DE60302780T2

DE60302780T2 - Auf stärke basierende leimpastezusammensetzung

Info

Publication number: DE60302780T2
Application number: DE60302780T
Authority: DE
Inventors: Johan Geeroms
Original assignee: Remy Industries NV
Current assignee: Remy Industries NV
Priority date: 2002-04-12
Filing date: 2003-04-07
Publication date: 2006-09-07
Anticipated expiration: 2023-04-08
Also published as: CN1643100A; MXPA04010012A; CN1283738C; BRPI0308926B1; EP1352939A1; WO2003087253A1; DE60302780D1; EP1497388B1; AU2003226789A1; EP1497388A1; JP4401787B2; BR0308926A; US20050163974A1; US6964703B2; ATE312892T1; ES2252686T3; JP2005522563A

Description

Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft auf Stärke basierende Leimpaste-Zusammensetzungen und Zwischenstufen dazu, ihre Herstellung, die Verwendung der Zusammensetzungen zur Herstellung von (laminierter) Wellpappe, sowie Wellpappe.
Hintergrund der Erfindung
Bereits seit langen Zeiten wurden verschiedene Produkt-Oberflächen mittels Leimen verbunden. Typische Oberflächen, welche im industriellen Maßstab mittels Leimen miteinander verbunden werden beinhalten Papier- und Pappe-Oberflächen. Hierzu werden, aufgrund der Einfachheit ihrer Präparation, ihrer technischen Eigenschaften und ihrer Verfügbarkeit bei wirtschaftlich akzeptablen Kosten, aus Stärke präparierte Leimpaste-Zusammensetzungen häufig verwendet. Es wurden bereits Stärken aus verschiedenartigen Quellen verwendet. Leimpaste-Zusammensetzungen werden herkömmlich aus Korn-Stärke, Weizen-Stärke, Kartoffel-Stärke oder Tapioca-Stärke präpariert. Der Begriff Korn bezieht sich im Folgenden immer aus Mais.
Eine besondere Art von Pappe, welche für verschiedene Anwendungen häufig verwendet wird, ist Wellpappe, welche aus einem Pappe-Kern-Material besteht, welches dauerhafte Wellen mit einer an einem oder an beiden Seiten anhaftenden Außenlage aufweist. Die Außenlage ist üblicherweise ein Blatt flachen Kartons oder Papiers. Das gewellte Material ist mit der/den anhaftenden Außenlage(n) mittels eines Leims verbunden, welcher auf die Oberenden der Wellen an der Oberseite und/oder der Unterseite des Kern-Materials aufgebracht wird, gefolgt von In-Kontakt- Bringen dieser Oberenden mit den Außenlage(n) und Applizieren von Druck und Wärme.
Das Herstellen von Wellpappe ist besonders anspruchsvoll für den Leim, weil der Leim leicht zu verarbeiten sein muss, und sicherstellen muss, dass während der Herstellung des Laminats die Oberflächen des Wellen-Kerns und der Außenlage schnell mit einer guten anfänglichen Bindung verleimt werden, dass die endgültige Verbindung eine gute Adhäsiv-Stärke aufweist, und dass eine mögliche Deformation der Außenlage, welche durch den Leimungs-Prozess verursacht ist, minimal ist.
Zur Herstellung von Wellpappe werden hauptsächlich Leimpaste-Zusammensetzungen verwendet, welche entweder auf Korn-Stärke oder auf Weizen-Stärke basieren, weil diese Leime eine gute Adhäsiv-Stärke sicherstellen, und die Quell-Materialien bei ökonomisch vertretbaren Kosten reichlich verfügbar sind.
Herkömmlicher Weise werden diese Leimpaste-Zusammensetzungen gemäß dem Stein-Hall-Verfahren hergestellt.
Typisch für das Stein-Hall-Verfahren ist, dass die Leim-Zusammensetzung zwei verschiedene Teile beinhaltet. Der Unterschied resultiert daher, dass die Leim-Zusammensetzung aus einer Träger-Paste (auch Primär-Paste genannt) und einer Haupt-Paste (auch Sekundär-Paste genannt) zusammengesetzt ist, deren Präparationen wesentlich verschieden voneinander sind, wie aus der folgenden Beschreibung folgt.
Die Träger-Paste wird herkömmlicher Weise durch Einmischen der Stärke in Pulver-Form in Wasser präpariert, welches auf ungefähr 30 bis 50°C erwärmt ist, mit anschließendem Zuführen einer bestimmten Menge von Natrium-Hydroxid unter Rühren, üblicherweise in Form einer konzentrierten wässrigen Lösung. Die Mischung wird unter lebhaftem Rühren mit Scheren eine Weile bei ungefähr 30 bis 50°C gehalten, bis eine stabile Viskosität der Mischung erreicht ist (typischerweise ungefähr 15 bis 30 Minuten), wodurch die Träger-Paste gebildet wird. Die Konzentration der Stärke in der Mischung reicht üblicherweise von 6 bis 16 Gewichts-%, und das Gewichts-Verhältnis Natrium-Hydroxid:Stärke reicht üblicherweise von 1:10 bis 1:4.
Während des Präparations-Prozesses wird die Stärke in der Träger-Paste vollständig geliert. Diese gelierte Stärke kann bis zu 20 Gramm Wasser pro Gramm Stärke absorbieren/binden, was viel mehr ist, als nicht-gelierte Stärke kann. Nicht-gelierte Stärke kann nur ungefähr 1 Gramm Wasser pro Gramm Stärke absorbieren/binden.
Die Haupt-Paste wird herkömmlicher Weise mittels Einrührens der Stärke in Pulver-Form in Wasser bei oder unterhalb von Raumtemperatur und anschließendem Zuführen einer bestimmten Menge von Borax unter Rühren zu der Mischung präpariert. Die Mischung wird für ungefähr 10 bis 30 Minuten gerührt, wodurch die Haupt-Paste erhalten wird. Die Konzentration der Stärke in der Mischung reicht von ungefähr 18 bis 35 Gewichts-%, und das Gewichts-Verhältnis Stärke:Borax reicht üblicher Weise von 50:1 bis 100 1. Weil diese Mischung viel konzentrierter an Stärke ist, basierend auf dem Stärke-Gehalt viel weniger Alkali-Base (Borax) enthält als die Träger-Paste, und ungefähr bei oder unterhalb von Raumtemperatur präpariert wird, erfährt die Stärke der Haupt-Paste kein Gelieren. Als eine Folge hiervon ist die Stärke der Haupt-Paste nicht-gelierte Stärke, welche nur eine kleine Wasser-Menge absorbieren/binden kann, ungefähr 1 Gramm Wasser pro Gramm Stärke.
Die Leimpaste-Zusammensetzung wird dann durch Mischen der Träger-Paste mit der Haupt-Paste bei einem ausgewählten Gewichts-Verhältnis von Haupt-Paste:Träger-Paste erhalten, welches typischerweise von 1:1 bis 5:1 reicht.
Es existieren einige Varianten der Leimpaste-Zusammensetzung gemäß dem Stein-Hall-Verfahren. Gemäß einer Variante, welche typischerweise im industriellen Maßstab verwendet wird, wird die Präparation der Leimpaste-Zusammensetzung in einem Reaktor ausgeführt (Ein-Topf-Prozess), was die aufeinanderfolgenden Schritte beinhaltet: Laden der benötigten Menge Wasser, dessen Erwärmen auf 30 bis 50°C, Zufügen der benötigten Menge von Stärke für die Träger-Paste in Pulver-Form unter lebhaftem Rühren, Zuführen der angemessenen Menge kaustischer Soda-Lösung und Rühren der Mischung mit Scheren bei ungefähr 30 bis 50°C für ungefähr 15 bis 30 Minuten. Dementsprechend wird Wasser bei oder unterhalb von Raumtemperatur in der für die Haupt-Paste benötigten Menge unter Rühren zugeführt, gefolgt von der benötigten Menge an Stärke für die Haupt-Paste in Pulver-Form. Dann wird die angemessene Menge Borax zugefügt, und die Mischung für ungefähr 10 bis 30 Minuten, typischer Weise für ungefähr 15 Minuten, bei Raumtemperatur gerührt, wodurch die gewünschte Leimpaste-Zusammensetzung gebildet wird.
Als ein Ergebnis des Zufügens der zur Bildung der Hauptpaste benötigten Menge von Wasser bei oder unterhalb von Raumtemperatur werden die Temperatur der Gesamt-Mischung und die Konzentration der kaustischen Soda in der Gesamt-Mischung auf ein solches Niveau erniedrigt, dass die Stärke, welche hinzugefügt wird, um die Haupt-Paste zu bilden, überhaupt nicht geliert wird, oder nur zu einem nicht-signifikanten Ausmaß, typischerweise weniger als 1 Gewichts-%, geliert wird, was hierin als im Wesentlichen nicht-geliert angesehen wird.
Gemäß einer anderen Variante, welche ebenfalls im industriellen Maßstab verwendet wird, wird die Leimpaste mittels eines Inline-/Serien-Herstellungs-Verfahrens präpariert.
Einige Leimpaste-Zusammensetzungen zur Herstellung von Wellpappe wurden offenbart, welche auf bestimmten Kombinationen von Stärken aus verschiedenen Pflanzen-Quellen basieren, und zwar in JP 9-235529 und JP 2001-164213.
JP 9-235529 (Rengo Co. Ltd.) beschreibt Leimpasten, welche eine Mischung aus einer Paste aus Korn-Stärke und einer Paste aus Tapioca-Stärke sind, bei einem Feststoff-Gehalt-Verhältnis Korn-Stärke:Tapioca-Stärke von 10:90 bis 70:30. Die Pasten werden separat aus Korn-Stärke beziehungsweise Tapioca-Stärke, Wasser, einer wässrigen Lösung kaustischer Soda und Borsäure präpariert. In diesen Pasten beträgt das Gewichts-Verhältnis Gesamt-Wasser zu Gesamt-Stärke 3.00, die Gesamt-Stärke-Konzentration ist 24.7 Gewichts-%, die Konzentration kaustischer Soda (auf die Paste gerechnet) ist 0,60 Gewichts-%, und der Gehalt an Borax (auf den Stärke-Gehalt gerechnet) ist 2,00 Gewichts-%.
JP 2001-164213 (Tokan Kogyo Co. Ltd.) beschreibt Leimpaste-Zusammensetzungen zum Laminieren von Wellpappe, welche aus einer Mischung von Korn-Stärke und Reis-Stärke präpariert werden. Gemäß dem von JP 2001-164213 beschriebenen Herstellungs-Prozess, welcher auf dem Stein-Hall-Verfahren basiert, werden eine Träger-Paste und eine Haupt-Paste getrennt präpariert, und anschließend beide Pasten gemischt, um die Leimpaste-Zusammensetzung zu bilden. Tabelle 5 von JP 2001-164213 offenbart spezifisch die Präparation einer Leimpaste-Zusammensetzung, bei welcher (i) die Träger-Paste ein Gewichts-Verhältnis Korn-Stärke:Reis-Stärke von 1:1, einen Gesamt-Stärke-Gehalt von 8,6 Gewichts-% und ein Gewichts-Verhältnis Gesamt-Wasser:Gesamt-Stärke von 10,4:1 enthält, und (ii) die Haupt-Paste ein Gewichts-Verhältnis Korn-Stärke:Reis-Stärke von 4:1, einen Gesamt-Stärke-Gehalt von 31,76 Gewichts-% und ein Gewichts-Verhältnis Gesamt-Wasser:Gesamt-Stärke von 2,13:1 enthält. Verschiedene Leimpaste-Zusammensetzungen werden durch Mischen der Träger-Paste und der Haupt-Paste bei verschiedenen Gewichts-Verhältnissen erhalten.
Damit die Leimpaste gute Leimungs-Eigenschaften aufweisen möge, fordert JP 2001-164213 ferner, dass die Reisstärke sowohl in der Träger-Stärke-Paste wie in der Haupt-Paste vorhanden zu sein habe, und die Reis-Stärke in der Leimpaste (welche die Mischung der Träger-Paste und der Haupt-Paste ist) in einer Gesamt-Konzentration vorhanden zu sein habe, welche von 5 bis 30 Gewichts-% des Fest-Anteils der Leimpaste reicht.
JP 2001-164213 offenbart ferner, als ein weiteres Merkmal der Erfindung, dass die Start-Temperatur des Gelierens der Leimpaste im Vergleich zu herkömmlichen auf Stärke basierenden Leimpaste signifikant reduziert ist. Als ein Resultat hiervon ist das anfängliche Leimen verbessert, und das Leimen während des Laminier-Prozesses kann bei niedrigeren Temperaturen ausgeführt werden, als den für herkömmliche auf Stärke basierenden Leimpaste-Zusammensetzungen verwendeten. JP 2001-164213 setzt ferner diese Eigenschaften zu dem Vorhanden-Sein von Reis-Stärke, welche dafür bekannt ist, dass sie eine niedrigere Gelier-Temperatur und eine höhere Feuchtigkeits-Verdampfungs-Rate als Stärke aus Korn, Weizen, Kartoffel oder Tapioca aufweist, in der Träger-Paste und in der Haupt-Paste in Beziehung.
JP 2001-164213 offenbart ferner in Abschnitt 0023, dass dem Vorhanden-Sein von Reis-Stärke in der Träger-Paste spezielle Bedeutung zukommt, weil es als ein wichtiger Faktor angesehen wird, um eine gute Anfangs-Leimungs-Leistung bei reduzierten Leimungs-Temperaturen zu erhalten, wohingegen der Effekt von Reis-Stärke in der Haupt-Paste nicht sehr groß zu sein scheint.
Die Quantität von Leimpaste gemäß JP 2001-164213, welche appliziert zu werden hat, um gute Leimungs-Eigenschaften zu erreichen, kann im Vergleich zu herkömmlichen auf Stärke basierenden Leimpaste-Zusammensetzungen um 20% reduziert werden, und zwar von herkömmlicher Weise ungefähr 10 g/m² bis hinab zu 8 g/m².
Ferner resultiert die genannte Reduktion der Temperatur während der Anfangs-Phase des Laminier-Prozesses und der Menge von Leimpaste, welche appliziert werden muss, in geringerer Deformation des Kartons oder Papier-Blattes, welches den Wellpappe-Kern bedeckt.
In Abhängigkeit von der Vielfalt/Vielzahl des Reises und des Herstellungs-Prozesses der Reis-Stärke werden mehrere Typen von Reis-Stärke produziert, welche in der Zusammensetzung signifikant differieren. Allerdings schweigt JP 2001-164213 zu dem verwendeten Typ von Reis-Stärke, sowie zu dem Einfluss des Typs von Reis-Stärke auf die physikalisch-chemischen Eigenschaften der Leimpaste-Zusammensetzung und zu ihren Leimungs-Eigenschaften.
Obwohl verschiedene Leim-Zusammensetzungen bislang offenbart worden sind, und mehrere Leimpaste-Zusammensetzungen zur Herstellung von Wellpappe kommerziell verfügbar sind, weisen diese Zusammensetzungen außer wünschenswerten Eigenschaften üblicherweise meist einen oder mehrere Nachteile auf, wie beispielsweise niedrige Viskositäts-Stabilität der Leimpaste, unzureichende Leimungs-Stärke beim Applizieren in kleinen Mengen, Notwendigkeit hoher Temperaturen, um gutes Anfangs-Leimen zu erhalten, hohen Wasser-Gehalt, was zu hohen Energie-Anforderungen (hohe Temperatur und/oder lange Heiz-Zeiten) führt, um das Wasser während des Laminier- und Leimungs-Schrittes zu verdampfen, deutliche Deformation der Außenlagen, und/oder geringe/schlechte Herstellungs-Geschwindigkeit im Laminier-/Leimungs-Schritt.
Dementsprechend ist die Industrie kontinuierlich auf der Suche nach neuen Leim-Zusammensetzungen zur Herstellung von Wellpappe, welche im Vergleich zu bekannten Leim-Zusammensetzungen verbesserte Eigenschaften und/oder weniger Nachteile aufweisen.
Beschreibung der Erfindung
Bei der Suche nach alternativen und/oder verbesserten Leim- Zusammensetzung haben die Erfinder neue, auf Stärke basierende Leimpaste-Zusammensetzungen zur Herstellung von Wellpappe entdeckt, welche im Vergleich zu den in der Technik bekannten Leim- Zusammensetzungen unerwartet verbesserte Eigenschaften und/oder weniger Nachteile aufweisen. Diese neuen Zusammensetzungen bilden die Basis für die vorliegende Erfindung.
In einem Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine auf Stärke basierende Leimpaste-Zusammensetzung, welche aus einer Mischung einer Träger-Paste (auch Primär-Paste) und einer Haupt-Paste (auch Sekundär-Paste) besteht, wobei:

– die Träger-Paste eine auf Stärke basierende Paste ist, welche zusammengesetzt ist aus Getreide-Särke, Knollen-Särke. Erbsen-Stärke oder irgendeiner Mischung davon, typischer Weise aus einer Stärke, welche aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus Korn (Mais)-Stärke, Weizen-Stärke, Roggen-Stärke, Hafer-Stärke, Gerste-Stärke, Kartoffel-Stärke, Tapioka-Stärke und Erbsen-Stärke besteht, wobei jede eine native Stärke oder eine chemisch modifizierte Stärke ist, oder einer Mischung daraus, Wasser und einer Alkali-Base, bevorzugt Natrium-Hydroxid, wobei die Stärke, basierend auf der Gesamt-Menge von Wasser in der Träger-Paste, in einer Konzentration im Bereich von 5 bis 16 Gewichts-% vorliegt, bevorzugt von 6 bis 10 Gewichts-%, und die Alkali-Base in einer Menge im Bereich von 10 bis 25 Gewichts-% vorliegt, bevorzugt von 15 bis 25 Gewichts-%, berechnet als Natrium-Hydroxid (NaOH) und basierend auf der Menge (Trocken-Substanz) der Stärke in der Träger-Paste,
– die Haupt-Paste eine auf Stärke basierende Paste ist, welche zusammengesetzt ist aus einer Mischung aus: (i) nativer Reis-Stärke oder einer acetylierten Version davon, welche von 0,25 Gewichts-% bis 2,5 Gewichts-% Acetyl-Gruppen im Gehalt an trockener Stärke enthält (im Folgenden als acetylierte Reis-Stärke bezeichnet), und (ii) einer Getreide-Stärke, Knollen-Stärke, Erbsen-Stärke oder einer Mischung davon, typischerweise eine Stärke, welche aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus Korn (Mais)-Stärke, Weizen-Stärke, Roggen-Stärke, Hafer- Stärke, Gerste-Stärke, Kartoffel-Stärke, Tapioka-Stärke und Erbsen-Stärke besteht, wobei jede eine native Stärke oder eine chemisch modifizierte Stärke ist, oder einer Mischung daraus, Wasser und Natrium-Borat, typischerweise Borax, wobei die native Reis-Stärke oder die acetylierte Version davon in einer Menge im Bereich von 10 bis 30 Gewichts-%, bevorzugt von 15 bis 25 Gewichts-%, typischerweise von 15 bis 19 Gewichts-% des Gesamt-Stärke-Gehalts (Trocken-Substanz) der Haupt-Paste vorliegt, wobei die Gesamt-Menge von Stärken in der Haupt-Paste im Bereich von 25 bis 50 Gewichts-% liegt, bevorzugt von 35 bis 45 Gewichts-%, basierend auf der Gesamt-Menge der Haupt-Paste, und wobei Natrium-Borat (berechnet als wasserfreies Borax) in einer Menge im Bereich von 0,3 bis 3 Gewichts-%, bevorzugt von 0,5 bis 2 Gewichts-%, vorliegt, basierend auf der Menge der Stärke (Trocken-Substanz) in der Haupt-Paste, und
– das Gewichts-Verhältnis Haupt-Paste:Träger-Paste im Bereich von 1:1 bis 3:1, bevorzugt von 1,4:1 bis 2:1 liegt.

Der Begriff Alkali-Base bezieht sich hierin auf eine Base, welche aus einem Kation eines Alkali-Metalls und einem Anion zusammengesetzt ist, welches ein Hydroxyl-Anion oder ein Anion ist, welches von einer schwachen organischen oder schwachen anorganischen Säure abgeleitet ist. Die bei der Präparation der Träger-Paste verwendete Alkali-Base ist bevorzugt eine Natrium-Base, typischerweise Natrium-Hydroxid, welche üblicherweise in Form einer konzentrierten wässrigen Lösung verwendet wird, beispielsweise eine kaustische Soda-Lösung von 25 bis 50 Gewichts-%. Die zur Präparation der Haupt-Paste verwendete Alkali-Base ist Natrium-Borat und kann in Form von wasserfreiem Borax, Borax-Pentahydrat, Borax-Decahydrat und als eine wässrige Borax-Lösung verwendet werden. Diese Formen sind alle in verschiedenen Graden kommerziell verfügbar. Natrium-Borat kann auch in situ durch Reaktion von Bor-Säure mit Natrium-Hydroxid in wässriger Lösung in der Mischung, welche die Haupt-Paste bildet, erzeugt werden.
Getreide-Stärken, welche unter anderem Korn-Stärke, Weizen-Stärke, Roggen-Stärke, Hafer-Stärke und Gersten-Stärke, enthalten, Knollen-Stärken, welche unter anderem Kartoffel-Stärke und Tapioca-Stärke enthalten, und Erbsen-Stärke sind in der Technik gut bekannt, und sind kommerziell in verschiedenen Typen und Graden verfügbar. Typische Typen beinhalten native Stärken und chemisch modifizierte Stärken, wie acetylierte Stärken (Stärken, welche von 0,25 Gewichts-% bis 2,5 Gewichts-% Acetyl-Gruppen im Trocken-Stärke-Gehalt enthalten), quervernetzte Stärken mit einem niedrigen Grad an Quervernetzung, wie sie beispielsweise durch Reaktion der Stärke mit 100 ppm bis 700 ppm Phosphoroxytrichlorid (OPCl₃) erhalten werden, und Stärken, welche eine Kombination von beiden chemischen Modifikationen darstellen. Alle diese Stärken und irgendeine Mischung davon sind für die Präparation der auf Stärke basierenden Leimpaste-Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet.
Die Reis-Stärke, welche zur Herstellung der Haupt-Paste gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet ist, muss native Reis-Stärke sein, welche von 12 Gewichts-% bis 20 Gewichts-% Amylose, ungefähr 1 Gewichts-% andere Komponenten, wie beispielsweise Proteine, und komplementäre 87 Gewichts-% bis 79 Gewichts-% Amylopektin enthält. Die acetylierte Version der Reis-Stärke, welche für die vorliegende Erfindung geeignet ist, muss eine Zusammensetzung aufweisen, welche zu einer der genannten geeigneten nativen Reis-Stärke(n) korrespondiert. Eine bevorzugte native Reis-Stärke beinhaltet von 16 Gewichts-% bis 18 Gewichts-% Amylose und komplementäre 83 Gewichts-% bis 81 Gewichts-% Amylopektin. Die am stärksten bevorzugte native Reis-Stärke und die acetylierte Version davon beinhalten ungefähr 18 Gewichts-% Amylose. Solche nativen Reis-Stärken und acetylierten Reis-Stärken sind kommerziell verfügbar, wie beispielsweise von Remy CB beziehungsweise Remygel 6-211 von REMY INDUSTRIES n.v., Belgien.
In einer bevorzugten Ausführungsform stammen die Stärke, welche die Träger-Paste bildet, und die Stärke, welche die Haupt-Stärke-Komponente der Haupt-Paste bildet, von der gleichen Pflanzen-Quelle und vom gleichen Typ. Typischerweise sind native und chemisch modifizierte Korn-Stärke, Weizen-Stärke, Roggen-Stärke, Kartoffel-Stärke und Tapioca-Stärke bevorzugt. Weiter bevorzugt ist die Stärke der Träger-Paste und die Haupt-Stärke-Komponente der Haupt-Paste native Korn-Stärke, quervernetzte Korn-Stärke, native Weizen-Stärke oder quervernetzte Weizen-Stärke, am meisten bevorzugt native oder quervernetzte Weizen-Stärke.
Die auf Stärke basierende Leimpaste-Zusammensetzung der Erfindung kann optional eine sehr geringe Konzentration von Zusatz-Stoffen, beispielsweise von Bioziden und/oder wasserabweisenden Agentien enthalten, welche nicht die Leimungs-Eigenschaften beeinflussen, aber welche üblicherweise in Leim-Zusammensetzungen zur Herstellung von Karton und Wellpappe-Artikeln verwendet werden, wie etwa Artikeln, welche für die gekühlte Lagerung von Gemüsen und Obst verwendet werden.
In einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen der hierin vorher beschriebenen auf Stärke basierenden Leimpaste-Zusammensetzungen, welches auf dem Stein-Hall-Verfahren beruht.
Gemäß einer ersten Variante (hierin mit Variante A bezeichnet) werden eine auf Stärke basierende Träger-Paste und eine auf Stärke basierende Haupt-Paste separat präpariert und anschließend gemischt, um eine auf Stärke basierende Leimpaste-Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung zu ergeben. Die Träger-Paste und die Haupt-Paste, sowie die Mischung davon, können auf herkömmliche Weise präpariert werden, beispielsweise so, wie unten beschrieben ist.
Die Träger-Paste wird präpariert durch Einmischen der oben definierten Stärke, bevorzugt in Pulver-Form, in Wasser von ungefähr 30°C bis 50°C mit anschließendem Zuführen der Alkali-Base unter Rühren, üblicherweise als eine konzentrierte wässrige Lösung von Natrium-Hydroxid. Es wird bei ungefähr 30°C bis 50°C, bevorzugt bei 40°C bis 45°C, gewöhnlich für ungefähr 15 bis 40 Minuten, mit hoher Scherung gerührt, bis die Stärke vollständig geliert ist, und eine Mischung mit einer stabilen Viskosität erhalten wird. Die Zeit, für welche die Mischung gerührt wird, um vollständiges Gelieren zu erhalten, hängt zu einem großen Ausmaß von der Pflanzen-Quelle und dem Typ der Stärke ab. Beispielsweise benötigt native Korn-Stärke ungefähr 15 Minuten und native Reis-Stärke ungefähr 30 Minuten Rühren bei ungefähr 40°C.
Die Haupt-Paste wird durch Rühren der Mischung der Reis-Stärke oder acetylierten Reis-Stärke und einer oben definierten Stärke, bevorzugt in Pulver-Form, in Wasser bei oder unterhalb von Raum-Temperatur und Zufügen, unter Rühren, der benötigten Menge Natrium-Borat, typischerweise Borax, oder einer geeigneten Menge Bor-Säure und Natrium-Hydroxid zu der Mischung präpariert. Anschließend wird die Mischung gerührt, bis eine homogene Paste erhalten wird, was typischerweise ungefähr 5 bis 15 Minuten benötigt. Für das Zufügen der Stärken sind Varianten möglich: die Reis-Stärke und die andere Stärke oder Stärken kann/können in Form einer Vor-Mischung sowie getrennt in irgendeiner Reihenfolge zugeführt werden. Die Reihenfolge, in welcher die Stärken zugeführt werden, um die Mischung der Haupt-Paste zu bilden, hat im Wesentlichen keinen Einfluss auf die Qualität und die Eigenschaften der erhaltenen Paste.
Die auf Stärke basierende Leimpaste-Zusammensetzung gemäß der Erfindung wird dann durch Mischen der geeigneten Mengen Träger-Paste und Haupt-Paste erhalten. Typischerweise wird die Haupt-Paste unter Rühren zur Träger-Paste hinzugefügt, und es wird weitergerührt, bis eine homogene Paste erzielt ist, was typischerweise ungefähr 10 bis 30 Minuten benötigt.
Die Stärken, und das Gewichts-Verhältnis der Stärken, des Wassers, der Alkali-Base und des Natrium-Borats, und das Verhältnis Haupt-Paste: Träger-Paste in dem oben angegebenen Herstellungs-Verfahren korrespondieren zu denjenigen, welche oben für die auf Stärke basierende Leimpaste-Zusammensetzung gemäß der Erfindung definiert wurden.
Da die Haupt-Paste bezüglich Stärke viel konzentrierter ist, gerechnet auf den Stärke-Gehalt im Vergleich zur Träger-(Primär-)Paste viel weniger Alkali-Base enthält, und bei oder unterhalb von Raumtemperatur präpariert wird, erfahren die Stärken in der Haupt-(Sekundär-)Paste kein Gelieren, oder erfahren Gelieren nur zu einem nicht-signifikanten Ausmaß, welches typischerweise kleiner ist als 1 Gewichts-%.
In der Mischung aus der Träger-Paste und der Haupt-Paste, welche die Leimpaste-Zusammensetzung bildet, verbleibt die Stärke der Haupt-Paste ferner nicht-geliert oder im Wesentlichen nicht-geliert (d.h. der Gelierungs-Grad ist typischerweise kleiner als 1 Gewichts-%), weil die ganze oder ungefähr die ganze für die Präparation der Träger-Paste verwendete Alkali-Base in diesem Prozess-Schritt reagiert hat, und als ein Resultat eines Mischens der Träger-Paste mit der Haupt-Paste die Temperatur der Haupt-Paste vermindert wird und die Alkalizität der Mischung durch den Verdünnungs-Effekt auf einen pH-Wert reduziert wird, welcher zu gering ist, um ein Gelieren zu verursachen.
Dementsprechend ist im Gegensatz zu der Reis-Stärke in den in JP 2001-164213 beschriebenen Leim-Zusammensetzungen die Reis-Stärke in der Leimpaste-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung nicht geliert, oder höchstens zu einem nicht signifikanten Ausmaß, typischerweise weniger als 1 Gewichts-%, geliert.
Die Auswahl der Stärke oder Mischung von Stärken (inklusive der Pflanzen-Quelle, des Typs [native oder chemisch modifizierte Stärke] und des/der Grades/Güteklasse der Stärke), kann die Stärke-Konzentration in der Träger-Paste und in der Haupt-Paste, das Gewichts-Verhältnis der Stärken in den Mischungen, und das Gewichts-Verhältnis der Stärken zu der Alkali-Base und zu Natrium-Borat, basierend auf gängigem Wissen durchgeführt werden, unter Berücksichtigung, unter anderem, der Eigenschaften der ausgewählten Stärke oder Mischung von Stärken, der gewünschten Viskosität der Pasten-Zusammensetzung, der Viskositäts-Stabilität der Leimpaste-Zusammensetzung und der Verfügbarkeit und Kosten der Stärken.
Die Auswahl des Gewichts-Verhältnisses Reis-Stärke:Andere-Stärke (oder Mischung anderer Stärken) kann vom Fachmann mittels einiger Routine-Experimente auf der Basis der Eigenschaften der Leimpaste-Zusammensetzung leicht durchgeführt werden, beispielsweise unter Berücksichtigung der Viskosität und der Viskositäts-Stabilität der Leimpaste-Zusammensetzung, der Geschwindigkeit und Qualität des Anfangs- Leimens der Wellpappe an der Außenlage, der Heiz-Anforderungen, um ein vollständiges Aneinander-Leimen zu erhalten, und der Qualität (Stärke) der erhaltenen endgültigen Verbindung.
Gemäß einer bevorzugten zweiten Variante (hierin als Variante B bezeichnet) wird die auf Stärke basierende Leimpaste-Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Ein-Topf-Präparations-Prozess hergestellt. Hierzu wird in einem ersten Schritt die Träger-Paste wie oben angegeben präpariert. Dies beinhaltet Zufügen, unter Rühren, der Stärke oder Mischung von Stärken in Pulver-Form zu Wasser bei ungefähr 30°C bis 50°C, und Zufügen der Alkali-Base, typischerweise kaustische Soda, gefolgt von Rühren der Mischung unter starkem Scheren, üblicherweise für ungefähr 10 bis 40 Minuten, bis eine Mischung von vollständig gelierter Stärke und mit einer stabilen Viskosität erhalten wird. Anschließend wird in einem zweiten Schritt Wasser bei oder unterhalb von Raum-Temperatur unter Rühren zu der im ersten Schritt erhaltenen Mischung zugeführt, gefolgt von Zufügen, unter Rühren, der Reis-Stärke und der einen oder der mehreren anderen ausgewählten Stärken. Die Stärken, welche die Sekundär-Paste bilden, können entweder getrennt oder in Form einer Vor-Mischung zugefügt werden, welche in Form einer trockenen Mischung oder in Form einer wässrigen Paste vorliegen kann. Dann wird Natrium-Borat, typischerweise Borax, unter Rühren zugefügt. Das Natrium-Borat kann auch vor oder während des Zufügens der Reis-Stärke und/oder der anderen Stärke oder Stärken zugefügt werden. Die erhaltene Mischung wird durch Rühren homogenisiert, was typischerweise ungefähr 10 bis 30 Minuten in Anspruch nimmt, und zu der endgültigen Leim-Zusammensetzung führt.
Die Gewichts-Verhältnisse der im ersten Schritt (welche die Primär-Paste bilden) und im zweiten Schritt (welche die Sekundär-Paste bilden) verwendeten Komponenten, und das Gewichts-Verhältnis Sekundär-Paste:Primär-Paste, entsprechen denjenigen, welche oben für die Leimpaste gemäß der vorliegenden Erfindung angegeben wurden.
Die Leimpaste-Zusammensetzung, welche durch den oben angegebenen Ein-Topf-Herstellungs-Prozess erhalten wird, ist auch durch die Anwesenheit von Stärken zweier verschiedener Arten gekennzeichnet, und zwar vollständig gelierter Stärke, welche aus dem ersten Schritt resultiert, und die Primär-Paste bildet, und nicht-gelierte Stärke, welche aus dem zweiten Schritt des Prozesses resultiert, und die Sekundär-Paste bildet.
Beide Verfahren, das Verfahren, welches separates Präparieren der Träger-Paste und er Haupt-Paste gefolgt von deren Mischung einbezieht, um die Leimpaste-Zusammensetzung zu bilden, sowie das Ein-Topf-Herstellungs-Verfahren, können gemäß herkömmlicher Techniken ausgeführt werden. Das Ein-Topf-Verfahren wird herkömmlicher Weise im industriellen Maßstab verwendet. Ferner kann ein Inline-/Serien-Misch-Prozess zur Herstellung der Leimpaste gemäß der Erfindung im halb-industriellen oder industriellen Maßstab verwendet werden.
Die Vor-Mischung insbesondere die trockene Vor-Mischung, welche aus einer Mischung im oben definierten geeigneten Gewichts-Verhältnis der nativen Reis-Stärke oder acetylierten Reis-Stärke und der einen oder der mehreren Stärken, welche aus der oben definierten Gruppe, welche aus Korn-Stärke, Weizen-Stärke, Roggen-Stärke, Hafer-Stärke, Gerste-Stärke, Kartoffel-Stärke, Tapioca-Stärke und Erbsen-Stärke besteht, ausgewählt sind zusammengesetzt ist, welche jeweils eine native Stärke oder eine chemisch modifizierte Stärke, oder eine Mischung daraus sein kann, bildet ein Zwischenprodukt, welches insbesondere zur Präparation der Sekundär-Paste (gemäß der Variante A, sowie der Variante B) zur Herstellung der Leimpaste-Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung zusammengesetzt ist.
In der Vormischung kann der Gehalt der nativen Reis-Stärke oder acetylierten Reis-Stärke von 10 bis 30 Gewichts-%, bevorzugt von 15 bis 25 Gewichts-%, am meisten bevorzugt von 15 bis 19 Gewichts-% reichen. Die Vormischung kann mittels herkömmlicher Verfahren, wie etwa einfachem Mischen der trockenen Komponenten in dem gewünschten Gewichts-Verhältnis präpariert werden.
In einem dritten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen von Wellpappe, welches die folgenden Schritte beinhaltet: (i) Applizieren einer Schicht von auf Stärke basierender Leimpaste-Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung auf die Oberenden der Wellen an einer oder an beiden Seiten einer Wellpappe, (ii) In-Kontakt-Bringen einer Außenlage mit den Oberenden der Wellpappe, welche diese auf Stärke basierende Leimpaste trägt, unter Applizieren von Druck und Wärme, um Gelieren zu initiieren, und ein anfängliches Zusammenfügen der mit der Leim-Zusammensetzung in Kontakt stehenden Flächen sicherzustellen, und (iii) Vervollständigen des Verleimens der Wellpappe mit der/den Außenlage(n) durch Applizieren von Wärme auf die anfänglich verbundenen Flächen, wodurch der gewünschte Wellpappe-Karton erhalten wird.
Die Herstellung des Wellpappe-Karton kann mittels herkömmlicher Techniken und gemäß herkömmlichen Bedingungen bezüglich Druck, Wärme und Geschwindigkeit ausgeführt werden, welche alle in der Technik gut bekannt sind.
Das Applizieren von Druck und Wärme in dem Schritt des anfänglichen Miteinander-Verbindens des Kerns und der Außenlage kann beispielsweise konkurrierend/gleichzeitig ausgeführt werden, wenn die Oberenden des mit auf Stärke basierenden Leim bedeckten Wellpappe-Kerns mit der Außenlage in Kontakt gebracht werden, oder nacheinander (Druck gefolgt von Wärme). Es ist auch möglich, den Wellpappe-Kern und/oder das Außenlage-Material vor dem Aufbringen der Leimpaste auf die Oberenden der Wellen vorzuwärmen, und den Kern und die Außenlage unter Druck miteinander in Kontakt zu bringen.
In einem vierten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine Wellpappe, bei welcher die Außenlage mit dem Wellpappe-Karton mittels einer auf Stärke basierenden Leimpaste-Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung, wie oben beschrieben, verbunden wurde. Dies beinhaltet alle Arten von Wellpappe, welche mittels herkömmlicher Techniken hergestellt werden können, inklusive des oben beschriebenen Verfahrens. Diese Arten von Wellpappe-Karton umfassen (i) Karton, welcher aus einem Wellpappe-Kern, welcher an einer oder an beiden Seiten mit einer Außenlage laminiert ist, besteht, (ii) Karton, welcher aus einer Außenlage, welche an jeder Seite mit einem Wellpappe-Karton verbunden ist, welcher seinerseits an den Außenseiten mit Außenlage versehen oder nicht mit Außenlage versehen ist, besteht, und (iii) Mehr- Lagen-Karton, welcher aus zwei oder mehr Wellpappen-Kernen zusammengesetzt ist, welche miteinander mittels einer Leimpaste-Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung verbunden sind.
Es versteht sich, dass die Leim-Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung auch dazu verwendet werden kann, andere Flächen als Wellpappe oder flache Karton- oder Papier-Flächen zu verbinden. Der Fachmann kann mittels einiger Routine-Tests leicht feststellen, ob die Leim-Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung dazu geeignet ist, andere ausgewählte Flächen zu verbinden, oder nicht.
Es sei angemerkt, dass im Gegensatz zu JP 2001-164213 die Leim-Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung Reis-Stärke nur in der Haupt-Paste-Komponente der Leim-Zusammensetzung enthält, und dass dementsprechend die Reis-Stärke nicht geliert oder im Wesentlichen nicht geliert ist.
Dieses Merkmal resultiert im Vergleich zu den Zusammensetzungen gemäß JP 2001-164213 in verschiedenen Vorteilen, wie etwa einem einfacheren und wirtschaftlicheren Herstellungs-Prozess. Native Reis-Stärke ist dafür bekannt, eine längere Zeit zu benötigen, um vollständig geliert zu werden, als Korn-, Weizen-, Kartoffel- oder Tapioca-Stärke. Es braucht tatsächlich ungefähr 30 Minuten Rühren unter den Bedingungen für die Präparation einer Träger-Paste, um native Reisstärke in ihre gelierte Form zu transformieren. Ferner ist native Reisstärke teuerer als Korn-, Weizen-, Kartoffel- oder Tapioca-Stärke. Da in der Präparation der Träger-Paste für die Leimpaste gemäß der vorliegenden Erfindung keine Reis-Stärke verwendet wird, resultiert dies im Vergleich zu der Herstellung der Leim-Zusammensetzungen gemäß JP 2001-164213 dementsprechend in wesentlichen Zeit-Ersparnissen für die Herstellung der Träger-Paste im industriellen Maßstab, sowie in Kosten-Einsparungen, inklusive Einsparungen in Rohmaterial-Kosten sowie in Herstellungs-Kosten.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der unten beschriebenen Beispiele dargestellt. Die Zusammensetzungen hierin sind in Gewichts-% angegeben, soweit nicht anders angegeben.
Beispiel 1
Gemäß dem Stein-Hall-Verfahren (Variante B, wie oben beschrieben), wurde eine Leimpaste-Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung im Labor-Maßstab mit den folgenden Merkmalen präpariert:
eine Träger-Paste wurde basierend auf nativer Korn-Stärke präpariert, und die Temperatur der Mischung in der Primär-Phase (erster Schritt des Ein-Topf-Herstellungs-Verfahrens) wurde auf 40°C begrenzt, um im zweiten Schritt Gelieren der Stärken, welche zugefügt werden, um die Sekundär-Paste zu bilden (und konkurrierendes/gleichzeitiges unerwünschtes Viskositäts-Anwachsen der Leimpaste) zu vermeiden.
Zusammensetzung und Herstellung der Leimpaste:

1. Schritt: Wasser: 344 g (erwärmt auf 40 °C) Native Korn-Stärke: 32 g Kaustische Soda^*: 6,01 g (Trocken-Substanz bei 100 NaOH) (^* auf einmal als 12,02 g wässrige Lösung bei 50 Gewichts-% unter Rühren hinzugefügt) Bewegen mit starkem Scheren für 10 Minuten.
2. Schritt: zu der im ersten Schritt erhaltenen Mischung wird zugefügt: Wasser: 663 g (bei Raum-Temperatur) trockene Vor-Mischung von Stärken: 308 g (* Vor-Mischung: zusammengesetzt aus 80 Gewichts-% nativer Korn-Stärke und 20 Gewichts-% nativer Reis-Stärke, welche 16-18 Gewichts-% Amylose und 83-81 Gewichts-% Amylopektin (Remy CB) (Marken-Name/Handels-Name von Remy-Industries n.v., Belgien) enthält, was einem Reis-Stärke-Gehalt von 17,2 Gewichts-%, bezogen auf den endgültigen Leim (Trocken-Substanz) entspricht) Borax-Decahydrat: 4,29 g Bewegen für 10 Minuten. Das Gewichts-Verhältnis Haupt-Paste:Träger-Paste ist 2,5:1.

Die erhaltene Leimpaste-Zusammensetzung weist eine sehr gute Struktur und sehr gute Schicht-Bildungs-Eigenschaften auf. Die Struktur ist kürzer als diejenige einer vergleichbaren Leimpaste, welche nur aus nativer Korn-Stärke präpariert wurde. Eine solche kurze Struktur ist vorteilhaft, weil sie Verspritzen der Leimpaste verhindert, wenn sie, insbesondere bei hoher Geschwindigkeit, auf die Oberenden der Wellen der Wellpappe aufgetragen wird. Die Leimpaste bildet eine gleichmäßige Schicht, welche ein gutes Aufnehmen der Leimpaste von den zu verbindenden Oberflächen sicherstellt. Die Paste zeigt auch eine gute Wasser-Retention, was wünschenswert ist, um oberflächliches Verleimen der zu verbindenden Oberflächen zu verhindern. Abgesehen hiervon weist die Leimpaste gute Leimungs-Eigenschaften (hohe Leimungs-Stärke) in Kombination mit einer hohen Leimungs-Geschwindigkeit auf.
Leimungs-Geschwindigkeiten wurden im Labor-Maßstab mittels einer standardisierten Prozedur wie folgt bestimmt:

– Streifen (40 × 150 mm) regulären Kopier-Papiers (80 g/m²) wurden vorbereitet und unter Verwendung von Abstandhaltern wurde ein Leim-Film von ungefähr 200 Mikrometern Dicke auf einen Papier-Streifen appliziert;
– der Streifen wurde auf eine volle Seite der gleichen Papier-Qualität abgelegt (Leim-Seite nach oben), welche auf einer flachen und thermisch isolierenden Fläche liegt, und mit einem anderen solchen Papier bedeckt (um ein Anleimen an der Heiz-Vorrichtung zu verhindern);
– eine Heiz-Vorrichtung (mit einer flachen, elektrisch geheizten Metall-Fläche, thermostatisch kontrolliert) bei 80°C wurde von Hand für einen vorbestimmten Zeitraum auf das obere Papier gedrückt;
– unmittelbar nach Entfernen der Heiz-Vorrichtung wurde ein (standardisierter) Abzieh-Test durchgeführt. Wenn der Leim noch nicht bindet, wird der Test mit einer längeren Heiz-Zeit wiederholt (wobei die Heiz-Zeit um eine oder zwei Sekunden erhöht wird). Wenn der Leim bindet, wird der Test mit einer kürzeren Heiz-Zeit wiederholt (wobei die Heiz-Zeit um eine oder zwei Sekunden erniedrigt wird). Auf diese Weise wird durch Bewegen/Verändern zu langer/kurzer Heiz-Zeiten die kritische Heiz-Zeit ermittelt, welche die Minimum-Heiz-Zeit ist, welche benötigt wird, um ein vollständiges Verleimen zu erhalten (und welche dementsprechend auch kritische Binde-Zeit) genannt wird. Die kritische Heiz-Zeit beträgt typischerweise einige Sekunden, was der in einer industriellen Einrichtung verwendeten Heiz-Zeit entspricht.

Die typische Genauigkeit dieses standardisierten Verfahrens beträgt 1 bis 2 Sekunden, in Abhängigkeit von der Gesamt-Zeit (1 Sekunde für Binde-Zeiten unterhalb von 3 Sekunden, und 2 Sekunden für Binde-Zeiten oberhalb von 3 Sekunden).
Der gleichen Prozedur wie oben in Beispiel 1 beschrieben folgend, wurden mehrere Leimpaste-Zusammensetzungen präpariert, welche aus verschiedenen Kombinationen einer Primär-Stärke-Paste und einer Sekundär-Stärke-Paste bestehen, und ihre kritischen Heiz-Zeiten wurden bestimmt. Die Resultate sind in Tabelle 1 unten angegeben. Tabelle 1:

#: Gewichts-Verhältnis Haupt-Paste:Träger-Paste2,5:1
*: Als Vergleich

Diese Resultate der Leimungs-Tests zeigen klar, dass die Leimpaste-Zusammensetzungen gemäß der Erfindung eine starke Leimungs-Leistung in Kombination mit einer hohen Leimungs-Geschwindigkeit aufweisen, eine Kombination von Eigenschaften, welche von hohem technischen und ökonomischen Interesse.
Beispiel 2
Der gleichen Prozedur folgend wie in Beispiel 1, wurden mehrere Leimpaste-Zusammensetzungen, welche aus verschiedenen Kombinationen von Primär-Stärke-Paste und Sekundär-Stärke-Pasten bestehen, im Labor-Maßstab präpariert, um ihre Eindick-Geschwindigkeit zu bestimmen.
Wenn auf Stärke basierende Leim-Zusammensetzungen erwärmt werden, erhöht sich ihre Viskosität als ein Ergebnis des Schwellens der nicht-gelierten Stärke-Partikel der Sekundär-Paste und zu Beginn des Leimungs-Prozesses steigt der Anstieg an Viskosität der Leimpaste-Zusammensetzung scharf an. Dementsprechend ist die Viskositäts-Anstiegs-Rate der Leim-Zusammensetzung, ausgedrückt als Eindickungs-Geschwindigkeit, ein guter Anzeiger für den Beginn des Zusammenklebe (Binde-) Prozesses. Je höher der Eindick-Geschwindigkeits-Wert, desto besser ist der Leimungs-Prozess.
Das Messen der Eindickungs-Geschwindigkeit wird an frisch präparierten Leimpaste-Zusammensetzungen wie folgt ausgeführt:

– Schwell-Tests werden ausgeführt, um die Temperatur minimaler Viskosität der Leim-Zusammensetzung zu bestimmen (dies ist die Temperatur, bei welcher das Schwellen gerade noch nicht stattfindet). Wenn die Temperatur geringer ist als 50°C, wird die Kaustische-Soda-Dosierung leicht erniedrigt, und der Test wird erneut durchgeführt, bis die Temperatur von 50°C für die minimale Viskosität erreicht ist. Wenn die Temperatur bei minimaler Viskosität höher ist als 50°C wird in ähnlicher Weise die Kaustische-Soda-Dosierung leicht erhöht, und der Test wird erneut durchgeführt, bis die Temperatur von 50°C für die minimale Viskosität erreicht ist. Der Zweck der Prozedur ist, alle Test-Zusammensetzungen auf die gleiche Schwell-Temperatur zu standardisieren.
– Der Schwell-Test wird in einem Rheometer (Physica DSR 4000, Anton Paar), mit einer Platte-Platte-Geometrie, 50 mm Durchmesser und 1 mm Abstand ausgeführt. Mittels eines Heiz-Elements (Peltier-Heiz-Element) wurde die Heiz-Geschwindigkeit auf eine Rate von 1°C pro 8 Sekunden gesetzt (Heiz-Geschwindigkeiten von bis zu 1°C pro 2 Sekunden wurden ebenfalls ausprobiert, mit im Wesentlichen gleichen, aber weniger präzisen Resultaten). Viskosität wurde während des Heiz-Prozesses (von 35°C bis 65°C) mittels Rotations-Rheologie überwacht (ein starkes Scheren von 1000/s wurde verwendet, um einen schnellen Wärme-Übergang sicherzustellen).
– Aus den Viskosität- und Temperatur-Messungen wurde eine Eindick-Geschwindigkeit als ein prozentualer Viskositäts-Anstieg pro °C Temperatur-Anstieg berechnet, was als ein guter Anzeiger für Eindickungs-Geschwindigkeit angesehen wird. Die Entwicklung dieser Parameter für eine spezifische Leimpaste-Zusammensetzung kann in einem Eindick-Rheogramm graphisch dargestellt werden, wie in 1 exemplarisch angegeben. Aus diesen Daten kann die maximale Eindick-Geschwindigkeit abgeleitet werden, welche ein guter Anzeiger für die Geschwindigkeit ist, bei welcher der Leimungs-Prozess stattfindet. Je höher der Wert der maximalen Eindick-Geschwindigkeit ist, je schneller das Zusammen-Leimen auftritt, und je schneller das Leimen auftritt, desto besser für die Herstellung von Wellpappe im Industrie-Maßstab.

Die maximale Eindick-Geschwindigkeit, welche für verschiedene Leimpaste-Zusammensetzungen erhalten wird, ist unten in Tabelle 2 angegeben.
1 (1) zeigt ein Eindick-Rheogramm einer typischen Leimpaste-Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung, präpariert gemäß der Prozedur von Beispiel 1, bestehend aus: einer Primär-Paste, welche aus nativer Weizen-Stärke zusammengesetzt ist, und einer Sekundär-Paste, welche aus 82% nativer Weizen-Stärke und 18% nativer Reis-Stärke (18% Amylose) zusammengesetzt ist, mit einem Gewichts-Verhältnis Sekundär-Paste:Primär-Paste von 2,5:1. Tabelle 2

#: Gewichts-Verhältnis Haupt-Paste:Träger-Paste2,5:1
*: Als Vergleich

Die in Tabelle 2 angegebenen Resultate zeigen klar die unerwartet hohe maximale Eindick-Geschwindigkeit der Leimpaste-Zusammensetzungen gemäß der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu Leimpaste-Zusammensetzungen, welche aus einer Sekundär-Stärke-Paste ohne die spezielle native Reis-Stärke präpariert werden, welche für die Leim-Zusammensetzungen gemäß der vorliegenden Erfindung charakteristisch ist.
Beispiel 3
Eine Leimpaste-Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung wurde im Industrie-Maßstab gemäß dem Stein-Hall-Verfahren (Variante B oben) mit den folgenden Merkmalen präpariert:
Zusammensetzung und Herstellung der Leimpaste:

Schritt 1: Wasser: 850 kg (erwärmt auf 30°C) Stärke: 60 kg quervernetzte Weizen-Stärke^* (Mylbond 210; Handels-Name von Amylum, Belgien)* Standard-Qualität quervernetzter Weizen-Stärke, welche herkömmlicher Weise in Leimpasten für Wellpappe verwendet wird. Alkali-Base: 33 kg kaustische Soda bei 29 Gewichts-%; (schnell unter Rühren zugefügt), Bewegen bei starkem Scheren für 15 Minuten
Schritt 2: zu der im ersten Schritt erhaltenen Mischung werden unter Rühren zugeführt: Wasser: 950 kg bei ungefähr 20°C Eine trockene Mischung von Stärken, welche zusammengesetzt ist aus: 490 kg Weizen-Stärke Mylbond 210 (Marken-Name von Amylum, Belgien) und 100 kg nativer Reis-Stärke, welche 16-18 Gewichts-% Amylose und 83-81 Gewichts-% Amylopektin enthält (REMY CB) (Handels-Name von Remy Industries, Belgien); entsprechend einem Reis-Stärke-Gehalt von 15,38 Gewichts-%, bezogen auf den fertigen Leim (Trocken-Substanz). Borax-Decahydrat: 4,2 kg Bewegen für 15 Minuten.

Eigenschaften der Leimpaste:

Gewichts-Verhältnis Haupt-Paste:Träger-Paste: 1,64:1
Stärke: 26,1 Gewichts-% bezüglich der Gesamt-Paste
Viskosität: 46 Sek. Bauer bei 32°C.

Die erhaltene Leimpaste weist auf:

– eine sehr kurze Leim-Struktur, was Verspritzen von Leim während dem Applizieren des Leims zur Herstellung von Wellpappe bei hoher Geschwindigkeit signifikant verringert. Verglichen mit einer Leimpaste, welche allein aus quervernetzter Weizen-Stärke, beispielsweise Mylbond 210 (Handels-Name) präpariert ist, welche bereits eine kürzere Leimstruktur aufweist als Leim, welcher aus nativer Weizen-Stärke präpariert wurde, hat die Leimpaste gemäß der Erfindung eine noch kürzere Leim-Struktur. Dies resultiert in signifikanten Verbesserungen, inklusive der Möglichkeit, eine stärker homogene Leim-Schicht geringerer Dicke und bei einer höheren Geschwindigkeit zu applizieren, als mit herkömmlichen Leimpasten;
– exzellente Viskositäts-Stabilität, was leichtes Verarbeiten der Paste ermöglicht, und was wesentliche Variationen in der Menge applizierter Leimpaste verhindert, wodurch das Applizieren einer dünnen und homogenen Leimpaste-Schicht auf den Oberenden der Wellen bei hoher Geschwindigkeit ermöglicht wird;
– exzellente Wasser-Retention, was notwendig ist, um eine gute Hydratation der Stärke zu erhalten, was seinerseits in gutem Anfangs-Zusammenleimen (sogenanntem Grün-Binden) der betroffenen Oberflächen resultiert;
– exzellente Schicht-Bildungs-Eigenschaften, was das Bilden einer sehr gleichmäßige Leimschicht auf den Leim-Applizier-Rollen ermöglicht.

Beispiel 4
Unter Verwendung der in Beispiel 3 erhaltenen Leimpaste wird Wellpappe in einem Testlauf auf dem Doppel-Backer-Teil einer Wellpappe-Einrichtung unter Verwendung leichten Papiers für die Außenlagen hergestellt (Außenlagen-Papier-Gewichte: 140-120 g/m² beziehungsweise 110 g/m²). Während des Testlaufs wurde die Dicke der Leimschicht von 0,22 mm über 0,16 mm progressiv auf 0,12 mm reduziert. Anschließend wurde bei einer Schichtdicke von 0,12 mm die Herstellungs-Geschwindigkeit von 250 m/min progressiv auf 280 m/min erhöht (was die maximale, von der Apparatur erlaubte Geschwindigkeit war) und die Heizung wurde von Dampfdruck 8 bar auf 6,5 bar reduziert. Die Parameter wurden basierend auf den Hinweisen, welche vom Abzieh-Test erhalten wurden, über das anfängliche und das vollständige Zusammenleimen des Wellpappe-Kerns und der Außenlage optimiert.
Die eraltenen Ergebnisse zeigen:

– ein exzellentes Verbinden der Oberflächen, selbst bei Applizieren minimaler Mengen Leimpaste-Schicht, was auf eine stärkere Anfangs-Leimungs-Stärke (Grün-Binden) im Vergleich zu einer Leimpaste hinweist, welche allein aus Weizen-Stärke präpariert wurde;
– ein exzellentes Setzen des Leims während des Heiz-Schrittes, was es erlaubt, Wellpappe bei höherer Geschwindigkeit herzustellen, als mit herkömmlichen Leimpaste-Zusammensetzungen, und dies bei niedrigeren Heiz-Raten (niedrigerer auf den Heiz-Abschnitt applizierter Dampfdruck);
– eine exzellente Schicht-Bildung der Leimpaste, was das Applizieren einer homogenen Leim-Schicht und einer minimalen Menge Leimpaste erlaubt; dies resultiert seinerseits in einer starken Reduktion von Deformationen der Außenlage im Vergleich zu bekannten Leim-Zusammensetzungen, was dementsprechend eine verbesserte Bedruckbarkeit und Qualität des Bedruckens der Außenlage bereitstellt;
– eine exzellente Qualität von Wellpappe (doppelt gebacken), welche unter den am stärksten herausfordernden Bedingungen präpariert wurde (dünnste Leimschicht; höchste Herstell-Geschwindigkeit der Wellpappe, und niedrigstem Erwärmen, um das Zusammenleimen zu initiieren und zu vervollständigen), wie mittels eines Abzieh-Tests gezeigt wurde.

Beispiel 5
Mit einer Leimpaste-Zusammensetzung, welche gemäß Beispiel 3 präpariert wurde, wurde zur Herstellung von Wellpappe mit Außenlagen aus schwerem Papier ein Testlauf im Industrie-Maßstab durchgeführt. Außenlagen von 185 g/m² bis 400 g/m² wurden verwendet. Die anfängliche Viskosität der Leimpaste betrug 53 Sek. Bauer bei 31°C. Während des Testlaufs wurde die Dicke der Leimschicht (direkt verknüpft mit der Menge applizierter Leimpaste) progressiv reduziert. Anschließend wurde die Herstell-Geschwindigkeit progressiv von 185 m/min auf 200 m/min erhöht, und die Heizung wurde von Dampfdruck 8 bar auf 6,5 bar reduziert. Unter all diesen Bedingungen wurde ein vollständiges Verleimen erreicht.
Die erhaltenen Resultate zeigten, dass Wellpappe von exzellenter Qualität mit der Leimpaste gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt werden kann, und dies mit zumindest derselben Produktions-Geschwindigkeit, wie bei mit herkömmlichen auf Stärke basierenden Leim-Zusammensetzungen hergestellter Wellpappe.
Die Resultate zeigten ferner, dass die Leimpaste gemäß der vorliegenden Erfindung ein exzellentes anfängliches Verleimen des Kerns und der Außenlage sicherstellte. Abgesehen hiervon war mit der Leimpaste gemäß der Erfindung im Vergleich zu herkömmlichen auf Stärke basierenden Leim-Zusammensetzungen eine unerwartet hohe Dicken-Reduktion der notwendigen Leimschicht möglich, um ein gutes Miteinander-Verbinden der Wellpappe und der Außenlagen sicherzustellen. Testläufe wiesen in der Tat darauf hin, dass mit Kraft-Außenlagen von 400 g/m², eine Schicht von 0,12 mm Dicke von Leim gemäß der vorliegenden Erfindung wenigstens genauso gute Leimungs-Resultate lieferte, wie eine Schicht von 0,20 mm einer herkömmlichen auf Stärke basierenden Leim-Zusammensetzung, was eine Reduktion von ungefähr 40% darstellt.
Beispiel 6
Mit einer Leimpaste-Zusammensetzung, welche gemäß Beispiel 3 präpariert wurde, wurde ein Testlauf zur Herstellung von doppelt gebackener Mikro-Wellpappe durchgeführt.
Die anfängliche Leimpasten-Viskosität betrug 45 Sek. Bauer bei 36°C. Die Schichtbildungs-Eigenschaften der Leimpaste auf der Leim-Applizier-Rolle waren sehr gut. Dies ermöglichte die Bildung einer homogenen Schicht ohne Klumpen kleiner gelierter Partikel, welche das Applizieren einer homogenen Schicht auf der zu Leimen den (Ober-)Fläche stören würden. Obwohl die Leimpaste gemäß der Erfindung insgesamt weniger Stärke enthält, als herkömmliche Leimpasten, waren ihre Verleimungs-Eigenschaften exzellent, selbst mit einer Leimschichtdicke von 0,08 mm, wohingegen mit bekannten auf Stärke basierenden Leim-Zusammensetzungen normalerweise eine Schichtdicke von ungefähr 0,16 mm benötigt wird. Ferner wurden diese guten Resultate mit einer geringeren Temperatur (geringerem Dampfdruck) im Heiz-Abschnitt erreicht (abschließender Heiz-Schritt), als im Vergleich zu herkömmlichen Leimen, was in weniger Deformation der Außenlagen und daher in einer verbesserten Qualität der Wellpappe resultiert. Die Leim-Zusammensetzung gemäß der Erfindung stellt vollständiges Verleimen der Wellpappe und der Außenlagen bereit, mit Binde-Zeiten, bei Erhitzen, von 1 bis 2 Sekunden, im Vergleich zu ungefähr 6 Sekunden für eine Leim-Zusammensetzung, welche nur auf Korn-Stärke basiert.
Als Ergebnisse der Beispiele und der durchgeführten Tests, weisen die Leimpaste-Zusammensetzungen gemäß der Erfindung exzellente Schichtbildungs-Eigenschaften auf. Sie weisen eine sehr kurze Struktur auf, welche Verspritzen verhindert, und das Applizieren einer homogenen und dünnen Schicht der Leimpaste auf die zu verbindenden Oberflächen bei hoher Geschwindigkeit ermöglicht, was seinerseits exzellente Qualität des Endproduktes sicherstellt. Die Leim-Zusammensetzungen weisen außerdem eine gute Viskositäts-Stabilität auf. Diese Stabilität vermeidet unerwünschte Fluktuationen des/eines Leim-Applizierens, was ebenfalls zum Applizieren einer homogenen und dünnen Schicht der Leimpaste bei hoher Geschwindigkeit wünschenswert ist. Die Leim-Zusammensetzungen weisen ferner eine sehr gute Wasser-Retention auf, was verhindert, dass zuviel Wasser von der Paste in das Papier oder den Karton eindringt, wodurch das Wasser zum Schwellen-Lassen von Stärke in dem Leimungs-Schritten verfügbar gehalten wird, wodurch letztlich die Qualität des geleimten Endproduktes verbessert wird.
Die Leimpaste-Zusammensetzungen gemäß der Erfindung weisen ferner exzellente Leimungs-Eigenschaften auf, was es ermöglicht, Papier- und Karton-Oberflächen schnell und mit hoher Leimungs-Stärke zu verbinden, was die Herstellung von Wellpappe hoher Qualität in einer industriell interessanten Weise ermöglicht. Im Vergleich zu herkömmlichen auf Stärke basierenden Leim-Zusammensetzungen weisen die Leim-Zusammensetzungen gemäß der Erfindung eine erhöhte Binde-Geschwindigkeit auf, sogar bei ungefähr 2 % niedrigerem Trocken-Substanz-Gehalt, während ein exzellentes Verleimen von Papier und Wellpappe sichergestellt wird, wodurch eine hohe Produktions-Rate der Wellpappe ermöglicht wird.
Die Kombination der guten Schicht-Bildungs-Eigenschaften und der guten Leimungs-Eigenschaften der Leimpaste-Zusammensetzungen gemäß der Erfindung stellt schnelles und gutes Verleimen der betroffenen Oberflächen sicher, selbst bei einer im Vergleich zu herkömmlichen auf Stärke basierenden Leimpasten signifikant erniedrigten Dicke der Leimschicht. Die Leim-Zusammensetzungen gemäß der Erfindung stellen exzellentes Verleimen verschiedener Qualitäten von Papier und Wellpappe bei einer Schichtdicke-Reduktion von 30 bis 50 % im Vergleich zu bekannten auf Stärke basierenden Leimpasten sicher.
Diese Kombination wünschenswerter Eigenschaften resultiert daher in einer unerwartet signifikanten Reduktion der Leimpaste-Menge, welche benötigt wird, um wenigstens die gleiche Verleimungs-Stärke zu erhalten, wie diejenige, welche mit herkömmlichen Mengen bekannter auf Stärke basierenden Leimpaste-Zusammensetzungen erhalten wird, d.h. typischerweise 4 bis 7 g/m² Leimpaste-Zusammensetzung gemäß der Erfindung gegenüber 8 bis 10 g/m² herkömmlicher auf Stärke basierenden Leimpaste-Zusammensetzung. Die Reduktion der Menge von Leimpaste-Zusammensetzung gemäß der Erfindung, welche benötigt wird, um ein exzellentes Miteinander-Verleimen von Wellpappe und Außenlage(n) zu erhalten, reicht von 30% bis 50% und sogar mehr, typischerweise von 40 bis 50%, im Vergleich zu der Leimpaste-Menge, welche von herkömmlichen auf Stärke basierenden Leim-Zusammensetzungen benötigt wird. Außerdem kann diese Reduktion realisiert werden, ohne die Qualität und Geschwindigkeit der/einer Herstellung der Wellpappe negativ zu beeinflussen.
Während die aus Korn-Stärke und Reis-Stärke zusammengesetzte Leimpaste-Zusammensetzung gemäß JP 2001-164213 im Vergleich zu herkömmlichen Leimpaste-Zusammensetzungen, welche nur aus Korn-Stärke hergestellt wurden, eine Reduktion der benötigten Menge an Leimpaste von 20% ermöglicht, ermöglicht die Leimpaste-Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Reduktion von 30% bis 50% im Vergleich zu herkömmlichen auf Stärke basierenden Leimen, welches eine um 50% bis 150 höhere Reduktion ist, als diejenige, welche von der Zusammensetzung gemäß JP 2001-164213 ermöglicht wurde.
Ferner resultiert die signifikante Reduktion in der Menge der Leimpaste gemäß der vorliegenden Erfindung, welche benötigt wird, um eine gute Leimungs-Stärke zu erhalten, und die Tatsache, dass der Gesamt-Stärke-Gehalt in den Leimpaste-Zusammensetzungen gemäß der vorliegenden Erfindung gewöhnlicher Weise geringer ist als derjenige von herkömmlichen auf Stärke basierenden Leimpaste-Zusammensetzungen in verschiedenen Vorteilen gegenüber bekannten auf Stärke basierenden Leimpaste-Zusammensetzungen. Ein spezieller Vorteil, welcher aus dieser reduzierten, zum Erhalten eines exzellenten Verleimens von Wellpappe und Außenlage benötigter Leimpaste-Menge resultiert, ist, dass auch weniger Wasser auf die zu verleimenden Oberflächen appliziert wird. Dementsprechend wird weniger Wärme benötigt, um das Verleimen auszuführen, was in deutlichen Energie-Einsparungen resultiert. Ein weiterer Vorteil dieser Reduktion der auf die zu verleimenden Oberflächen applizierten Wasser-Menge ist eine signifikante Reduktion der/einer von Wasser-Absorption resultierenden Deformation des Kerns, und insbesondere des Papier- oder Karton-Materials der Außenlagen, inklusive Deformationen wie Verwerfen und Karton-Deformation. Dies verbessert die Qualität des verleimten Endproduktes, was seinerseits in einer verbesserten Bedruckbarkeit der verleimten Artikel und in einer verbesserten Qualität des Drucks resultiert.
Als ein weiterer Vorteil, welcher sich hieraus ergibt, während immer noch Wellpappe von hoher Qualität sichergestellt wird, kann die Herstellungs-Geschwindigkeit von Wellpappe im Vergleich zur Herstellung von Wellpappe mittels herkömmlicher auf Stärke basierenden Leim-Zusammensetzungen signifikant erhöht werden.
Ferner reduzieren diese Vorteile signifikant die Kosten für Leimpaste und für ihre Herstellung, die Kosten der zum Zusammenkleben des Kern-Materials und der Außenlage(n) benötigten Heizung, und daher die Gesamt-Kosten für die Herstellung der Wellpappe.
Noch weitere Vorteile der Leimpaste-Zusammensetzungen gemäß der vorliegenden Erfindung beinhalten die Abwesenheit toxischer und schlecht biologisch abbaubarer Komponenten, sowie die reichliche Verfügbarkeit der Stärken bei interessanten Kosten.
Noch weitere Vorteile beinhalten, dass während Produkt-Wechseln und Produkt-Qualitäts-Wechseln auf der Wellpappe-Herstellungs-Maschine weniger Wellpappe-Abfall produziert wird. Dies resultiert aus den exzellenten Schichtbildungs- und Leimungs-Leistungsfähigkeiten der Reis-Stärke-enthaltenden Leimpaste-Zusammensetzungen gemäß der Erfindung, was dazu führt, dass diese Leistungsfähigkeiten, im Vergleich zu bekannten Leimpaste-Zusammensetzungen, weniger von dem Kühlen des Trockners während der Wechsel abhängen. Die Einsparungen an Wellpappe-Abfall betragen ungefähr 1% bis 2%, was eine wesentliche Menge darstellt.

Claims

Auf Stärke basierende Leimpaste-Zusammensetzung, welche aus einer Mischung einer Träger-Paste und einer Haupt-Paste besteht, wobei: – die Träger-Paste eine auf Stärke basierende Paste ist, welche zusammengesetzt ist aus: einer Stärke, welche aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus Korn-/Mais-Stärke, Weizen-Stärke, Roggen-Stärke, Hafer-Stärke, Gerste-Stärke, Kartoffel-Stärke, Tapioka-Stärke und Erbsen-Stärke besteht, wobei jede eine native Stärke oder eine chemisch modifizierte Stärke ist, oder einer Mischung daraus, Wasser und einer Alkali-Base, wobei die Stärke, basierend auf der Gesamt-Menge von Wasser in der Träger-Paste, in einer Konzentration im Bereich von 5 bis 16 Gewichts-% vorliegt, und die Alkali-Base in einer Menge im Bereich von 10 bis 25 Gewichts-% vorliegt, berechnet als Natrium-Hydroxid und basierend auf der Menge (Trocken-Substanz) der Stärke in der Träger-Paste, – die Haupt-Paste eine auf Stärke basierende Paste ist, welche zusammengesetzt ist aus: einer Mischung aus (i) nativer Reis-Stärke, welche enthält: von 12 bis 20 Gewichts-% Amylose, ungefähr 1 Gewichts-% anderer Verbindungen/Gemische und komplementäre 87 Gewichts-% bis 79 Gewichts-% Amylopektin, oder einer acetylierten Version der nativen Reis-Stärke, welche von 0,25 bis 2,5 Gewichts-% Acetyl-Gruppen des Gehalts an trockener Stärke enthält, und (ii) einer Stärke, welche aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus Korn-/Mais-Stärke, Weizen-Stärke, Roggen-Stärke, Hafer-Stärke, Gerste-Stärke, Kartoffel-Stärke, Tapioka-Stärke und Erbsen-Stärke besteht, wobei jede eine native Stärke oder eine chemisch modifizierte Stärke ist, oder einer Mischung daraus, Wasser und Natrium-Borat, wobei die native Reis-Stärke oder die acetylierte Version davon in einer Menge im Bereich von 10 bis 30 Gewichts-% des Gesamt-Stärke-Gehalts (Trocken-Substanz) der Haupt-Paste vorliegt, wobei die Gesamt-Menge von Stärken in der Haupt-Paste im Bereich von 25 bis 50 Gewichts-% liegt, basierend auf der Gesamt-Menge der Haupt-Paste, und wobei Natrium-Borat (berechnet als wasserfreies Borax) in einem Bereich von 0,3 bis 3 Gewichts-% vorliegt, basierend auf der Menge der Stärke (Trocken-Substanz) in der Haupt-Paste, und – das Gewichts-Verhältnis Haupt-Paste:Träger-Paste im Bereich von 1:1 bis 3:1 liegt.
Leimpaste-Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei die Stärke in der Träger-Paste und in der Haupt-Paste, abgesehen von der Reis-Stärke, native, oder vernetzte Weizen-Stärke ist.
Leimpaste-Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei die Stärke in der Träger-Paste und in der Haupt-Paste, abgesehen von der Reis-Stärke, native, oder vernetzte Korn/Mais-Stärke ist.
Leimpaste-Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Reis-Stärke native Reis-Stärke, oder eine acetylierte Version davon ist, welche von 16 bis 18 Gewichts-% Amylose, ungefähr 1 Gewichts-% andere Gemische/Verbindungen und komplementäre 83 bis 81 Gewichts-% Amylopektin enthält.
Leimpaste-Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Reis-Stärke oder acetylierte Reis-Stärke in der Haupt-Paste in einer Menge von 15 bis 25 Gewichts-% vorliegt.
Leimpaste-Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Alkali-Base in der Träger-Paste Natrium- Hydroxid ist, und wobei das Natrium-Borat in der Haupt-Paste Borax ist.
Leimpaste-Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Gewichts-Verhältnis Haupt-Paste:Träger-Paste im Bereich von 1,4:1 bis 2:1 liegt.
Verfahren zum Herstellen einer in einem der Ansprüche 1 bis 7 definierten Leimpaste-Zusammensetzung, umfassend die Schritte: – Präparieren einer auf Stärke basierenden Träger-Paste durch Einmischen in Wasser bei 30 °C bis 50 °C, unter Rühren, von einer Stärke, welche aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus Korn-/Mais-Stärke, Weizen-Stärke, Roggen-Stärke, Hafer-Stärke, Gerste-Stärke, Kartoffel-Stärke, Tapioka-Stärke und Erbsen-Stärke besteht, wobei jede eine native Stärke oder eine chemisch modifizierte Stärke ist, oder einer Mischung daraus, Wasser und einer Alkali-Base in einer Konzentration, welche im Bereich von 5 bis 16 Gewichts-% liegt, basierend auf der Gesamt-Menge von Wasser in der Träger-Paste, und wobei die Alkali-Base in einer Menge im Bereich von 10 bis 25 Gewichts-% vorliegt, berechnet als Natrium-Hydroxid und basierend auf der Menge (Trocken-Substanz) der Stärke in der Träger-Paste, gefolgt von Rühren mit Scheren der Mischung bei 30 °C bis 50 °C, bis die Stärke vollständig geliert ist, und eine stabile Viskosität der Mischung erreicht ist, – Präparieren einer auf Stärke basierenden Haupt-Paste durch Einmischen in Wasser bei oder unterhalb von Raumtemperatur, unter Rühren, von nativer Reis-Stärke, welche enthält: von 12 bis 20 Gewichts-% Amylose, ungefähr 1 Gewichts-% anderer Verbindungen/Gemische und komplementäre 87 Gewichts-% bis 79 Gewichts-% Amylopektin, oder einer acetylierten Version der nativen Reis-Stärke, welche von 0,25 bis 2,5 Gewichts-% Acetyl-Gruppen des Gehalts an trockener Stärke enthält, und einer Stärke, welche aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus Korn-/Mais-Stärke, Weizen-Stärke, Roggen-Stärke, Hafer-Stärke, Gerste-Stärke, Kartoffel-Stärke, Tapioka-Stärke und Erbsen-Stärke besteht, wobei jede eine native Stärke oder eine chemisch modifizierte Stärke ist, oder einer Mischung daraus, Wasser und Natrium-Borat, wobei die Reis-Stärke oder die acetylierte Reis-Stärke in einer Menge im Bereich von 10 bis 30 Gewichts-% des Gesamt-Stärke-Gehalts (Trocken-Substanz) der Haupt-Paste vorliegt, und wobei der Gesamt-Gehalt an Stärke in der Haupt-Paste im Bereich von 25 Gewichts-% bis 50 Gewichts-% liegt, basierend auf der Gesamt-Menge der Haupt-Paste, und wobei Natrium-Borat (berechnet als wasserfreies Borax) in einem Bereich von 0,3 bis 3 Gewichts-% vorliegt, basierend auf der Stärke-Menge (Trocken-Substanz) in der Haupt-Paste, gefolgt von Rühren für 5 bis 10 Minuten, um eine homogene Paste zu erhalten, – und Mischen der Träger-Paste und der Haupt-Paste in einem Gewichts-Verhältnis Haupt-Paste:Träger-Paste im Bereich von 1:1 bis 3:1.
Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei die Träger-Paste und die Haupt-Paste separat präpariert und anschließend gemischt werden.
Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei die Leimpaste-Zusammensetzung in einem Ein-Topf-Verfahren präpariert wird, wobei zuerst die Träger-Paste so, wie in Anspruch 8 definiert, präpariert wird, und anschließend Wasser, die native Reis-Stärke oder die acetylierte Version davon, und eine Stärke, welche aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus Korn-/Mais-Stärke, Weizen-Stärke, Roggen-Stärke, Hafer-Stärke, Gerste-Stärke, Kartoffel-Stärke, Tapioka-Stärke und Erbsen-Stärke besteht, wobei jede eine native Stärke oder eine chemisch modifizierte Stärke ist, oder einer Mischung daraus, und Natrium-Borat unter Rühren bei oder unterhalb von Raumtemperatur zu der Träger-Paste zugeführt werden, in einer Menge, welche derjenigen für die Präparation der Haupt-Paste, wie in Anspruch 8 definiert, entspricht, und mit einem Gewichts-Verhältnis Haupt-Paste:Träger-Paste im Bereich von 1:1 bis 3:1, wodurch die in einem der Ansprüche 1 bis 7 definierte, homogene, auf Stärke basierende Leimpasten-Zusammensetzung erhalten wird.
Verfahren zum Herstellen einer laminierten Wellpappe, umfassend die Schritte (i) eines Applizierens einer Schicht von auf Stärke basierender Leimpasten-Zusammensetzung, wie sie in einer der Ansprüche 1 bis 7 definiert ist, auf die Oberenden der Wellen an einer oder beiden Seiten eines Wellpappe-Kerns, (ii) In-Kontakt-Bringen einer Außenlage mit den Oberenden des Wellpappe-Kerns, welcher diese auf Stärke basierende Leimpaste trägt, unter Anwenden von Druck und Wärme, Initiieren von Gelierung und einem anfänglichen Zusammen-Fügen der mit der Leim-Zusammensetzung in Kontakt stehenden Flächen, und (iii) Vervollständigen des Verleimens des Wellpappe-Kerns mit der/den Außenlage(n) durch Applizieren von Wärme.
Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei eine Schicht von aus Stärke basierender Leimpasten-Zusammensetzung, wie sie in einem der Ansprüche 1 bis 7 definiert ist, auf die Oberenden der Wellen des Wellpappe-Kerns in einer Menge im Bereich von 4 bis 7 g/m² appliziert wird.
Laminierte Wellpappe, bei welcher eine Außenlage mit den Oberenden der Wellen der Wellpappe mittels einer in einem der Ansprüche 1 bis 7 definierten, auf Stärke basierenden Leimpaste-Zusammensetzung verbunden worden ist.