DE1567364C2 - Verfahren zur Herstellung eines Klebemittels aus Stärkebrei und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

a) eine Versorgungsleitung (94) für die Zufuhr des Abstoppmittels Alaun und ein Ventil (96) in dieser Versorgungsleitung (94), wobei die Einrichtung zur kontinuierlichen Messung der Viskosität (103) und das Ventil (96) derart miteinander zusammenwirken, daß das Ventil (96) geöffnet ist, wenn die Viskosität des Behälterinhalts einen vorbestimmten Wert erreicht hat,

b) eine zweite Versorgungsleitung (100) zur Zufuhr von Borax, welche mit einem Ventil (101) versehen ist, das ebenfalls durch die Einrichtung (103) in Verbindung mit einem Zeitauslöser gesteuert wird.

Die Erfindung betrifft den Gegenstand der Patentansprüche.

Aus »Die Technologie der Klebstoffe« Teil 1, 2. Auflage (1959), Seite 417, ist bereits die Herstellung eines Klebemittels aus einem Stärkebrei beschrieben·. Bei dieser vorbekannten Verfahrensweise erfolgt jedoch keine Viskositätsmessung an den· hergestellten Klebemitteln. Weiterhin ist es aus Ullmann, Enzyklopädie der technischen Chemie, 3. Auflage (1965), 16. Band, Seite 323, bekannt, die Reaktion bei der Herstellung eines Klebemittels durch Umsetzung von Stärkebrei mit Alkali bei einem vorbestimmten Viskositätswert anzuhalten. Weiterhin ist es aus »Die Stärke« (1962), Nr. 2, 14. Jahrgang, Seite 69, linke Spalte, bekannt, eine automatische Viskositätsüberwachung zur Regelung von Verfahrensabläufen einzusetzen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Klebemittels, insbesondere eines fertigen, trägerlosen Wellpappe-Klebemittels sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Herstellungsverfahrens, wobei als Ausgangsmaterialien ein Stärkebrei verwendet wird, der mit einer Alkalilösung bei erhöhter Temperatur umgesetzt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung weisen den Vorteil auf, daß die Herstellung des Klebemittels in technisch vorteilhafter Weise automatisch erfolgen kann.

Zur Lösung der zuvor genannten Aufgabe dient das Verfahren, wie es im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 näher gekennzeichnet ist, weiterhin die Vorrichtung, wie sie im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 2 näher definiert ist.

Das Verfahren zur Herstellung eines Klebemittels durch Umsetzung eines Stärkebreis mit einer wäßriger. Alkalilösung bei erhöhter Temperatur wird so durchgeführt, daß Wasser zunächst auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt und dann trockene, ungelatinierte Stärke zugesetzt und eingemischt wird, wobei ein erwärmter Stärkebrei erhalten wird. Dieser Stärkebrei ίο wird dann mit einer Alkalilösung bei erhöhter Temperatur in an sich bekannter Weise umgesetzt, um das Klebemittel herzustellen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird durch Einführung von Alaun und zeitlich verzögert von Borax und Vermischen hiermit die Stärkequellung unterbrochen, sobald die vorausgewählte Viskosität erreicht ist. Die Mengen an Wasser, Alkali, Stärke, Alaun und Borax und ebenso Werte der Temperaturen und der Stärkebreiviskosität sowie die Verhältnisse dieser Variablen werden in der eigenen älteren Patentanmeldung C 36 858 IVa/59k = P 15 67 363 näher beschrieben.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient die erfindungsgemäße Vorrichtung, welche mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert wird; in der Zeichnung ist

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung zur Herstellung eines fertigen trägerlosen Wellpappe-Klebemittels,
F i g. 2 eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform der Erfindung zur Herstellung eines fertigen trägerlosen Wellpappe-Klebemittels.

In F i g. 1 bedeutet Bezugszeichen 10 einen Mischer, worin trägerloses Wellpappe-Klebemittel hergestellt werden kann. In Verbindung mit dem Mischer 10 ist eine Leitung 12, durch welche Wasser nach Wunsch geliefert wird. In Leitung 12 ist ein Fließmesser 14 und ein Ventil 16 angeordnet.

Verbunden mit dem Mischer 10 ist ein Lösungsbehälter 18 für Alkali. Die Wasserleitung 12 zwischen dem Fließmesser 14 und dem Ventil 16 ist angeschlossen an eine Leitung 20, welche mit dem Lösungsbehälter 18 in Verbindung steht. Eingeschlossen in die Leitung 20 ist ein Ventil 22. Ebenfalls in Verbindung mit dem Lösebehälter 18 ist eine Leitung 24, durch welche ein Alkali nach Wahl zu dem Behälter 18 geliefert wird.

Angeordnet in der Leitung 24 ist eine Pumpe 26, ein Fließmesser 28 und ein Rückschlagventil 29. Der Auflösebehälter 18 ist mit einem Temperaturregler 30 und einem Flüssigkeitshöhenanzeiger 32 versehen.

Eine Leitung 34 steht in Verbindung mit dem Auflösebehälter 18 und ist mit einer Leitung 36 verbunden, welche selbst mit dem Mischer 10 in Verbindung steht. Die Leitungen 34 und 36 dienen zum Liefern von Dampf für wahlweises Erwärmen der Inhalte des Auflösebehälters 18 und des Mischers 10. Ein Dampfdruckreduzierventil 38 und ein Ventil 40 sind in der Leitung 34 angeordnet, während ein Ventil 42 und eine Dampffalle 44 in der Leitung 36 vorgesehen sind. Zusätzlich ist eine Hilfsleitung 46, welche eine Verbreiterung 48 einschließt, mit Leitung 34 an der Aufströmseite des Dampfdruckverringerers 38 verbunden. Der Auflösebehälter 18 kann nach Wahl in Verbindung mit dem Mischer 10 über eine Leitung 5C gebracht werden. Angeordnet in der Leitung 50 sine eine Pumpe 52 und ein Ventil 54.

Zum Liefern des fertigen Produkts ist der Mischer IC über eine Hauptleitung 56 und eine Zweigleitung 58 ar

einen Lagerbehälter 60 angeschlossen. Der Lagerbehälter 60 ist mit einem Flüssigkeitshöhenstandsanzeiger 62 versehen, die Zweigleitung 58 besitzt ein Ventil 64 und die Hauptleitung 56 kann, wie bei 66 gezeigt, verlängert werden, um mit zusätzlichen Lagermöglichkeiten verbunden zu werden. Angeordnet in der Hauptleitung 56 ist eine Pumpe 68 für den Umlauf, und ein Umlaufventil 70. Eine Leitung 72 bringt das Ventil 70 in Verbindung mit einer Seite eines Wärmeaustauschers 74, und eine Leitung 76 bringt die andere Seite des Wärmeaustauschers 74 in Verbindung mit dem Mischer 10. Weiterhin steht eine Dampfleitung 78 in Verbindung mit dem Wärmeaustauscher 74, und in der Leitung 78 ist ein Kontrollventil 80 angeordnet, welches auf einen Temperaturfühler 82 anspricht, der selbst in der Leitung 76 angeordnet ist.

Ebenfalls verwendet in der Ausführungsform nach F i g. 1 wird ein Trockenlagerbehälter 84, welcher dazu dient, ungelatinierte Stärke aufzubewahren, welche vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus unmodifizierter Stärke und chemisch modifizierter Stärke. Der Lagerbehälter 84 ist über einen Förderkanal 86 in Verbindung mit einer automatischen Waage 88, welche eine Lieferleitung 90 besitzt, die in Verbindung mit dem Mischer 10 steht. Ein Alaunzusetzbehälter 92 ist angeschlossen an den Mischer 10 über eine Leitung 94, welche ein Ventil % enthält, während ein Boraxzusetzbehälter 98 an den Mischer 10 über eine Leitung 100 angeschlossen ist, welche ein Ventil 101 enthält. Schließlich ist der Mischer 10 mit einem Temperaturkontrollgerät 102 und einem Viskositätsregelgerät 103 verbunden.

Die im vorstehenden beschriebene Vorrichtung wird automatisch gesteuert durch einen nichtgezeigten Betätiger oder Programmer in folgender Weise. Mit dem Steuersystem im voreingestellten Zustand wird die Flüssigkeitshöhensonde 92 automatisch das Verfahren einleiten, wenn der Höhenstand des fertigen trägerlosen Klebstoffmittels in dem Lagerbehälter 60 unter die Einstellmarke fällt. In der vorhergehenden Betriebsstufe öffnet sich das Wasserventil 16 und erlaubt, daß Wasser in den Mischer 10 einfließt, und die Waage 88 wird mit trockener ungelatinierter Stärke aus dem Lagerbehälter 84 gefüllt. Nachdem der Wassermesser 14 die richtige Wassermenge zu dem Mischer 10 abgemessen hat, schließt er das Wasserventil 16 und rückt den Programmer weiter. Dann öffnet sich das Dampfventil 62 und Wasser in dem Mischer 10 wird durch den über die Leitung 36 zugelassenen Dampf erwärmt. Wenn die gewünschte voreingestellte Temperatur des Wassers in dem Mischer 10 erreicht ist, schließt das Temperaturregelgerät 102 das Dampfventil 42, um das Erwärmen des Wassers zu unterbrechen und rückt den Programmer weiter. In diesem Zeitpunkt wird die vorgewogene Menge an trockener Stärke zu dem Mischer 10 aus der Waage 88 zugesetzt und der Programmer wird vorgerückt. Die Stärke und das Wasser in dem Mischer 10 werden gemischt, um einen erwärmten Stärkebrei zu ergeben.

Nachdem ein erwärmter Stärkebrei in dem Mischer 10 zubereitet ist, öffnet sich das Wasserventil 22, und die Pumpe 26 wird angelassen, worauf Wasser und Alkali gleichzeitig in den Auflösebehälter 18 eingeführt werden. In diesem Zusammenhang mißt der Wassermesser 14 die richtige Wassermenge ab und schließt dann das Wasserventil 22, während der Alkalimesser 28 die richtige Alkalimenge abmißt und dann die Pumpe 26 anhält. In diesem Zeitpunkt rückt der Programmer vor.

Als nächstes öffnet sich das Dampfventil 40 und läßt Dampf zu dem Auflösebehälter 18 zum Erwärmen des Alkalis und Wassers darin zu, um eine erwärmte wäßrige alkalische Mischung zu ergeben. Wenn das Alkali-und-Wasser-Gemisch in dem Auflösebehälter 18 eine vorbestimmte Temperatur erreicht (etwa 10° unter der schließlich gewünschten Temperatur) betätigt der Temperaturregler 30 das Dampf ventil 40, um die Dampfströmung hindurch zu verringern, und dann, wenn die schließlich gewünschte Temperatur der Mischung in dem Auflösebehälter 18 erreicht ist, schließt der Temperaturregler 30 das Dampfventil 40, um das Erwärmen zu unterbrechen, und rückt den Programmer vor. '

Nachdem die erwärmte wäßrige alkalische Mischung in dem Auflösebehälter 18 zubereitet ist, öffnet sich Ventil 54 zu einer vorher bestimmten Einstellung und die Pumpe 52 wird angelassen, um die wäßrige alkalische Mischung aus dem Auflösebehälter 18 in den Mischer 10 zu pumpen. Wenn der Auflösebehälter 18 leer ist, unterbricht der Flüssigkeitshöhenanzeiger 32 die Pumpe 52, schließt das Ventil 54 und rückt den Programmer vor.

Die wäßrige alkalische, in den Mischer 10 eintretende Mischung wird mit dem darin befindlichen Stärkebrei vermischt und wirkt chemisch auf ihn ein. Insbesondere tritt eine chemische Reaktion ein,welche eine teilweise gequollene Stärkesuspension erzeugt. Wenn die gewünschte vorbestimmte Viskosität des Breis oder der Suspension erreicht ist, öffnet der Viskositätsregler 103 das Ventil 96 und erlaubt das Einfließen von Alaun aus dem Zusatzbehälter 92 in den Mischer 10 und setzt einen nichtgezeigten Boraxzeitauslöser in Gang, um die Verzögerung des Boraxzusatzes zu dem Mischer 10 zu steuern. Am Ende der Boraxyerzögerungszeit öffnet sich das Ventil 101, um das Einströmen von Borax aus dem Zusatzbehälter 98 zu dem Mischer 10 zu erlauben, und ein nichtgezeigter Zeithalter wird angelassen. Alaun und Borax werden mit der Stärkesuspension vermischt. Sie unterbrechen das Quellen der Stärkesuspension und verhindern hierdurch ihre Überbehandlung. Ein fertiges trägerloses Wellpappeklebmittel wird auf diese Weise erzeugt. Am Ende der Haltezeit rückt der Programmer vor und die Lieferpumpe 68 wird angelassen, um das fertige Wellpappeklebemittel zum Lager zu liefern.

Die Stufe des Pumpens von fertigem Klebmittel zum Lager schließt das Alaunventil 96 und das Boraxventil 101 und stellt das Steuersystem wieder zurück, wodurch dieses fertig ist für die Zubereitung eines anderen Ansatzes an Klebemittel. Wenn der Lagerbehälter 60 gefüllt ist, stellt der Flüssigkeitshöhenanzeiger 62 die Pumpe 68 ab. Das Lieferventil 64 wird geöffnet wenn fertiges Produkt zu dem Lagerbehälter 60 geleitet werden soll, und wird geschlossen, wenn fertiges Produkt zu den zusätzlichen Lagermöglichkeiten geleitet werden soll. Im letzteren Umstand kann die Flüssigkeitshöhensonde 62 in dem Steuersystem überschaltet werden. Schließlich kann fertiges Produkt zu dem Mischer durch Ventil 70, Leitung 72, Wärmeaustauscher 74 und Leitung 76 zurückgeleitet werden. In diesem Fall dient das automatisch gesteuerte Strömen von Dampf zu dem Wärmeaustauscher 74 dazu, um das zurückgeleitete Produkt auf einer bestimmten vorher eingestellten Temperatur zu halten.

Fig.2 erläutert eine abgeänderte Ausführungsform der Erfindung. Mit einem Strich versehene Bezugszeichen werden bei der F i g. 2 verwendet für die gleichen Bestandteile oder Elemente, welche gleich oder ähnlich

den Bestandteilen oder Elementen der F i g. 1 sind. Bei dieser Ausführungsform wird ein Stärkebrei zuerst in einem Breiaufbereitungsbehälter 104 zubereitet und dann zu dem Mischer 10' gepumpt, wenn ein Ansatz an fertigem trägerlosen Wellpappeklebmittel zubereitet werden soll.

Der Breibehälter ist so ausgebildet, um trockene ungelatisierte Stärke aus dem Lagerbehälter 84' aufzunehmen über eine Messeinrichtung 106 und eine Leitung 108. In der Einrichtung von Fig.2 sind die Wasserleitung 12' und die Dampfleitung 36' mit dem Breibehälter 104 statt mit dem Mischer 10' verbunden. In den Breibehälter 104 eintretendes Wasser wird erwärmt durch Dampf, welcher durch Heizschlangen 110 geleitet wird. Bei der gewünschten voreingestellten Temperatur schließt der Temperaturregler 112 das Dampfventil 42', um das Erwärmen zu unterbrechen, während die richtige Menge an trockener Stärke zu dem Breibehälter 104 durch die Meßeinrichtung 106 zugesetzt wird. Stärke und Wasser in dem Behälter 104 werden gemischt, um einen erwärmten Stärkebrei zu ergeben. Der Breibehälter 104 ist auch mit einer Höhensonde 113 und einer Hilfsleitung 114 versehen, welche eine darin angeordnete Dampffalle 116 besitzt. Den Breibehälter 104 und Mischer 10' verbindet eine Lieferleitung 118, in welcher eine Pumpe 120, ein Ventil 122 und ein Breimesser 124 angeordnet sind. Nachdem ein Stärkebrei in dem Breibehälter 104 zubereitet ist, wird er aus dem Behälter 104 zu dem Mischer 10' durch die Pumpe 120 gepumpt. In diesem Zeitpunkt werden Alkali und Wasser in dem Alkaliauflösebehälter 18' eingeführt. Wenn die richtige Menge an Stärkebrei, wie bestimmt durch den Breimesser 124, in dem Mischer 10' vorgesehen ist, wird die erwärmte wäßrige alkalische Mischung, wenn fertig, aus dem Auflösebehälter 18' zu dem Mischer 10' gepumpt. Abgesehen von der anfänglichen Zubereitung des erwärmten Stärkebreis und seiner Lieferung zu dem Mischer 10' sind die Stufen des Verfahrens von Fig.2 in der gleichen Weise programmiert wie die Stufen des Verfahrens von F i g. 1, welche der anfänglichen Zubereitung des erwärmten Stärkebreis in dem Mischer 10 folgen.
Bei der Ausführungsform von Fig. 2 ist ein Wärmeaustauscher 126 in der Lieferleitung 118 angeordnet und Dampf wird hindurch mittels einer Einlaßleitung 128 und Auslaßleitung 130 umlaufen gelassen. Angeordnet in der Einlaßleitung 128 ist ein ίο Ventil 132, welches durch einen Temperaturfühler 134, letzterer angeordnet in der Lieferleitung 118 hinter dem Wärmeaustauscher 126 gesteuert wird. Die Temperatur des Stärkebreis, welcher durch die Lieferleitung 118 strömt, wird somit auf der vorbestimmten Höhe mittels des automatisch gesteuerten Strömens von Dampf durch den Wärmeaustauscher 126 aufrechterhalten. Zusätzlich ist das Breiventil 122 an eine Rückleitung 136 angeschlossen, weiche mit dem Breibehälter 104 in Verbindung steht, wodurch der Stärkebrei zurück zu dem Breibehälter 104 umlaufen gelassen werden kann. Bei den beiden zuvor beschriebenen Äusführungsformen der Erfindung wird ein Programmer benutzt, um die Stufen des Verfahrens in der richtigen Reihenfolge zu steuern, dieser ist so eingerichtet, daß der Programmer, bis jede Funktion korrekt vollendet ist, nicht zu der nächsten Funktion vorrücken kann. Als Folge des programmierten Verfahrens werden genaue Kontrollen der Mengen an Wasser, Alkali, Stärke, Alaun und Borax und ebenso genaue Kontrolle der Temperatüren und Stärkebreiviskosität leicht erreicht. In der Ausführungsform von F i g. 1 wird der Stärkebrei in dem Mischer 10 in zeitlicher Abstimmung mit den üblichen Stufen des Verfahrens erzeugt. In der Ausführungsform von F i g. 2 kann der Stärkebrei entweder kontinuierlich in zeitlicher Abstimmung mit den anschließenden Verfahrensstufen oder in einem Ansatz im voraus vor den anschließenden Verfahrensstufen zubereitet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Klebemittels, wobei Stärkebrei mit einer wäßrigen Alkalilösung bei erhöhter Temperatur umgesetzt und die Reaktion des Stärkebreis angehalten wird, wenn seine vorausgewählte Viskosität erreicht ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Anhalten der Reaktion bzw. das Unterbrechen der Stärkequellung durch Zusetzen von Alaun und, zeitlich verzögert, von Borax und Vermischen erfolgt.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, umfassend einen Reaktionsbehälter, der mit einer Einrichtung zur Zufuhr von Stärkebrei, einer Abgabeeinrichtung, einer Heizeinrichtung und einer Einrichtung zur kontinuierlichen Messung der Viskosität des Behälterinhalts versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin umfaßt: