CZ144894A3 - Nevláknitý materiál, zejména k přidání do buničiny, zvláště papíroviny nebo jako materiál impregnující nebo potahující papír - Google Patents

Abstract

Nevláknitý materiál, zejména k přidání do buničiny, zvláště papíroviny, nebo jako materiál impregnující nebo potahující papír, tvořený biopolymerem, zvláště proteinem, je podle řešení tvořen kalogenem bez bílkovin štěpitelných trypsinem, upraveným do formy koloidu, zvláště hydrogelu.

Description

Vynález se týká nevláknitého materiálu, tvořeného biopolymerem, zvláště proteinem, zejména k přidání do buničiny, zvláště do papiroviny nebo jako materiálu impregnujícího nebo potahujícího papír a podobně.

Dosavadní stav techniky

Jsou známé velké počty nevláknitých materiálů přidávané k buničině, respektive k papirov ině, aby .bylo dosaženo různých specifických užitných vlastností papíru.

Mezi takové nevláknit-é materiály mohou patřit makromolekulární součeniny organické, například proteiny, ligniny, polysacharidy, kalafuna, dále nemakromolekulární organické sloučeniny, jako uhlovodíky, alkoholy fenoly, ethery, aldehydy a podobně, jakož i syntetické makromo leku 1 árri i sloučeniny, jako polyalkeny, kondenzační polymery aldehydů nebo ketonů s fenoly a podobně.

Jednou z rozvinutých metod pro získání papíru s velmi dobrým i vlastnostmi, zvláště s vysokou pevností ve všech fyzikálních parametrech a to i za mokra, je známá úprava buničiny či papi rov iny latexováním. Papír, dosažený přidáním takového nevláknitého materiálu je však ' prakt. i oky nerecyklovatelný, biologicky nedegradovate1ný, protože polymerace nevláknitého materiálu ria zmíněné bázi latexu je nevratná. Z tohoto důvodu se výroba takového papíru omezuje pouze jen pro některé speciální účely.

Obdobně se chovali i jiné zmíněné sloučeny užívané jako nevláknité materiály při výrobě papíru. Jejich přítomnost v papirovině ve značné míře ztěžuje recyklovatelnost papíru.

přinejmenším způsobují zhoršování kvality odpadních vod při recyklaci papíru, isou nebezpečné při spalování odpadního papíru a ve většině případech nejsou biologicky degradovate1 né.

Podstata vynálezu

>

Cílem vynálezu je a papíru ve hmotě a na lovou techniku a jiné vytvoření speciální úpravy papiroviny povrchu, zvláště pro polygrafii, obapapírenské technologie vyžadující zvýšenou pevnost při zpracování papiroviny a při užití zhotoveného papíru za mokra a umožňuj ící dále dokonalou recyklaci papíru obvyklými postupy, při využití maximálního podílu sběrového papíru ve hmotě papíroviny a využívající již některých známých účinků biopolymerů na bázi proteinů, přičemž tohoto cíle je dosaženo řešením podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že protein je tvořen kalogenem bez bílkovin štěpitelných trypsinem, upraveným do formy koloidu, zvláště hydÚčelnou aplikací biopolymerů se podle vynálezu dosáhne u papíru srovnatelných kladných vlastností, jaké má nerecyklovatelný papír latexovaný, ovšem s odstraněním všech jeho negativních vlastností, pro které je z ekologického hlediska nepřijatelný. Řešení podle vynálezu zabezpečuje téměř stoprocentní recyklovatelnost papíru a navíc využívat minimálně 70% odpadového papíru jako surovinu k přípravě nové papírovi-

Ρ ny- Užitné vlastnosti papíru, zejména jeho zvýšená tuhost, pružnost a pevnost i za mokra, zlepšuje manipulaci a tiskařské výsledky v polygrafii, přičemž při výrobě obalových materiálů z takto ošetřené papíroviny, například balícího papíru, kartonů, ale; i obalů tvarovaných přímo v upravených papírenských sítech do hotových tvarů, jako jsou přeložky, misky, krabice na vejce a podobně, lze; využít zvýšené pevnosti tohoto materiálu a zhotovovat je o menší t.louštce při meriš í spotřebě materiálu a dále jím nahrazovat například plastové vložky, například z polystyrenu na přesné uložení různých výrobků a všude tam, kde se; vyžaduje? vyšší ochrana proti nárazům, tepelná izolace a kde; isou kladeny požadavky ekologického charakteru.

Vlastnosti hotoveného papíru za použití uvedeného biopolymeru lze široce ovlivňovat již při přípravě papíroviny různým stupněm sycení papíroviny biopolyinerein, jakož i operacemi tepelnými, kterými hotovený papír prochází. Papír má sníženou nasákavost, je lépe upravitelný povrchovým hlazením a vykazuje zvýšenou přilnavost adheziv, laků a barev při jejich nižší spotřebě a dále vykazuje bakteriostatické účinky a přirozeně hygienickou nezávadnost, pro které je zvlášt vhodný v potravinářském oboru. Další účinky biopolymeru se velmi výhodně projevují v samotné papírenské výrobě, zvláště pak při rozvlákňování odpadového papíru a to vzhledem k jeho elektrostatickému účinku ve vodném roztoku, vzhledem k němuž navazuje na sebe uvolněná vlákna buničiny a minimalizuje tak jejich únik do odpadu. Tento efekt přirozeně rovněž podporuje soudržnost papírové hmoty při jejím dalším zpracování, čímž lze papírovinu více plnit bez zvyšování obsahu kližidel a podobně a projevuje se dále působením na vlákna buničiny při vytváření papírového filmu jejich zlepšeným přilehnutím a paralelizováním, čímž se povrch papíru neobyčejně zlepší.

Příklad provedeni vynálezu

Do připravované papíroviny se vemuluje biopolymer na bázi proteinu, který je tvořen kalogenem bez bílkovin štěp itelných trypsinem a který je za tím účelem zbaven telopeptidů - bílkovin a je upraven do formy hydrogelu nebo jiné koloidní hmoty, načež se podrobí polymeraci v kyselém prostředí papíroviny - buničiny, přičemž se řetězce makromolekul polymerujícího se biopolymeru řetězí přímo na vláknech, čímž se zvýší soudržnost vláken papíroviny v průběhu všech výrobních, zejména závěrečných operací s papírovinou. Řečený biopolymer se získá z výluhů koželužských a z výluhů ze zpracování organických vláken při výrobě plstí a jelikož neobsahuje žádné bílpňsob í m í r ně ba k l.e r i os ta t i cky , Přidávání biopolymeru do hmoty kov i ny , š tep i Le 1 né t ry ps i netn Protože i nhi buje proteu i ázy papíroviny ve formě jeho vodného roztoku jeví se nejvýhodněj4 ší ve fázi t.zv. nálevu papírovíný,resp.buničiny před jejím rozprostíráním a zplstováním na sítech nebo sítových pásech papírenského strojeK polymerací a tedy k řetězení makromolekul řečeného biopulyraeru na vláknech papiroviny, vedle zmíněného^kyselého prostředí buničiny, které současně brání nežádoucí koagulaci hydrogelu nebo koloidní formy biopolymeru, spolupůsobí síran hlinitý, který se v současné době při výrobě papíru obvykle používá. Pro základní polymerací je působení síranu hlinitého zcela postačující, protože jako všechny sírany podporuje schopnost sítování makromolekul při polymerací biopolymerů. Ulpívání makromolekul biopolymeru na vláknech papíroviny umožňuje příznivý poměr zeta-potenciá1u při běžném složení a kyselosti papíroviny.

Dalších potenciálních vlastností zpracovávané buničiny se dosáhne senzibilací koloidní hmoty biopolymeru prostřednictvím organických barviv, například na bázi diazo, u nichž je aktivní azolová složka a které jsou hygienicky nezávadné. Volbou barviva je možné barevně tónovat papír do lehkých barevných tónů, čímž recyklovatelný papír získává příjemnějšího vzhledu, který se zvlášt uplatňuje například na rubové straně etiket nebo na rubových stranách reklamních tiskovin. Tyto látky vytvářejí z koloidní hmoty fotopolymerní látku. Tím, že se koloidní hmota biopolymeru nechrání po přidání těchto barviv před světlem, dochází již za mokra k fotopo1ymerizaci. U této paralelní reakce dochází k tvorbě delších řetězců molekul polymeru a k pevné vnitřní vazbě mezi nimi, vytvářejícími ve svém důsledku tvrdší a pružnější hmotu.

Posledním faktorem, který má rovněž positivní vliv na vytváření řetezců molekul v koloidu polymeru, je vliv tepla při sušení papíru. Dosahované teploty kolem 90° C sice mírně degradují řetezce molekul zesíKovaného koloidu polymeru, ovšem na konečný efekt, úpravy buničiny v papír má toto vliv naopak velmi požit. ivní. Mírné porušení makromolekul zesí Kovaného biopolymeru eventuálním působením vyšších teplot, na povrchu, zvláště při sušení papírového pásu, umožňuje dokonalejší hlazení papírovlny v kalandrovacím zařízení, povrch papíroviny je přístupnější k přijímání adheziv, laků či barev nebo pro úpravu laminováním, přičemž toto porušení řetězců makromolekul sítě biopolymeru vyvozuje částečné predestinování papíroviny k recyklaci a je v podstatě i ovladatelné změnou teplot v sušárně papíroviny.

Aplikací biopolymeru do papíroviny, nebo aplikací biopolymeru jako dodatečného impregnujícího materiálu na hotový papír, například pomocí rastrovacího válce nebo hladkého brodícího válce, se získá technicky kvalitní papír, zvlášt vhodný pro polygrafii, přičemž základním materiálem pro něj je převážně sběrový papír. Je možné takto připravený papír povrchově upravovat k získání žádoucího estetického vzhledu například podkladovým a krycím' lakem pomocí flexo nebo hlubotisku, povlakováním kovovou folií nebo kovovým práškem, nebo biologicky plněnými plasty o síle kolem 12p, hlavně pro etikety, propagační a ostatní tisky, přičemž se zachovává plná recyklovatel nost papíru. Bakteriostatický účinek biopolymeru v papirovině nebo jako dodatečný povlak na papíru má své opodstatnění zvláště u balícího papíru pro styk s potravinami, přičemž biopolyraer byl by cíleně upraven jako vysoce čistý kaiogen zbavený obsahu bílkovin štěpitelných trypsinem. Tím se dosáhne pasivních bakteriostatických vlastností tohoto media. Povlak k tomuto účelu obsahuje množství 1 až 2 g/m² kalogenu v sušině.

Sít makromolekul vytvořená řetězením biopolymeru, obklopující adhezivně jednotlivá vlákna buničiny a spolehlivě zaplňující mezery mezi nimi, umožňuje díky pevnosti za mokra v případě potřeby papírovinu více plnit bez zvyšování obsahu kližidel a bez nebezpečí trhání pásu papíru ve výrobě, zejména u nízkých gramáží papíru.

Vzhledem k tomu, že makromolekulami sít biopolymeru Ie vratná, lze papír upravený výše uvedeným postupem snadno podrobit recyklaci: Rozrušení makromolekulární sítě biopolymeru

se provede oxydací a ^reoxydací . řečené makromolekulami sítě biopolymeru. do plné rozpustnosti v kyselém vodném roztoku za působení tepla. Připadají v úvahu běžné papírenské technologie, užívané při zpracování sběrového a recyklovatelného papíru, případně za použití peroxidu vodíku, manganistanů draselného, výjimečně za použití chloridů či jiných halogenů. Těmto technologiím mohou přirozeně předcházet již předchozí operace, spojené například s omýváním etiket u výrobců nápojů, při nichž již dochází k ataku makromolekulární sítě biopolymeru. Reoxydaci zabezpečí kyselé prostředí, které má své opodstatnění v papírenské výrobě obecně.

Průmyslová využitelnost

Nevláknitý materiál podle vynálezu lze do oboru dřevozpracujícího průmyslu, zejména vovláknitých desek, v textilním průmyslu pro lií k potlačení některých alergenních účinků ken a podobně.

li aplikovat snadno při výrobě dřeapretury text i textilních vlá-

Claims (1)

1. Nevláknitý materiál, zejména k přidání do buničiny, zvláště papíroviny a podobné, nebo jako materiál impregnující nebo potahu iící papír, tvořený biopolymerem, zvláště proteinem, vyznačující se tím, že protein je tvořen kalogenem bez bílkovin stěpitelných trypsinem. upraveným do formy koloidu, zvláště hydrogelú.