RU2351609C2 - Cationic transversally-bound wax-like starch products, method of opbtaining starch products and application in paper products - Google Patents
Cationic transversally-bound wax-like starch products, method of opbtaining starch products and application in paper products Download PDFInfo
- Publication number
- RU2351609C2 RU2351609C2 RU2007101372/04A RU2007101372A RU2351609C2 RU 2351609 C2 RU2351609 C2 RU 2351609C2 RU 2007101372/04 A RU2007101372/04 A RU 2007101372/04A RU 2007101372 A RU2007101372 A RU 2007101372A RU 2351609 C2 RU2351609 C2 RU 2351609C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- starch
- waxy
- waxy starch
- product
- reaction
- Prior art date
Links
Landscapes
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
- Paper (AREA)
Abstract
Description
Область изобретенияField of Invention
Настоящее изобретение в целом относится к катионным поперечно-сшитым воскообразным крахмальным продуктам и их применению. Воплощения изобретения охватывают катионные поперечно-сшитые воскообразные крахмальные продукты, способ получения крахмальных продуктов и бумажные продукты, в которые включены катионные поперечно-сшитые воскообразные крахмальные продукты.The present invention generally relates to cationic crosslinked waxy starch products and their use. Embodiments of the invention encompass cationic crosslinked waxy starch products, a method for producing starch products, and paper products that include cationic crosslinked waxy starch products.
Уровень техникиState of the art
Хорошо известно, что бумажные продукты могут быть улучшены путем включения различных добавок. Катионные поперечно-сшитые крахмалы, как известно, обладают способностью улучшать свойства, такие как прочность в сухом состоянии бумажных продуктов и способность улучшать процесс производства бумаги путем улучшения удерживания и обезвоживания. Катионные поперечно-сшитые крахмалы являются хорошо известными продуктами.It is well known that paper products can be improved by the inclusion of various additives. Cationic cross-linked starches are known to have the ability to improve properties, such as the dry strength of paper products and the ability to improve the paper production process by improving retention and dehydration. Cationic crosslinked starches are well known products.
В патенте США №5122231 сообщается о катионных поперечно-сшитых крахмальных продуктах, которые могут включать воскообразные крахмальные продукты. Особое внимание в этом патенте уделяется катионным поперечно-сшитым несминаемым крахмальным продуктам. В патенте также описывается применение катионных поперечно-сшитых крахмальных продуктов в производстве бумажных продуктов. Существует потребность в таких катионных поперечно-сшитых крахмальных продуктах, которые имеют вязкость по Брукфилду для горячей пасты от примерно 500 сП до примерно 3000 сП при измерении на суспензии с плотностью 1,0° Боме, что соответствует 2,0% твердой фазы.US Pat. No. 5,122,231 teaches cationic crosslinked starch products, which may include waxy starch products. Particular attention in this patent is given to cationic cross-linked non-crushable starch products. The patent also describes the use of cationic crosslinked starch products in the manufacture of paper products. There is a need for cationic crosslinked starch products that have a Brookfield viscosity for hot paste of from about 500 cP to about 3000 cP when measured on a suspension with a density of 1.0 ° Bome, which corresponds to 2.0% of the solid phase.
В патенте США №5368690 сообщается о катионных поперечно-сшитых крахмальных продуктах, которые могут быть использованы в производстве бумаги. Указывается, что катионные поперечно-сшитые крахмальные продукты обладают разрывной вязкостью по Брабендеру от 2 до 85%, что характеризует уровень поперечного сшивания.US Pat. No. 5,368,690 teaches cationic crosslinked starch products that can be used in paper making. It is indicated that cationic cross-linked starch products have a Brabender tensile strength of 2 to 85%, which characterizes the level of cross-linking.
Таким образом, было бы желательно создать новые катионные поперечно-сшитые воскообразные крахмальные продукты, которые бы предположительно могли облегчить обработку бумажных продуктов и улучшить свойства получаемых бумажных продуктов.Thus, it would be desirable to create new cationic cross-linked waxy starch products, which would supposedly facilitate the processing of paper products and improve the properties of the resulting paper products.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Разные воплощения настоящего изобретения относятся к катионным поперечно-сшитым воскообразным крахмальным продуктам, бумажным продуктам, включающим такие крахмальные продукты, и способам применения таких продуктов. В одном из воплощений предлагается катионный поперечно-сшитый воскообразный крахмальный продукт, обладающий вязкостью по Брукфилду от примерно 700 до примерно 2500 сП (сантипуаз), измеряемой в соответствии с методом CRA В-54 с 0,5% твердой фазы при использовании шпинделя №21 при 20 об/мин (оборотах в минуту) и температуре 97°С. Еще одно воплощение изобретения включает, кроме того, способ получения катионных поперечно-сшитых воскообразных крахмальных продуктов. Другие воплощения изобретения относятся к применению таких катионных поперечно-сшитых воскообразных крахмальных продуктов для получения бумажных продуктов и к получаемым таким образом бумажным продуктам.Various embodiments of the present invention relate to cationic crosslinked waxy starch products, paper products including such starch products, and methods for using such products. In one embodiment, there is provided a cationic crosslinked waxy starch product having a Brookfield viscosity of from about 700 to about 2500 cP (centipoise), measured in accordance with the CRA B-54 method with 0.5% solids using spindle No. 21 with 20 rpm (revolutions per minute) and a temperature of 97 ° C. Another embodiment of the invention also includes a process for the preparation of cationic crosslinked waxy starch products. Other embodiments of the invention relate to the use of such cationic crosslinked waxy starch products for the manufacture of paper products and to the paper products thus obtained.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Разные воплощения настоящего изобретения относятся к катионным поперечно-сшитым воскообразным крахмальным продуктам, бумажным продуктам, включающим такие крахмальные продукты, и способам применения таких продуктов. В одном из воплощений предлагается катионный поперечно-сшитый воскообразный крахмальный продукт, обладающий вязкостью по Брукфилду от примерно 700 до примерно 2500 сП (сантипуаз), измеряемой в соответствии с методом CRA В-54 с 0,5% твердой фазы при использовании шпинделя №21 при 20 об/мин (оборотах в минуту) и температуре 97°С. Еще одно воплощение изобретения включает, кроме того, способ получения катионных поперечно-сшитых воскообразных крахмальных продуктов. Другие воплощения изобретения к применению таких катионных поперечно-сшитых воскообразных крахмальных продуктов для получения бумажных продуктов и к получаемым таким образом бумажным продуктам.Various embodiments of the present invention relate to cationic crosslinked waxy starch products, paper products including such starch products, and methods for using such products. In one embodiment, there is provided a cationic crosslinked waxy starch product having a Brookfield viscosity of from about 700 to about 2500 cP (centipoise), measured in accordance with the CRA B-54 method with 0.5% solids using spindle No. 21 with 20 rpm (revolutions per minute) and a temperature of 97 ° C. Another embodiment of the invention also includes a process for the preparation of cationic crosslinked waxy starch products. Other embodiments of the invention are the use of such cationic crosslinked waxy starch products for the manufacture of paper products and the paper products thus obtained.
Более детально, катионный поперечно-сшитый воскообразный крахмальный продукт, обладающий вязкостью по Брукфилду от примерно 700 до примерно 2500 сП, измеряемой в соответствии с методом CRA В-54 с 0,5% твердой фазы при использовании шпинделя №21 при 20 об/мин (оборотах в минуту) и температуре 97°С, описывается следующим образом. Воскообразный крахмал может быть получен из любого подходящего источника, такого как воскообразный кукурузный крахмал, воскообразный картофельный крахмал, воскообразный крахмал сладкого картофеля, воскообразный крахмал тапиоки, воскообразный рисовый крахмал, воскообразный крахмал саго, воскообразный крахмал сорго и их смеси. Воскообразный крахмал определяется в настоящей заявке как крахмал, который содержит по существу 100% амилопектина, о чем упоминается в Corn Chemistry and Technology (1999), pp.480. Предпочтительным воскообразным крахмалом является воскообразный кукурузный крахмал.In more detail, a cationic crosslinked waxy starch product having a Brookfield viscosity of from about 700 to about 2500 cP, measured in accordance with the CRA B-54 method with 0.5% solids using spindle No. 21 at 20 rpm ( revolutions per minute) and a temperature of 97 ° C, is described as follows. Waxy starch can be obtained from any suitable source, such as waxy corn starch, waxy potato starch, waxy sweet potato waxy starch, tapioca waxy starch, rice waxy starch, sago waxy starch, and waxy mix. Waxy starch is defined herein as starch that contains substantially 100% amylopectin, as mentioned in Corn Chemistry and Technology (1999), pp. 480. A preferred waxy starch is waxy corn starch.
Воскообразные крахмальные продукты в воплощениях настоящего изобретения имеют вязкость по Брукфилду от примерно 700 до примерно 2500 сП, измеряемую в соответствии с методом CRA В-54 с 0,5% твердой фазы при использовании шпинделя №21 при 20 об/мин и температуре 97°С. В одном из предпочтительных воплощений вязкость по Брукфилду варьирует в пределах от 800 до 2000 сП. В одном из еще более предпочтительных воплощений вязкость по Брукфилду варьирует в пределах от 1000 до 1500 сП. В настоящей заявке описывается тест-процедура для определения вязкости по Брукфилду.The waxy starch products in the embodiments of the present invention have a Brookfield viscosity of from about 700 to about 2500 cP, measured in accordance with the CRA method B-54 with 0.5% solids using spindle No. 21 at 20 rpm and a temperature of 97 ° C . In one preferred embodiment, the Brookfield viscosity ranges from 800 to 2,000 cP. In one even more preferred embodiment, the Brookfield viscosity ranges from 1000 to 1500 cP. This application describes a test procedure for determining Brookfield viscosity.
Для получения катионных поперечно-сшитых воскообразных крахмальных продуктов настоящего изобретения может быть использован любой традиционный способ типа тех, которые раскрыты в патенте США №5122231 и патенте США №5368690, которые относятся к способам получения катионных поперечно-сшитых крахмалов. Например, любой воскообразный крахмал может быть превращен в катион и подвергнут поперечной сшивке, в любой последовательности или одновременно, и при этом реакция может проводиться в таких условиях, которые позволяют получать катионный поперечно-сшитый воскообразный крахмал, имеющий вязкость по Брукфилду в пределах от примерно 700 до примерно 2500 сП, измеренную в соответствии с методом CRA В-54 с 0,5% твердой фазы при использовании шпинделя №21 при 20 об/мин и температуре 97°С. Предпочтительно проводить процесс в условиях, которые позволят получать катионный поперечно-сшитый воскообразный крахмал с вязкостью от примерно 800 до примерно 2000 сП и более предпочтительно от примерно 1000 до примерно 1500 сП. Используемый в способе воскообразный крахмал может быть любым из указанных выше воскообразных крахмалов. В одном из полезных воплощений воскообразным крахмалом может быть воскообразный кукурузный крахмал. Хотя в способе может быть использован любой катионирующий агент, предпочтительно, чтобы реакция катионирования проводилась с использованием компонента, выбираемого из аминного иона, иминного иона, сульфониевого иона, фосфониевого иона, аммониевого иона и их смесей, предпочтительно с использованием четвертичного аммониевого иона. Хотя для использования в настоящем способе пригодны многие сшивающие агенты, в воплощениях изобретения используется компонент, выбираемый из полифункциональных этерифицирующих агентов, полифункциональных эстерифицирующих агентов и их смесей. Подходящими сшивающими агентами для предпочтительных воплощений являются эпихлоргидрин, смешанные ангидриды, полиамино-полиэпоксидные смолы и их смеси. В одном из предпочтительных воплощений в качестве сшивающего агента используются триметафосфаты щелочноземельных металлов.Any conventional method, such as those disclosed in US Pat. No. 5,122,231 and US Pat. No. 5,368,690, which relate to methods for producing cationic cross-linked starches, can be used to produce cationic crosslinked waxy starch products of the present invention. For example, any waxy starch can be converted to a cation and subjected to crosslinking, in any sequence or at the same time, and the reaction can be carried out under conditions such as to produce cationic crosslinked waxy starch having a Brookfield viscosity in the range of about 700 up to approximately 2500 cP, measured in accordance with the CRA B-54 method with 0.5% solids using spindle No. 21 at 20 rpm and a temperature of 97 ° C. It is preferable to carry out the process under conditions that will allow to obtain cationic cross-linked waxy starch with a viscosity of from about 800 to about 2000 cP and more preferably from about 1000 to about 1500 cP. The waxy starch used in the process may be any of the above waxy starches. In one useful embodiment, the waxy starch may be waxy corn starch. Although any cationic agent may be used in the process, it is preferred that the cationic reaction is carried out using a component selected from amine ion, imine ion, sulfonium ion, phosphonium ion, ammonium ion and mixtures thereof, preferably using a quaternary ammonium ion. Although many crosslinking agents are suitable for use in the present method, embodiments of the invention use a component selected from polyfunctional esterifying agents, polyfunctional esterifying agents, and mixtures thereof. Suitable crosslinking agents for preferred embodiments are epichlorohydrin, mixed anhydrides, polyamino-polyepoxide resins, and mixtures thereof. In one preferred embodiment, alkaline earth metal trimetaphosphates are used as the crosslinking agent.
В одном из воплощений получение катионных поперечно-сшитых воскообразных крахмальных продуктов включает, как правило, контролирование реакции на ее завершение путем измерения вязкости для удостоверения того, что величина вязкости лежит в пределах от примерно 700 до примерно 2500 сП, используя для этого описанную в заявке тест-процедуру. Реакция может быть остановлена, когда устанавливается, что вязкость падает ниже указанного диапазона.In one embodiment, the preparation of cationic crosslinked waxy starch products typically includes monitoring the reaction to completion by measuring viscosity to verify that the viscosity is in the range of about 700 to about 2500 cP using the test described in the application. -procedure. The reaction can be stopped when it is determined that the viscosity falls below a specified range.
Описанный в заявке воскообразный крахмал катионизируют реакцией воскообразного крахмала с катионизирующим агентом. Представительными катионизирующими агентами являются агенты, имеющие аминные ионы, иминные ионы, сульфониевые ионы, фосфониевые ионы, аммониевые ионы и их смесей. Реакция катионизации может осуществляться любым традиционным способом, таким как реакция воскообразного крахмала в виде водной суспензии с катионизирующим агентом, обычно в присутствии активирующего агента, такого как гидроксид натрия. Еще одним из пригодных для использования способов является полусухой способ, в котором воскообразный крахмал вводится в реакцию с катионизирующим агентом в присутствии активирующего агента, такого как гидроксид натрия в ограниченном количестве воды.The waxy starch described in the application is cationized by the reaction of the waxy starch with a cationizing agent. Representative cationizing agents are those having amine ions, imine ions, sulfonium ions, phosphonium ions, ammonium ions and mixtures thereof. The cationization reaction can be carried out by any conventional method, such as the reaction of a waxy starch in the form of an aqueous suspension with a cationizing agent, usually in the presence of an activating agent such as sodium hydroxide. Another suitable process is the semi-dry process, in which a waxy starch is reacted with a cationizing agent in the presence of an activating agent such as sodium hydroxide in a limited amount of water.
В одном из воплощений катионизирующий агент включает аммониевый ион, которым предпочтительно является четвертичный аммониевый ион. В одном из особенно полезных воплощений в качестве катионизирующего агента используется хлорид (3-хлор-2-гидроксипропил)триметиламмония.In one embodiment, the cationizing agent comprises an ammonium ion, which is preferably a quaternary ammonium ion. In one particularly useful embodiment, trimethylammonium chloride (3-chloro-2-hydroxypropyl) is used as a cationizing agent.
Описанный в заявке воскообразный крахмал может быть сшит с помощью реакции воскообразного крахмала с каким-либо сшивающим агентом. Реакция проводится любым известным способом, применяемым для сшивки продукта. В число подходящих для некоторых воплощений сшивающих агентов входят (не ограничивая изобретения) полифункциональные этерифицирующие агенты, полифункциональные эстерифицирующие агенты их смеси и т.п. Конкретные примеры подходящих сшивающих агентов включают (не ограничивая изобретения) эпихлоргидрин, линейные смешанные ангидриды, ангидриды дикарбоновых кислот, оксихлорид фосфора, триметафосфаты щелочноземельных металлов, линейные смешанные ангидриды, полиамино-полиэпоксидные смолы, их смеси и т.п. Реакция сшивания может осуществляться любым традиционным путем, таким как реакция воскообразного крахмала в виде водной суспензии со сшивающим агентом, обычно в присутствии активирующего агента, такого как гидроксид натрия. Еще одним из пригодных для использования способов сшивания может быть полусухой способ, в котором воскообразный крахмал вводится в реакцию со сшивающим агентом в присутствии активирующего агента, такого как гидроксид натрия в ограниченном количестве воды.The waxy starch described in the application can be crosslinked by reaction of the waxy starch with any crosslinking agent. The reaction is carried out by any known method used to crosslink the product. Suitable crosslinking agents for certain embodiments include, but are not limited to, polyfunctional esterifying agents, polyfunctional esterifying agents, mixtures thereof, and the like. Specific examples of suitable crosslinking agents include, but are not limited to, epichlorohydrin, linear mixed anhydrides, dicarboxylic anhydrides, phosphorus oxychloride, alkaline earth metal trimetaphosphates, linear mixed anhydrides, polyamino-polyepoxide resins, mixtures thereof, and the like. The crosslinking reaction can be carried out by any conventional method, such as the reaction of a waxy starch in the form of an aqueous suspension with a crosslinking agent, usually in the presence of an activating agent such as sodium hydroxide. Another suitable crosslinking process may be a semi-dry process in which waxy starch is reacted with a crosslinking agent in the presence of an activating agent such as sodium hydroxide in a limited amount of water.
При получении катионного поперечно-сшитого воскообразного крахмала воскообразный крахмал может катионизироваться и сшиваться в любом порядке. Например, крахмал может вначале катионизироваться и затем сшиваться или вначале сшиваться и затем катионизироваться. Наряду с этим, катионизирующий и сшивающий агенты могут быть использованы одновременно.Upon receipt of the cationic crosslinked waxy starch, the waxy starch can be cationized and crosslinked in any order. For example, starch may be first cationized and then crosslinked or first crosslinked and then cationized. Along with this, cationizing and crosslinking agents can be used simultaneously.
В некоторых воплощениях изобретения катионные поперечно-сшитые воскообразные крахмальные продукты используются в производстве бумаги. Катионные поперечно-сшитые воскообразные крахмальные продукты могут быть введены в производство бумаги любым традиционным путем. Например, катионные поперечно-сшитые воскообразные крахмальные продукты могут быть суспендированы в воде и полученная суспензия прогрета при температуре достаточной для наступления желатинизации крахмальной суспензии с образованием желатинированной крахмальной пасты. Как правило, нагрев для наступления желатинизации проводится при температуре выше примерно 90°С. Желатинированная крахмальная паста может затем добавляться к целлюлозной суспензии, в частности бумажной композиции, любым известным способом. При этом желатинированная крахмальная паста может добавляться на влажном конце бумагоделательной машины в жирную бумажно-волокнистую массу или в тощую бумажно-волокнистую массу, или добавляться частично в жирную массу и частично в тощую массу. При добавлении желатинированной крахмальной пасты к целлюлозной суспензии количество вводимого крахмала может выбираться по желанию. Как правило, количество вводимого катионного поперечно-сшитого воскообразного крахмала составляет от примерно 0,1 до примерно 5 вес.% в расчете на бумажное волокно. В одном из предпочтительных воплощений катионный поперечно-сшитый воскообразный крахмальный продукт содержится в количестве от примерно 0,5 до примерно 2 вес.% в расчете на вес волокна.In some embodiments of the invention, cationic crosslinked waxy starch products are used in the manufacture of paper. Cationic crosslinked waxy starch products can be introduced into the paper industry by any conventional means. For example, cationic crosslinked waxy starch products can be suspended in water and the resulting suspension warmed up at a temperature sufficient to cause gelatinization of the starch suspension to form a gelled starch paste. As a rule, heating for the onset of gelation is carried out at a temperature above about 90 ° C. The gelled starch paste can then be added to the cellulosic suspension, in particular the paper composition, by any known method. In this case, the gelled starch paste can be added at the wet end of the paper machine to a greasy pulp or a lean pulp, or partially added to a greasy pulp and partially to a lean pulp. By adding the gelled starch paste to the cellulosic suspension, the amount of starch to be added can be selected as desired. Typically, the amount of cationic crosslinked waxy starch added is from about 0.1 to about 5% by weight based on paper fiber. In one preferred embodiment, the cationic crosslinked waxy starch product is contained in an amount of from about 0.5 to about 2 wt.% Based on the weight of the fiber.
Наряду с этим в производстве бумажных продуктов при желании могут быть использованы и традиционные добавки. Могут, например, вводиться красители, пигменты, клеевые добавки, вспомогательные средства для удерживания и обезвоживания, водные суспензии и растворы биополимеров или синтетических полимеров и т.п.Along with this, traditional additives can be used in the production of paper products, if desired. For example, colorants, pigments, adhesive additives, retention and dewatering aids, aqueous suspensions and solutions of biopolymers or synthetic polymers, etc. may be added.
Предполагается, что катионные поперечно-сшитые воскообразные крахмальные продукты согласно аспектам настоящего изобретения должны найти свое применение не только в области производства бумаги. В число этих применений могли бы войти, например, производство тары для пищевых продуктов, производство красок, флоккуляция водных суспензий, например, при водоочистке, при очистке золота и т.п.It is contemplated that cationic crosslinked waxy starch products according to aspects of the present invention should find their application not only in the field of paper production. These applications could include, for example, the manufacture of containers for food products, the manufacture of paints, the flocculation of aqueous suspensions, for example, in water treatment, in gold refining, etc.
Следующие примеры приведены для того, чтобы проиллюстрировать особенности настоящего изобретения и помочь специалисту среднего уровня выполнить и использовать эти примеры. Эти примеры ни в коем случае не имеют целью каким-либо образом ограничить объем изобретения.The following examples are provided in order to illustrate the features of the present invention and to help a mid-level specialist to implement and use these examples. These examples are by no means intended to limit the scope of the invention in any way.
ПРИМЕРЫEXAMPLES
ТЕСТ-ПРОЦЕДУРЫTEST PROCEDURES
Вязкость по БрукфильдуBrookfield Viscosity
Вязкость по Брукфильду катионного поперечно-сшитого воскообразного крахмала определялась в соответствии со Standard Analytical Methods of Corn Refiners Association, Inc., Test Procedure CRA Method B-54 в определенных здесь условиях. Прибором, используемым при определении вязкости был вискозиметр Брукфильда DV-II+. Тест-процедура проводилась вываркой образца в течение 10 мин при установленной на 97°С температуре горячей водяной бани и использовании шпинделя №21 при 20 оборотах в минуту. Вязкость по Брукфильду катионного поперечно-сшитого крахмала, который имел форму горячей пасты, определяли при использовании уровня твердой фазы 0,5%.The Brookfield viscosity of cationic crosslinked waxy starch was determined in accordance with the Standard Analytical Methods of Corn Refiners Association, Inc., Test Procedure CRA Method B-54 under the conditions defined herein. The instrument used to determine the viscosity was a Brookfield viscometer DV-II +. The test procedure was carried out by boiling the sample for 10 min at the temperature of a hot water bath set at 97 ° C and using spindle No. 21 at 20 rpm. The Brookfield viscosity of the cationic cross-linked starch, which was in the form of a hot paste, was determined using a solid level of 0.5%.
Сила внутреннего связыванияThe strength of internal binding
Сила внутреннего связывания бумаги (связь Скотта) - тест-процедура TAPPI Т 541 om-89.Strength of internal paper binding (Scott bond) - TAPPI T 541 om-89 test procedure.
КРАХМАЛЬНЫЕ ПРОДУКТЫSTARCH PRODUCTS
Пример 1Example 1
Катионный поперечно-сшитый воскообразный кукурузный крахмал, имеющий вязкость по Брукфильду 1200 сП, получают, загружая в реактор 130000 кг (на сухое вещество) воскообразного кукурузного крахмала в виде суспензии 20° Боме с чистотой воскообразности свыше 95%. Добавляют к суспензии 3650 кг (на сухой вес) гидроксида натрия в виде 7%-ного раствора вместе с 6810 кг (на сухой вес) хлорида (3-хлор-2-гидроксипропил)триметиламмония в виде 65%-ного раствора. Затем суспензию нагревают до 39,5°С и дают ей возможность прореагировать в течение времени не менее 10 час до достижения общего замещения азота в объеме 0,3% в расчете на сухое вещество. После завершения замещения азота на образце суспензии делается замер, чтобы убедиться в том, что рН реакционной взвеси равен 11,2. При необходимости рН доводится до 11,2. Добавляют к суспензии в виде одной порции 9,07 кг триметафосфата натрия пищевой категории и дают суспензии возможность прореагировать в течение 5 час. Добавлением 35%-ной соляной кислоты доводят рН суспензии до 5,0-5,5. После этого суспензию промывают на стандартной промывочной центрифуге, обезвоживают на корзиночной центрифуге и сушат до уровня влажности 10-12%. Вязкость полученного катионного поперечно-сшитого воскообразного крахмала оказалась равной 1200 сП по определению с помощью описанной здесь процедуры вязкости по Брукфильду.Cationic crosslinked waxy corn starch having a Brookfield viscosity of 1200 cP is obtained by loading 130,000 kg (dry matter) of waxy corn starch in the form of a 20 ° Bomé slurry with a waxy purity of more than 95%. 3650 kg (on dry weight) of sodium hydroxide in the form of a 7% solution are added to the suspension together with 6810 kg (on dry weight) of trimethylammonium chloride (3-chloro-2-hydroxypropyl) in the form of a 65% solution. Then the suspension is heated to 39.5 ° C and allow it to react for a period of at least 10 hours to achieve a total nitrogen substitution in the amount of 0.3% based on dry matter. After the nitrogen substitution is complete, a measurement is made on the suspension sample to ensure that the pH of the reaction suspension is 11.2. If necessary, the pH is adjusted to 11.2. 9.07 kg of food grade sodium trimetaphosphate is added to the suspension in a single portion and the suspension is allowed to react for 5 hours. By adding 35% hydrochloric acid, the pH of the suspension is adjusted to 5.0-5.5. After that, the suspension is washed in a standard washing centrifuge, dehydrated in a basket centrifuge and dried to a moisture level of 10-12%. The viscosity of the resulting cationic crosslinked waxy starch was found to be 1200 cP by definition using the Brookfield viscosity procedure described here.
Пример 2Example 2
Альтернативный способ получения катионного поперечно-сшитого воскообразного крахмала настоящего изобретения осуществляется следующим образом. Полусухой воскообразный кукурузный крахмал с уровнем влажности 10-30% смешивают с хлоридом 2,3-эпоксипропил-N,N,N-триметиламмония и 1,3-дихлор-2-пропанолом в присутствии в качестве активирующего агента гидроксида натрия. В этом случае предполагается получение катионного поперечно-сшитого воскообразного кукурузного крахмала, имеющего вязкость по Брукфилду в пределах от 700 до 2500 сП, измеренную в соответствии с методом CRA В-54 с 0,5% твердой фазы при использовании шпинделя №21 при 20 об/мин и температуре 97°С.An alternative method for producing the cationic crosslinked waxy starch of the present invention is as follows. Semi-dry waxy corn starch with a moisture level of 10-30% is mixed with 2,3-epoxypropyl-N, N, N-trimethylammonium chloride and 1,3-dichloro-2-propanol in the presence of sodium hydroxide as an activating agent. In this case, it is expected to produce cationic crosslinked waxy corn starch having a Brookfield viscosity in the range of 700 to 2500 cP, measured in accordance with the CRA B-54 method with 0.5% solids using spindle No. 21 at 20 rpm min and a temperature of 97 ° C.
Пример 3Example 3
Осуществляется процесс согласно примеру 1 за исключением того, что хлорид (3-хлор-2-гидроксипропил)триметиламмония заменен хлоридом (3-хлор-2-гидроксипропил)диметилдодециламмония. В этом случае предполагается получение катионного поперечно-сшитого воскообразного крахмального продукта, имеющего вязкость по Брукфилду в пределах от 700 до 2500 сП, измеренную в соответствии с методом CRA В-54 с 0,5% твердой фазы при использовании шпинделя №21 при 20 об/мин и температуре 97°С.The process according to Example 1 is carried out except that the (3-chloro-2-hydroxypropyl) trimethylammonium chloride is replaced by the (3-chloro-2-hydroxypropyl) dimethyldodecylammonium chloride. In this case, it is expected to obtain a cationic crosslinked waxy starch product having a Brookfield viscosity in the range of 700 to 2500 cP, measured in accordance with the CRA B-54 method with 0.5% solids using spindle No. 21 at 20 rpm min and a temperature of 97 ° C.
Пример 4Example 4
Осуществляется процесс согласно примеру 1 за исключением того, что хлорид (3-хлор-2-гидроксипропил)триметиламмония заменен хлоридом (3-хлор-2-гидроксипропил)диметилоктадециламмония. В этом случае предполагается получение катионного поперечно-сшитого воскообразного крахмального продукта, имеющего вязкость по Брукфилду в пределах от 700 до 2500 сП, измеренную в соответствии с методом CRA В-54 с 0,5% твердой фазы при использовании шпинделя №21 при 20 об/мин и температуре 97°С.The process according to Example 1 is carried out except that the (3-chloro-2-hydroxypropyl) trimethylammonium chloride is replaced by the (3-chloro-2-hydroxypropyl) dimethyloctadecylammonium chloride. In this case, it is expected to obtain a cationic crosslinked waxy starch product having a Brookfield viscosity in the range of 700 to 2500 cP, measured in accordance with the CRA B-54 method with 0.5% solids using spindle No. 21 at 20 rpm min and a temperature of 97 ° C.
Пример 5Example 5
Осуществляется процесс согласно примеру 1 за исключением того, что триметафосфат натрия заменен диангидридом 1,2,4,5-бензолтетракарбоновой кислоты и реакция проводится при рН в пределах от 8 до 10. В этом случае предполагается получение катионного поперечно-сшитого воскообразного крахмального продукта, имеющего вязкость по Брукфилду в пределах от 700 до 2500 сП, измеренную в соответствии с методом CRA В-54 с 0,5% твердой фазы при использовании шпинделя №21 при 20 об/мин и температуре 97°С.The process according to example 1 is carried out except that the sodium trimetaphosphate is replaced by 1,2,4,5-benzenetetracarboxylic acid dianhydride and the reaction is carried out at a pH in the range from 8 to 10. In this case, it is expected to produce a cationic crosslinked waxy starch product having Brookfield viscosity in the range from 700 to 2500 cP, measured in accordance with the CRA B-54 method with 0.5% solids using spindle No. 21 at 20 rpm and a temperature of 97 ° C.
Пример 6Example 6
Осуществляется процесс согласно примеру 1 за исключением того, что воскообразный кукурузный крахмал заменен воскообразным рисовым крахмалом. В этом случае предполагается получение катионного поперечно-сшитого воскообразного крахмального продукта, имеющего вязкость по Брукфилду в пределах от 700 до 2500 сП, измеренную в соответствии с методом CRA В-54 с 0,5% твердой фазы при использовании шпинделя №21 при 20 об/мин и температуре 97°С.The process according to Example 1 is carried out except that the waxy corn starch is replaced by a waxy rice starch. In this case, it is expected to obtain a cationic crosslinked waxy starch product having a Brookfield viscosity in the range of 700 to 2500 cP, measured in accordance with the CRA B-54 method with 0.5% solids using spindle No. 21 at 20 rpm min and a temperature of 97 ° C.
Пример 7Example 7
Осуществляется процесс согласно примеру 1 за исключением того, что воскообразный кукурузный крахмал заменен воскообразным картофельным крахмалом. В этом случае предполагается получение катионного поперечно-сшитого воскообразного крахмального продукта, имеющего вязкость по Брукфилду в пределах от 700 до 2500 сП, измеренную в соответствии с методом CRA В-54 с 0,5% твердой фазы при использовании шпинделя №21 при 20 об/мин и температуре 97°С.The process according to Example 1 is carried out except that the waxy corn starch is replaced by a waxy potato starch. In this case, it is expected to obtain a cationic crosslinked waxy starch product having a Brookfield viscosity in the range of 700 to 2500 cP, measured in accordance with the CRA B-54 method with 0.5% solids using spindle No. 21 at 20 rpm min and a temperature of 97 ° C.
Пример 8Example 8
Осуществляется процесс согласно примеру 1 за исключением того, что воскообразный кукурузный крахмал заменен воскообразным крахмалом тапиоки. В этом случае предполагается получение катионного поперечно-сшитого воскообразного крахмального продукта, имеющего вязкость по Брукфилду в пределах от 700 до 2500 сП, измеренную в соответствии с методом CRA В-54 с 0,5% твердой фазы при использовании шпинделя №21 при 20 об/мин и температуре 97°С.The process according to Example 1 is carried out except that the waxy corn starch is replaced by the waxy tapioca starch. In this case, it is expected to obtain a cationic crosslinked waxy starch product having a Brookfield viscosity in the range of 700 to 2500 cP, measured in accordance with the CRA B-54 method with 0.5% solids using spindle No. 21 at 20 rpm min and a temperature of 97 ° C.
БУМАЖНЫЕ ПРОДУКТЫPAPER PRODUCTS
Пример 9Example 9
В этом примере показано включение катионного поперечно-сшитого воскообразного кукурузного крахмального продукта с вязкостью 1200 сП, полученного в примере 1, в производство бумажного продукта. В этом примере крахмальный продукт используется в виде пасты. Бумагу изготовляют с использованием стандартной бумагоделательной машины Фурдринье. К покрытой измельченной композиции в смесителе добавляют отбеленное волокно лиственничных/хвойных пород дерева вместе с молотым карбонатом кальция и квасцами жирной массы в обычных количествах. Композиционную смесь разбавляют затем водой, после чего следует добавление крахмальной пасты. Перед напорным ящиком добавляют в обычных количествах кремнезем и отделочные квасцы и перекачивают композицию в напорный ящик для распределения на сетке бумагоделательной машины. После этого бумажное полотно высушивают и наматывают на бобину. Полученная бумага представляет собой 196-фунтовую ролевую мелованную бумагу с зольностью 9%. Бумага была изготовлена таким образом, чтобы она обладала заданным значением силы внутреннего связывания (связи Скотта). Это достигает путем регулировки скорости добавления крахмала. При производстве бумаги добавляют 6,92 кг/т катионного поперечно-сшитого воскообразного крахмального продукта примера 1. Полученная в этом примере бумага характеризуется производительностью 1,9 рулонов в час и силой внутреннего связывания 19,5 кПа/см2.This example shows the incorporation of a cationic crosslinked waxy corn starch product with a viscosity of 1200 cP obtained in Example 1 into the manufacture of a paper product. In this example, the starch product is used as a paste. Paper is made using a standard Furdrinier paper machine. To the coated ground composition in the mixer, bleached fiber of larch / coniferous wood is added together with ground calcium carbonate and alum of oily mass in conventional amounts. The composite mixture is then diluted with water, followed by the addition of starch paste. Before the headbox, silica and finishing alum are added in conventional amounts and the composition is pumped to the headbox for distribution on a paper machine grid. After that, the paper web is dried and wound on a bobbin. The resulting paper is a 196 pound coated coated paper with an ash content of 9%. The paper was made in such a way that it had a predetermined value of the internal bonding force (Scott bond). This is achieved by adjusting the rate of starch addition. In the manufacture of paper, 6.92 kg / t of the cationic crosslinked waxy starch product of Example 1 is added. The paper obtained in this example is characterized by a productivity of 1.9 rolls per hour and an internal binding strength of 19.5 kPa / cm 2 .
Пример 10Example 10
В этом примере повторяется последовательность операций примера 9 за исключением того, что катионный поперечно-сшитый воскообразный кукурузный крахмал примера 1 заменен катионным поперечно-сшитым воскообразным кукурузным крахмалом примера 2. В этом случае предполагается получение бумажного продукта требуемого качества.In this example, the sequence of operations of Example 9 is repeated except that the cationic crosslinked waxy corn starch of Example 1 is replaced by the cationic crosslinked waxy corn starch of Example 2. In this case, it is expected to produce a paper product of the required quality.
Пример 11Example 11
В этом примере повторяется последовательность операций примера 9 за исключением того, что катионный поперечно-сшитый воскообразный кукурузный крахмал примера 1 заменен соответственно катионными поперечно-сшитыми воскообразными крахмальными кукурузными крахмальными продуктами примеров 3, 4 и 5. В этом случае предполагается получение бумажных продуктов требуемого качества. В этих примерах, кроме того, предполагается, что бумажный продукт, полученный с использованием крахмальных продуктов примеров 3, 4 и 5, будет отличаться усиленной внутренней проклейкой.In this example, the sequence of operations of Example 9 is repeated except that the cationic crosslinked waxy corn starch of Example 1 is replaced by the cationic crosslinked waxy cornstarch starch products of Examples 3, 4 and 5, respectively. In this case, paper products of the required quality are expected to be obtained. In these examples, in addition, it is assumed that the paper product obtained using the starch products of examples 3, 4 and 5 will be distinguished by enhanced internal sizing.
Пример 12Example 12
В этом примере повторяется последовательность операций примера 9 за исключением того, что катионный поперечно-сшитый воскообразный кукурузный крахмал примера 1 заменен катионным поперечно-сшитым воскообразным рисовым крахмалом примера 6. В этом случае предполагается получение бумажного продукта требуемого качества.In this example, the sequence of operations of Example 9 is repeated except that the cationic crosslinked waxy corn starch of Example 1 is replaced by the cationic crosslinked waxy rice starch of Example 6. In this case, it is expected to produce a paper product of the required quality.
Пример 13Example 13
В этом примере повторяется последовательность операций примера 98 за исключением того, что катионный поперечно-сшитый воскообразный кукурузный крахмал примера 1 заменен катионным поперечно-сшитым воскообразным картофельным продуктом крахмала примера 7. В этом случае предполагается получение бумажного продукта требуемого качества.In this example, the process of Example 98 is repeated except that the cationic crosslinked waxy corn starch of Example 1 is replaced by the cationic crosslinked waxy potato starch product of Example 7. In this case, it is expected to produce a paper product of the required quality.
Пример 14Example 14
В этом примере повторяется последовательность операций примера 9 за исключением того, что катионный поперечно-сшитый воскообразный кукурузный крахмал примера 1 заменен катионным поперечно-сшитым воскообразным продуктом крахмала тапиоки примера 8. В этом случае предполагается получение бумажного продукта требуемого качества.In this example, the sequence of operations of Example 9 is repeated except that the cationic crosslinked waxy corn starch of Example 1 is replaced with the cationic crosslinked waxy corn product of tapioca starch of Example 8. In this case, it is expected to produce a paper product of the required quality.
Изобретение было описано с помощью различных конкретных и иллюстративных воплощений и методов. Однако специалисты в данной области согласятся с тем, что в рамках сути и объема изобретения может быть произведено множество изменений и модификаций. Все указанные выше патенты и другие ссылки полностью включены в настоящую заявку в качестве ссылочного материала.The invention has been described using various specific and illustrative embodiments and methods. However, those skilled in the art will agree that many changes and modifications can be made within the spirit and scope of the invention. All of the above patents and other references are fully incorporated into this application as reference material.
Claims (32)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007101372/04A RU2351609C2 (en) | 2004-06-16 | 2004-06-16 | Cationic transversally-bound wax-like starch products, method of opbtaining starch products and application in paper products |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007101372/04A RU2351609C2 (en) | 2004-06-16 | 2004-06-16 | Cationic transversally-bound wax-like starch products, method of opbtaining starch products and application in paper products |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2007101372A RU2007101372A (en) | 2008-07-27 |
| RU2351609C2 true RU2351609C2 (en) | 2009-04-10 |
Family
ID=39810368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007101372/04A RU2351609C2 (en) | 2004-06-16 | 2004-06-16 | Cationic transversally-bound wax-like starch products, method of opbtaining starch products and application in paper products |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2351609C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2430928C1 (en) * | 2010-03-22 | 2011-10-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ) | Method of producing cationic corn starch |
| RU2585786C2 (en) * | 2010-12-10 | 2016-06-10 | Карджилл, Инкорпорейтед | Improved starch composition for use in paper production |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2026913C1 (en) * | 1993-03-31 | 1995-01-20 | Диклер Яков Ефимович | Method of starch binder preparing for paper making |
| US5512229A (en) * | 1992-11-17 | 1996-04-30 | Impra, Inc. | Process of uniformly expanding polymer film |
| US20020088585A1 (en) * | 2000-08-10 | 2002-07-11 | Anderson Kevin Ray | Starch compositions and methods for use in papermaking |
-
2004
- 2004-06-16 RU RU2007101372/04A patent/RU2351609C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5512229A (en) * | 1992-11-17 | 1996-04-30 | Impra, Inc. | Process of uniformly expanding polymer film |
| RU2026913C1 (en) * | 1993-03-31 | 1995-01-20 | Диклер Яков Ефимович | Method of starch binder preparing for paper making |
| US20020088585A1 (en) * | 2000-08-10 | 2002-07-11 | Anderson Kevin Ray | Starch compositions and methods for use in papermaking |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2430928C1 (en) * | 2010-03-22 | 2011-10-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный технический университет" (ОрелГТУ) | Method of producing cationic corn starch |
| RU2585786C2 (en) * | 2010-12-10 | 2016-06-10 | Карджилл, Инкорпорейтед | Improved starch composition for use in paper production |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2007101372A (en) | 2008-07-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0603727B1 (en) | Method of papermaking using crosslinked cationic/amphoteric starches | |
| US5122231A (en) | Cationic cross-linked starch for wet-end use in papermaking | |
| CA2373555C (en) | Starches for use in papermaking | |
| CN104781470B (en) | The purposes of paper making additive system, the method for manufacturing paper making additive system and paper making additive system | |
| CA1284639C (en) | Amphoteric starches and process for their preparation | |
| JP2012126921A (en) | Method for cationisation of legume starches, cationic starches thus obtained and applications thereof | |
| KR20170052564A (en) | Sizing composition, its use and a method for producing paper, board or the like | |
| EP1235959B1 (en) | A process for making paper | |
| US2935436A (en) | Method of making paper containing a starch ether and product produced thereby | |
| TW201821523A (en) | Dry strength composition, its use and method for increasing the strength properties of paper, board or the like | |
| USRE41622E1 (en) | Starch compositions and the use thereof in wet-end of paper preparation | |
| EA019646B1 (en) | A process for making paper | |
| RU2585786C2 (en) | Improved starch composition for use in paper production | |
| CA2589579C (en) | Cationic crosslinked waxy starch products, a method for producing the starch products, and use in paper products | |
| NO152606B (en) | ANALOGUE PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF NEW PHARMACEUTICAL USE 2-IMIDAZOLIN-1-YL URINE AND AMIDO COMPOUNDS | |
| JP2002517637A (en) | Papermaking method | |
| KR101251596B1 (en) | Amphoteric starch and method of preparing the same | |
| RU2351609C2 (en) | Cationic transversally-bound wax-like starch products, method of opbtaining starch products and application in paper products | |
| FI63083B (en) | FOERFARANDE FOER ELIMINERING AV KONVENTIONELL YTAPPRETERING AVAPPER | |
| MXPA06014803A (en) | Cationic crosslinked non-waxy starch products, a method for producing the starch products, and use in paper products. | |
| JP2004506819A (en) | Use of starch compositions in papermaking |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160617 |