RS65717B1 - Adhezivi na bazi vode, za proizvodnju laminiranih celuloznih ploča koje sadrže nonosloj grafen oksida, laminirane celulozne ploče dobijene sa njima i postupci za njihovu proizvodnju - Google Patents

Description

Opis

OBLAST TEHNIKE

[0001] Predmetni pronalazak se odnosi na oblast adheziva na bazi vode, a posebno na pojačivač lepka na bazi jednoslojnog grafen oksida za ove adhezive. Vodeni adhezivi prema pronalasku su pogodni za proizvodnju laminiranih celuloznih ploča, kao što su karton ili papirni laminati (npr. kartonski šabloni).

STANJE TEHNIKE

[0002] Adhezivi su supstance sa rasprostranjenom upotrebom u mnogim industrijama za proizvodnju predmeta i/ili materijala. U mnogim slučajevima, adhezivi su neophodni za ispravnu proizvodnju predmeta i/ili materijala.

[0003] Primeri industrija u kojima su adhezivi neophodni su industrija proizvodnje papira i proizvodnja laminiranih celuloznih ploča. Iako obe industrije imaju veze sa papirom, suštinski su različite pošto imaju različite potrebe kad su u pitanju adhezivi koji se koriste, jer se u prvoj celulozna vlakna vezuju jedno za drugo, dok se u drugom listovi papira ili kartona spajaju jedan sa drugim. U industriji papira, celulozni materijali se koriste kao sirovina (kao što su drvna vlakna, otpadne tkanine, lan, pamučni linter, bagasa...) za proizvodnju pulpe, papira, papirnih ploča i drugih proizvoda na bazi celuloze, pri čemu se adhezivi koriste za povezivanje celuloznih vlakana. U proizvodnji laminiranih celuloznih ploča, npr. kartona, pri čemu su slojevi kartona obično pričvršćeni jedan za drugi pomoću ovih adheziva, kako bi se obezbedila višeslojnost. Međutim, ne samo da slojevi moraju da se pričvrste jedan za drugi, kako bi se dobio kartonski blank, već moraju da se pričvrste tako da nastali kartonski blankovi budu otporni na manipulaciju od strane korisnika, meteorološke pojave kao što su vlažnost, kiša, itd. visoke i niske temperature itd. Naime, kartonski šabloni moraju da budu pouzdani, a adhezivi su sa ove tačke gledišta veoma relevantni.

[0004] Grafen se koristi u brojnim različitim objektima i materijalima jer, u mnogim slučajevima, grafen omogućava da se poboljšaju funkcionalnost ili svojstva navedenih objekata ili materijala. U prethodnom stanju tehnike je otkriveno nekoliko pokušaja da se grafen oksid inkorporira u papirnu pulpu, u cilju pokušaja da se poboljšaju neka svojstva papira, kao i da se grafen inkorporira u karton, kako bi se poboljšala svojstva adhezije adheziva koji se koristi u njegovoj proizvodnji.

[0005] Na primer, patentna prijava CN106381104A otkriva adhezivne proizvode na bazi vode, koji mogu da se koriste za povezivanje različitih prahova, vlakana, zemljišta i slično, odnosno mogu da se koriste na primer u industriji proizvodnje papira. Problem čije je rešavanje predviđeno je da se obezbede adhezivi koji mogu da se recikliraju i ekološki su prihvatljivi, uz održavanje dobrih performansi. Kao što može da se vidi u odeljku sa primerima, adhezivni materijal je uglavnom sintetički adheziv, kao što je akrilamid, metil akrilat, kalijum akrilat, N,N'-bis(akriloil)cistamin i N,N-metilenbisakrilamid, koji može da se dopuni sa polisaharidni materijalima, među kojima se pominje skrob rastvorljiv u vodi. Adhezivi na bazi vode dalje sadrže grafitni materijal, koji može da se izabere od jednoslojnog grafitnog oksida, višeslojnog grafen oksida ili ljuspica grafita. Grafitnom materijalu se ne pripisuju nikakva posebna svojstva, a adhezivi dati kao primer se koriste samo da povežu praškasto zemljište, u primerima se ne otkrivaju ni papir ni celulozna vlakna, a još manje povezivanje celuloznih ploča.

[0006] Patentna prijava CN108914675 otkriva postupak za proizvodnju specijalnog papira za štampanje otpornog na vremenske uslove, vodootpornog i visokog kvaliteta, koji uključuje pripremu pulpe, proizvodnju papira sa njom i nanošenje adhezivnog sloja na nju. U koraku pripreme pulpe, dodaje se kompozicija solubilizatora, koja sadrži sve navedeno u nastavku: grafenske kvantne tačke, nano-silicijum i nano-titanijum dioksid. Grafenske kvantne tačke su jednoslojne kvantne tačke grafen oksida pripremljene metodom mikrotalasnog stripinga. Otkriveno je da jednoslojne kvantne tačke grafen oksida obezbeđuju dobru funkciju modifikacije površine, dok silicijum dioksid može efikasno da poboljša adheziju vlakana za proizvodnju papira i poboljša otpornost na savijanje i mehanička svojstva papira.

[0007] Patentni dokument EP-2886621-A1, pak, otkriva adheziv za proizvodnju laminata od celuloznih proizvoda, odnosno adheziv za proizvodnju laminiranih celuloznih ploča. Grafenski nanofilamenti se dodaju u smešu vode i skroba kako bi se dobio adheziv. Dodati nanofilamenti imaju prečnik u opsegu od 1 do 100 nanometara i dužinu veću od 30 mikrometara. Međutim, takvi nanofilamenti se ne mešaju dobro sa vodom ili vodenim rastvorima. Shodno tome, smeša nije baš stabilna i mora da se upotrebi u kratkom vremenskom periodu nakon pripreme, a adhezivna svojstva adheziva kome se dodaju nisu značajno poboljšana, verovatno zbog smanjenog mešanja sa vodom.

[0008] Prema tome, i dalje postoji interes da se obezbedi adheziv koji može da prevaziđe nedostatke rešenja koja već postoje u stanju tehnike, a koji je koristan za proizvodnju laminiranih celuloznih ploča.

OPIS PRONALASKA

[0009] Prema prvom aspektu, predmetni pronalazak se odnosi na adheziv na bazi vode, za proizvodnju laminiranih celuloznih ploča, koji sadrži:

1) vodu;

2) između 20,0 tež% i 40,0 tež% skroba;

3) opciono, do 10 tež.% najmanje jednog dodatnog polimera, izabranog od prirodnih polimera ili solubilnih sintetičkih polimera;

4) pojačivač lepka, koji sadrži jednoslojni grafen oksid u vodi, u takvoj količini da adheziv na bazi vode sadrži između 0,1 tež% i 10-7 tež% jednoslojnog grafen oksida;

5) najmanje jednu komponentu odabranu od fungicida i biocida, i/ili stabilizatora, sredstava za želatinizaciju, sredstava za zgušnjavanje, sredstava protiv penjenja, sredstava za lepljenje, smola za zaštitu od vlage i reoloških agenasa, u skladu sa polimerom(ima).

[0010] Prema konkretnim primerima izvođenja, skrob može da bude sadržan u adhezivu na bazi vode u količini od 20 do 32 tež. %, na primer u količini između 25 i 30 tež. %.

[0011] Skrob može, na primer, da bude jedno od, kukuruznog skroba, pšeničnog skroba, krompirovog skroba, skroba graška, skroba tapioke ili njihove smeše.

[0012] Skrob može da bude hemijski modifikovan, kako bi se omogućilo njegovo pravilno funkcionisanje pod uslovima koji se često susreću tokom obrade ili skladištenja, kao što su visoka toplota, visoko smicanje, nizak pH, zamrzavanje/odmrzavanje i hlađenje.

[0013] Najmanje jedna komponenta navedena prethodno pod 5) može na primer da bude boraks u prahu i smeša kalcijum hidroksida i natrijum karbonata, koji nakon rastvaranja u vodi daje kaustičnu sodu (natrijum hidroksid). Natrijum hidroksid olakšava prodiranje lepka u papir i smanjuje vreme za geliranje. Boraks prašak stabilizuje lepak, tako što reaguje sa kuvanim skrobom, i poboljšava prijanjanje lepka i njegovo prodiranje u papir. Dalje pomaže da se dobije optimalna reologija. Koncentracija natrijum hidroksida u adhezivu može da bude između 1,5 i 3,0 tež. %, a koncentracija boraksa u adhezivu može da bude između 1 i 2 tež. %.

[0014] Druge dodatne komponente pod 5) mogu da budu, na primer, najmanje jedno od, ureaformaldehida, koji poboljšava otpornost na vlagu, polivinil alkohola ili polivinil acetata, koji poboljšavaju otpornost na hladnu vodu, ili biocida, koji inhibira rast gljivica.

[0015] U adhezivu na bazi vode kao što je gore definisano, prirodni polimer je odabran iz biljnih izvora, izvora proteina ili životinjskih izvora, konkretno, izabran je od dekstrina, skrobova ili albumina, ili od bilo kog polimera ekstrahovanog iz kazeina, krvi, ribe, soje, kože ili kostiju. Solubilni sintetički polimer je izabran od polivinil alkohola, celuloznih etara, metilceluloze, karboksimetilceluloze, polivinilpirolidona, urea-formaldehid mešavina i melamin-formaldehid mešavina.

[0016] Adheziv na bazi vode može da sadrži samo još jedan polimer, ili smešu jednog ili više polimera.

[0017] Ostatak do 100 tež. % je voda.

[0018] Jednoslojni grafen oksid je sintetisan u skladu sa postupkom otkrivenim u EP15382123. U principu, procedura se zasniva na modifikovanoj Hamers metodi u kojoj se reakcija oksidacije i proces post-eksfolijacije izvode pomoću mešalice sa visokim smicanjem. Na ovaj način, eksfolijacija grafen oksida se dešava u isto vreme kada se odvija i reakcija, tako da je prinos, sadržaj kiseonika i sadržaj monosloja veći nego kod standardnih metoda mešanja. Jednoslojni grafen oksid dobijen pomenutom metodom je u obliku nanoploča, kako je definisano u ISO/TR 18401:2017. Prema tome, jednoslojni grafen oksid koji se koristi za pripremu adheziva prema predmetnom pronalasku je u obliku ovakvih nanoploča. Pomenuti ISO standard daje definiciju i klasifikaciju nano-objekata, na osnovu njihove veličine i oblika. Nano-objekti se obično opisuju ili grupišu na osnovu dimenzija ograničenih na nanoskalu. Kao takvi, ako je jedna dimenzija u nanoskali, ali su druge dve dimenzije veće od nanoskale, objekti su poznati kao nanoploče. Ako su dve dimenzije u nanoskali, objekti su poznati kao nanovlakna, uključujući nanocevi. Ako su sve tri dimenzije u nanoskalama, objekti su poznati kao nanočestice ili kvantne tačke.

[0019] Smole za zaštitu od vlage mogu da budu, na primer, keton-formaldehid, ureaformaldehid ili rezorcinol.

[0020] U adhezivima na bazi vode prema predmetnom pronalasku, jednoslojni grafen oksid se koristi kao pojačivač za adheziv. Prema tome, sledeći aspekt pronalaska je upotreba jednoslojnog grafen oksida kao pojačivača adhezije za adhezive na bazi vode za proizvodnju laminiranih celuloznih ploča. Takav jednoslojni grafen oksid je u obliku nanoploča kao što je definisano u ISO/TR 18401:2017.

[0021] Poželjne komponente pod 5) su kaustična soda i/ili boraks. Poželjne količine kaustične sode su između 1,5 i 3 tež. % u odnosu na težinu skroba, a boraksa između 1 i 2 tež. % u odnosu na težinu skroba.

[0022] Treći aspekt pronalaska je postupak za proizvodnju adheziva na bazi vode za proizvodnju laminiranih celuloznih ploča prema pronalasku kako je gore definisano, koji obuhvata mešanje skroba, vode i pojačivača lepka, pri čemu je pomenuti pojačivač lepka suspenzija sa između 0,1 tež% i 0,001 tež% jednoslojnog grafen oksida u vodi. Pri čemu je ovaj jednoslojni grafen oksid u vodi poželjno u obliku nanoploča, kao što je definisano u ISO/TR 18401:2017

[0023] Na primer, navedeni postupak obuhvata korake:

a) mešanja skroba u prvi vodeni rastvor uz mešanje i na temperaturi između 20,0°C i 30,0°C, da bi se dobila prva smeša koja sadrži između 20,0 tež% do 40,0 tež.% skroba; i

b) dodavanja pojačivača lepka u navedenu prvu smešu, uz mešanje, pri čemu je pomenuti pojačivač lepka druga vodena baza, koja sadrži između 0,1 tež% i 0,001 tež% monoslojnog grafen oksida, čime se proizvodi druga smeša koja sadrži između 0,1 tež.% - 10<-7>tež% jednoslojnog grafen oksida.

[0024] Druga smeša može da se koristi direktno kao adheziv na bazi vode.

[0025] Koncentracija monoslojnog grafen oksida u navedenoj drugoj smeši može da bude poželjno između 0,001 tež% i 10<-7>tež%, još poželjnije između 10<-5>tež% i 10<-7>tež%, kako bi se smanjili troškovi jednoslojnog grafen oksida u smeši. Kao što je prethodno rečeno, pomenuti monoslojni grafen oksid je poželjno u obliku nanoploča kao što je definisano u ISO/TR 18401:2017

[0026] Prema dadatnim primerima izvođenja, temperatura u koraku a) je između 24,0°C i 26,0°C, poželjno između 24,5°C i 25,5°C.

[0027] Dalji primeri izvođenja obezbeđuju mešanje prve smeše u koraku a) najmanje 20 minuta, i/ili mešanje druge smeše u koraku b) druge smeše najmanje 10 minuta.

[0028] Adheziv može da se priprema različitim postupcima koji su poznati u stanju tehnike.

[0029] Na primer, može da se priprema postupkom koji je poznat kao "Steinhall", koji obezbeđuje dvofazni adheziv koji se sastoji od rastvora skroba napravljenog sa primarnim skrobom, koji se zove nosač, u kome je suspendovan nekuvani sirov skrob, tj. sekundarni skrob. Nosač se priprema kombinovanim dejstvom toplote i kaustične sode na skrobnu kašu.

Ovo obezbeđuje potrebnu viskoznost, zadržavajući vodu neophodnu za želatinizaciju sekundarnog skroba i kontroliše apsorpciju u papire kao i početnu čvrstoću lepljenja.

[0030] Sledeći postupak pripreme koji može da se koristi je proces „bez nosača“. Ovaj proces obezbeđuje jednofazni adheziv. Većina granula skroba je delimično nabubrila, tako da je smeša dovoljno viskozna da se spreči taloženje. Skrobna kaša progresivno nabubri kada je podvrgnuta preciznim toplotnim i alkalnim uslovima i reakcija bubrenja se zaustavlja na potrebnom viskozitetu upotrebom borne kiseline.

[0031] Minocar je sledeći proces koji može da se koristi. Minocar proces je razvoj procesa bez nosača i obezbeđuje dvofazni adheziv, koji se sastoji od primarnog dela u kome je većina granula delimično nabubrela i u kome je suspendovan nekuvani sirovi skrob.

[0032] Sledeći adheziv u koji može da se doda pojačivač lepka prema predmetnom pronalasku je skrob „One-Bag Mix“ (OBM), koji je mešavina nekoliko komponenti koje, kada se pomešaju sa vodom, formiraju Stein- Hall lepak. Glavne komponente su:

- prethodno želatinizirani (kuvan i osušen) skrob koji se rastvara u vodi i formira primarnu, nosačku komponentu lepka;

- nekuvani nativni skrob, koji je sekundarni deo skroba u lepku;

- smeša kalcijum hidroksida i natrijum karbonata, koja formira natrijum hidroksid (kaustičnu sodu) kada se rastvori u vodi;

- prah boraksa.

[0033] Osnovni razlog za korišćenje OBM je njegova lakoća upotrebe, posebno u situacijama kada su postrojenja za pripremu ograničena.

[0034] Sledeći proces je Stein Hall proces, koji daje dvofazni adheziv koji se sastoji od rastvora skroba napravljenog sa primarnim skrobom (približno 10-20 tež% od ukupne količine skroba), koji se naziva nosač, u kome je suspendovan nekuvani sirovi skrob, sekundarni skrob (približno 80-90 tež. % od ukupne količine skroba). Nosač se priprema kombinovanim dejstvom toplote i kaustične sode (oko 1,4 - 3 tež.%) na skrobnu suspenziju. Generalno se dodaje oko 1-2 tež. % boraksa.

[0035] Adheziv prema pronalasku kako je prethodno definisan ili dobijen, može da se koristi, na primer, u proizvodnji laminiranih celuloznih ploča.

[0036] Dodati jednoslojni grafen oksid iznenađujuće i neočekivano poboljšava adhezivna svojstva koja se dobijaju od polimera, npr. skroba, i time poboljšava adhezivna svojstva proizvedenog adheziva. Štaviše, čini se da prisustvo kiseoničnih grupa u grafen oksidu omogućava njegovo dispergovanje unutar adheziva, kako bi se poboljšala njegova adhezivna svojstva.

[0037] Dobijeni adheziv ima smanjeno vreme sušenja u poređenju sa vremenom sušenja adheziva bez grafen oksida. Ovo, pak, rezultira povećanom produktivnošću, jer izrada predmeta sa takvim adhezivom traje kraće.

[0038] Takođe, mehanička svojstva proizvoda na koje se adheziv nanosi, na primer jednozidnog kartona, kartona sa jednostavnim zidom, kartona sa dva zida, itd., takođe su poboljšana zahvaljujući adhezivu. Neka mehanička svojstva su određene FEFCO TESTING metodom br. 9 (https://find-k.ru/images/FEFCO%209.pdf), metodom kojom se pomoću imerzije utvrđuje vodootpornost lepljive veze talasastih laminiranih celuloznih ploča. Takođe je pomoću dinamometra testirano i suvo ljuštenje, odnosno otpornost na odvajanje slojeva celuloze. Detalji su obezbeđeni u primerima i slikama.

[0039] Pored standardnih laminiranih celuloznih ploča, drugi proizvodi takođe mogu da se proizvode sa adhezivom prema predmetnom pronalasku, na primer, poluhemijski papir i plastični papir

Glavna komponenta za proizvodnju talasaste ploče je papir. Prema vrsti primene i svojim svojstvima, papiri koji se koriste za proizvodnju talasaste ploče mogu da se podele u dve grupe:

- Papiri za ravne slojeve – lajneri.

- Papiri za talasaste slojeve – flutinzi.

[0040] Lajneri – u zavisnosti od njihovog proizvodnog procesa i sastava komponenti-spadaju u jednu od dve glavne grupe:

- kraftlajnere,

- testlajnere.

[0041] Kraftlajneri - imaju najbolji parametar čvrstoće od svih lajnera. Sastoje se od celulozne pulpe sa malim dodatkom recikliranih vlakana. Obično je obloga bolje zalepljena i ima veću glatkoću.

[0042] Toplajner (beli kraftlajner) je vrsta kraftlajnera. Njegova obloga je u većini slučajeva napravljena od beljene kraft pulpe, dok je donji sloj od nebeljenog materijala. Za naprednije otiske koriste se beli obloženi kraftlajneri - obloga je uglavnom prevučena pigmentnom bojom za oblogu.

[0043] Testlajneri- su dvoslojni papiri, najčešće napravljeni od 100% otpadnog papira. Testlajner je kombinacija dva sloja. ovakva konstrukcija omogućava upotrebu kraft pulpe za oblogu, a recikliranog vlakna za donji sloj. Zbog odnosa cena skupe celulozne mase i jeftinijeg papirnog materijala, primećujemo kontinuirani rast ovog drugog u recepturama za testlajnere. Oni se sve više u potpunosti prave od recikliranih vlakana. U takvim slučajevima se obloga (gornji sloj) boji da bi se limitirala boja kraft pulpe. Slično kao i kraftlajneri, testlajneri se proizvode sa belom oblogom slične beline. Za naprednije otiske proizvode se obloženi testlajneri, gde se premaz najčešće premazuje pigmentnom bojom za premaz.

[0044] Pored gore opisanih običnih papira, primenjuju se i specijalni papiri sa specifičnim svojstvima. Oni između ostalog uključuju:

- papiri otporni na vlagu – konvertovani kako bi se obezbedila svojstva čvrstoće nakon vlaženja (PN-P-50000:1992),

- papiri nepropusni za masnoću - visoka otpornost na prodiranje masti i masnoće. Neki od ovih papira su posebno otporni na prodiranje gore navedenih supstanci (PN-P-50000:1992),

- papiri obloženi barijerom- sa zaštitnim slojem, npr. od polietilena (PE), koji pokriva jednu ili obe strane papira (PN-EN 26590-1:1993),

- vatrootporni papiri - otporni na plamen i/ili paljenje (PN-P-500000:1992).

[0045] Papir za flutinge (talasaste slojeve) u talasastim pločama se deli u dve grupe:

- fluting na bazi otpada (WBF)

- poluhemijski flutinzi (SC).

[0046] WBF - proizvodi se isključivo od recikliranih vlakana. Da bi se poboljšala mehanička svojstva ovog flutinga, u njegovu strukturu se dodaje skrob. Ovaj proces se popularno opisuje kao vezivanje. Može se vršiti „u stoku“ (tj. dodavanje keljiva – skrob se uvodi u pulpu od otpadnog papira) ili skrob može dodatno da se nanese na površinu papira (nanošenje keljiva na površinu).

[0047] Poluhemijski fluting sadrži oko 70% poluhemijske pulpe, proizvedene od tvrdog drveta (uglavnom breze) u procesu pulpiranja. Preostali deo ove pulpe sastoji se uglavnom od otpadnog papira.

[0048] Adheziv prema predmetnom pronalasku takođe može da se primeni na bilo koji od prethodno pomenutih papira.

[0049] Dalji aspekt pronalaska je postupak za proizvodnju laminirane celulozne ploče, koji obuhvata korake:

i) obezbeđivanje najmanje dva celulozna sloja;

ii) nanošenje, na najmanje deo površine celuloznog sloja, adheziva prema pronalasku koji sadrži jednoslojni grafen oksid;

iii) dovođenje u kontakt površine sledećeg celuloznog sloja sa prvim celuloznim slojem iz koraka ii);

iv) opciono ponavljanje jednom ili više puta koraka ii) i iii), da bi se dobila laminirana celulozna ploča.

[0050] U prethodnom postupku, korak iii) može dalje da obuhvata nanošenje, na najmanje deo površine sledećeg celuloznog sloja, adheziva prema bilo kom od patentnih zahteva 1 do 4. To jest, najmanje deo obe površine koje se lepe jedna za drugu ima na sebi adheziv. Postupci nanošenja adheziva na celulozne slojeve su poznati u tehnici; poželjna metoda je premazivanje valjcima.

[0051] Celulozni slojevi mogu biti, prema jednom primeru izvođenja, papirni ili kartonski slojevi.

[0052] Pronalazak se takođe odnosi na laminiranu celuloznu ploču dobijenu prethodnim postupkom.

[0053] Pronalazak se dalje odnosi na laminiranu celuloznu ploču, koja sadrži od najmanje dva celulozna sloja pričvršćena jedan za drugi, naznačena time što su najmanje dva celulozna sloja pričvršćena jedan za drugi pomoću adheziva prema pronalasku, odnosno, koji sadrži jednoslojni grafen oksid.

[0054] U prethodno pomenutim laminiranim celuloznim pločama, najmanje jedan od celuloznih slojeva može da bude talasasti sloj, čime se dobija talasasta laminirana celulozna ploča.

[0055] U prethodno pomenutim laminiranim celuloznim pločama, najmanje jedan od celuloznih slojeva može da bude laminirani papir.

1

KRATAK OPIS CRTEŽA

[0056] Da bi se kompletirao opis i da bi se obezbedilo bolje razumevanje pronalaska, obezbeđen je set crteža. Navedeni crteži čine sastavni deo opisa i ilustruju primer izvođenja prema pronalasku.

[0057] Crteži sadrže sledeće slike:

Slika 1 prikazuje talasastu laminiranu celuloznu ploču koja sadrži 5 slojeva.

Slika 2 prikazuje talasastu laminiranu celuloznu ploču koja sadrži 3 sloja.

Na slikama 3 i 4 prikazani su rezultati testova suvog ljuštenja izvedenih sa različitim uzorcima:

Slika 3 odgovara testu suvog ljuštenja izvedenom sa talasastom pločom pripremljenom pomoću adheziva bez pojačivača lepka prema pronalasku.

Slika 4 odgovara testu suvog ljuštenja koji je izveden sa valovitom pločom pripremljenom pomoću adheziva koji sadrži pojačivač lepka prema predmetnom pronalasku.

Na slici 5 prikazani su šematski prikazi adheziva dobijenih nekim od prethodno opisanih drugih postupaka pripreme.

Slike 6a i 6b šematski prikazuju korake prethodno opisanog Stein Hall procesa.

DETALJAN OPIS CRTEŽA

[0058] Slika 1 prikazuje talasastu laminiranu celuloznu ploču sa više slojeva, konkretno pet, označenih brojevima 25-29, pričvršćenih jedan za drugi adhezivom, na primer adhezivom prema predmetnom pronalasku, tj. koji sadrži jednoslojni grafen oksid kao pojačivač lepka.

[0059] Talasasta laminirana celulozna ploča sadrži prvi ravan sloj 25, prvi talasasti sloj 26, koji je pričvršćen ispod prvog ravnog sloja 25; drugi ravan sloj 27, koji je pričvršćen ispod prvog talasastog sloja 26; drugi talasasti sloj 28, koji je pričvršćen ispod drugog ravnog sloja 27; i treći ravan sloj 29, koji je pričvršćen ispod drugog talasastog sloja 28. U ovom konkretnom primeru, prvi talasasti sloj 26 ima manji fluting od flutinga drugog talasastog sloja 28. Ovo ni u kom slučaju ne treba smatrati ograničenjem pronalaska, pošto flutinzi različitih talasastih slojeva mogu da budu isti ili različiti.

[0060] Jedna od dve glavne površine prvog i trečeg ravnog sloja 25 i 29 (tj. spoljne obloge) su pričvršćene adhezivom za glavnu površinu prvog i drugog talasastog sloja 26 i 28, respektivno. I drugi ravni sloj 27, i prvi talasasti sloj 26 i drugi talasasti sloj 28 imaju svoje dve glavne površine pričvršćene lepkom za glavnu površinu drugog sloja. U zavisnosti od svojstava adheziva, slojevi su slepljeni sa većim ili manjim prijanjanjem. Adheziv i prianjanje utiču na mehanička svojstva talasaste laminirane celulozne ploče 20, jer otpornost sloja može da bude povećana otpornošću drugih slojeva, što, između ostalog, zavisi od toga koliko su slojevi čvrsto zalepljeni jedan za drugi.

[0061] Lako se uočava da su i druge laminirane celulozne ploče, kako talasaste, tako i one koje to nisu, moguće u obimu predmetnog pronalaska, na primer, talasasta laminirana celulozna ploča koja ima prvi ravan sloj i prvi talasasti sloj, ili koji ima prvi ravan sloj, prvi talasasti sloj i drugi ravan sloj, ili koja ima dodatne ravne i/ili talasaste slojeve, itd. Osim toga, flutinzi talasastih slojeva mogu biti isti ili različiti. Takođe je očigledno da različite vrste papira ili kartona mogu da se koriste za pripremu laminiranih celuloznih ploča, kao što je poluhemijski papir, kraft papir ili plastični papir, na primer.

[0062] Na slici 2 prikazana je talasasta laminirana celulozna ploča koja ima tri sloja, konkretno, koja sadrži prvi ravan sloj, talasasti sloj, koji je pričvršćen ispod prvog ravnog sloja; i drugi ravan sloj, koji je pričvršćen ispod talasastog sloja.

[0063] Na slici 3 prikazana je talasasta laminirana celulozna ploča koja ima tri sloja kao što je opisano u vezi sa slikom 2, pri čemu su slojevi zalepljeni adhezivom koji ne uključuje pojačivač lepka prema predmetnom pronalasku. Kao što se može primetiti, prvi ravan sloj se odvaja od talasastog sloja prilično lako, bez delaminacije sloja, zbog slabog prianjanja slojeva jedan za drugi.

[0064] Na slici 4 je prikazana talasasta laminirana celulozna ploča koja ima tri sloja kao što je opisano u vezi sa slikom 2, pri čemu su slojevi zalepljeni adhezivom koji uključuje pojačivač lepka prema predmetnom pronalasku. Kao što se može primetiti, u ovom slučaju dolazi do delaminacije prvog ravnog sloja (tj. i ravan i talasasti sloj se cepaju), zbog jačeg prianjanja usled pojačivača lepka prema pronalasku koji je sadržan u adhezivu koji se koristi za pričvršćivanje slojeva jedan za drugi.

PRIMERI

[0065] U nastavku teksta, pronalazak će biti dalje ilustrovan pomoću primera i uporednih primera.

Primer 1: Priprema adheziva prema pronalasku

[0066] Lepak se proizvodi na sledeći način: obezbedi se zapremina vode od 1800 L; zapremine vode se zagreva do 25,0°C; dodaje se količina modifikovanog skroba od 550 kg; dobijena smeša se meša 20 minuta; zapremina pojačivača lepka od 1,5 L se dodaje u smešu, pri čemu rastvarač sadrži vodu i 0,01 tež.% jednoslojnog grafen oksida; i dobijena smeša se meša 10 minuta. Tako dobijeni primer adheziva ima približno 0,0000064 tež% jednoslojnog grafen oksida.

Primer 2: Test suvog ljuštenja

[0067] Test suvog ljuštenja je izveden na nekoliko uzoraka talasastih laminiranih celuloznih ploča sa i bez adheziva prema pronalasku, tj. sa i bez jednoslojnog grafen oksida u njemu. U testu suvog ljuštenja, dva sloja zalepljena jedan za drugi se odvajaju. Prosečno opterećenje koje je potrebno da se oni razdvoje po dužini uzorka je zabeleženo i izraženo u N.

[0068] Konkretno, test suvog ljuštenja je izveden na pločama koje sadrže tri sloja, kao što je prikazano na slici 2. To su bila sledeća 3 sloja:

- gornji sloj: ravan sloj: T14; vrsta papira: test, gramaža 140 gr

- unutrašnji sloj: talasasti sloj, fluting SQ15; tip papira: poluhemijski, gramature 150 gr - donji sloj: T14; vrsta papira: test, gramaža 140 gr.

[0069] Uzorak 1 je talasasta laminirana celulozna ploča u skladu sa prethodno navedenim, pripremljena korišćenjem adheziva ili lepka koji ne sadrži pojačivač lepka prema pronalasku.

[0070] Uzorak 2 je talasasta laminirana celulozna ploča u skladu sa prethodno navedenim, pripremljena korišćenjem adheziva ili lepka koji sadrži pojačivač lepka prema pronalasku.

[0071] Rezultati ispitivanja su dati u tabeli 1, gde su navedena dva reda vrednosti: prvi red koji odgovara suvom ljuštenju između gornjeg, ravnog sloja i unutrašnjeg, talasastog sloja; i drugi red koji odgovara suvom ljuštenju između talasastog sloja i donjeg ravnog sloja.

Tabela 1: Poređenje testova suvog ljuštenja između talasastih laminiranih celuloznih ploča sa i bez pojačivača lepka prema predmetnom pronalasku.

1

[0072] U uzorku 2, tj. koji ima pojačivač lepka prema predmetnom pronalasku, suvo ljuštenje između gornjeg ravnog sloja i talasastog sloja dovodi do delaminacije (pogledati sliku 4). Delaminacija je posledica velike čvrstoće lepka, tako da se cepaju i ravni i talasasti slojevi.

[0073] Nasuprot tome, za uzorak 1, tj. uzorak bez pojačivača lepka prema predmetnom pronalasku, za suvo ljuštenje između gornjeg ravnog sloja i talasastog sloja, izmerena sila je bila 7,93 N.

[0074] U testu suvog ljuštenja između talasastog sloja i donjeg ravnog sloja, uzorak 2 zahtevao je silu od 4,74 N za suvo ljuštenje, što je veća sila od sile za suvo ljuštenje uzorka 1 (2,13 N).

[0075] Prema tome, u oba slučaja otpornost na suvo ljuštenje uzorka 2 (koji sadrži pojačivač lepka) je veća od otpornosti uzorka 1 (bez pojačivača lepka) (pogledati sliku 4 u odnosu na sliku 3, delaminacija u odnosu na ljuštenje bez delaminacije).

Primer 3: Određivanje vodootpornosti lepljive veze: FEFCO metoda testiranja br.9

[0076] Takođe je, u skladu sa FEFCO metodom testiranja br.9, testirana vodootpornost lepka imerzijom talasastih laminiranih celuloznih ploča, proizvedenih sa i bez adheziva koji sadrži pojačivač lepka prema predmetnom pronalasku. Vodootpornost lepka talasaste ploče izražava se vremenom tokom koga predefinisana kombinacija linija lepka, potopljenih u vodu, odoleva povlačenju okačenog tereta (koji ima masu od 250 grama) u ravni koja je vertikalna u odnosu na osu celulozne ploče, pod pravim uglom u odnosu na linije lepka.

[0077] Konkretno, test suvog ljuštenja je izveden na pločama koje sadrže pet slojeva, prema prikazanom na slici 1. Pet slojeva, navedeni od gore do dna, su bili sledeći:

- gornji, spoljašnji ravan sloj: T200; tip papira: test, gramaže od 200 gr

- prvi rebrasti sloj: mali fluting, SQ150; tip papira: poluhemijski, gramaže od 150 gr

- unutrašnji sloj (unutrašnji lajner): T140; tip papira: test, gramaže od 140 gr

- drugi talasasti sloj: veliki fluting, SQ150; tip papira: poluhemijski, gramaže od 150 gr

- donji, spoljašnji ravan sloj: T200; tip papira: test, gramaže od 200 gr.

[0078] Uzorak 3 je talasasta laminirana celulozna ploča u skladu sa prethodno navedenim, pripremljena korišćenjem lepka ili adheziva koji ne sadrži pojačivač lepka prema pronalasku.

[0079] Uzorak 4 je talasasta laminirana celulozna ploča u skladu sa prethodno navedenim, pripremljena korišćenjem lepka ili adheziva koji sadrži pojačivač lepka prema pronalasku.

[0080] U tabeli 2 može da se uoči da uzorak 4 (sa adhezivom koji sadrži pojačivač lepka prema predmetnom pronalasku) pokazuje duže vreme pre cepanja, u poređenju sa uzorkom 3 (sa adhezivom koji ne uključuje pojačivač lepka). U ovoj tabeli 2, vodootpornost se meri između svakog para slojeva; takođe je naznačena standardna devijacija izmerenih vremena u različitim testovima.

Tabela 2: Poređenje vodootpornosti lepljive veze između talasastih laminiranih celuloznih ploča sa i bez pojačivača lepka prema predmetnom pronalasku.

[0081] „Cepanje“ u tabeli 1 znači da se papir cepa pre nego što se adheziv odlepi.

[0082] U ovom tekstu, termini prvi, drugi, itd. su ovde korišćeni da opišu nekoliko supstanci ili elemenata, podrazumevaće se da supstance ili elementi ne bi trebalo da budu ograničeni ovim terminima, pošto se termini koriste samo da bi se jedna supstanca ili element razlikovali od druge.

[0083] U ovom tekstu, termin „sadrži“ i njegove derivacije (kao što je „koji sadrži“ itd.) ne treba razumeti u smislu isključivanja, to jest, ove termine ne treba tumačiti tako da isključuju mogućnost da ono što je opisano i definisano može da uključuje dodatne elemente, korake itd.

1

Claims (15)

Patentni zahtevi

1. Adheziv na bazi vode, za proizvodnju laminiranih celuloznih ploča, koji sadrži:

1) vodu;

2) između 20,0 tež% i 40,0 tež% skroba, poželjno kukuruznog skroba, pšeničnog skroba, krompirovog skroba, skroba graška, skroba tapioke ili njihove smeše;

3) opciono, do 10 tež.% najmanje jednog dodatnog polimera, izabranog od prirodnih polimera ili solubilnih sintetičkih polimera;

4) pojačivač lepka, koji sadrži jednoslojni grafen oksid u vodi, u količini takvoj da adheziv na bazi vode sadrži između 0,1 tež% i 10<-7>tež% jednoslojnog grafen oksida; 5) najmanje jednu dodatnu komponentu izabranu od fungicida i biocida, i/ili stabilizatora, sredstava za želatinizaciju, sredstava za zgušnjavanje, sredstava protiv penjenja, sredstava za lepljenje, smola za zaštitu od vlage i reoloških agenasa, u skladu sa polimerom(ima).

2. Adheziv na bazi vode prema patentnom zahtevu 1, naznačen time što je najmanje jedna dodatna komponenta pod 5) boraks i NaOH ili smeša kalcijum hidroksida i natrijum karbonata.

3. Adheziv na bazi vode prema bilo kom od patentnih zahteva 1 do 2, naznačen time što je najmanje jedan dodatni polimer prirodni polimer izabran od biljnih izvora, izvora proteina ili životinjskih izvora, poželjno izabran od dekstrina, skroba ili albumina, ili od bilo kog polimera ekstrahovanog iz kazeina, krvi, ribe, soje, kože ili kostiju.

4. Adheziv na bazi vode prema bilo kom od patentnih zahteva 1 do 3, naznačen time što, najmanje jedan dodatan polimer je solubilan sintetički polimer izabran od polivinil alkohola, celuloznih etara, metilceluloze, karboksimetilceluloze, polivinilpirolidona, urea-formaldehid mešavina i melamin-formaldehid mešavina.

5. Adheziv na bazi vode prema bilo kom od patentnih zahteva 1 do 4, naznačen time što je jednoslojni grafen oksid u obliku nanoploča kao što je definisano u ISO/TR 18401:2017.

6. Upotreba jednoslojnog grafen oksida kao pojačivača lepka za adheziv na bazi vode za proizvodnju laminiranih celuloznih ploča, koje sadrži skrob i opciono najmanje još jedan polimer, pri čemu je najmanje jedan polimer izabran od prirodnih polimera ili solubilnih sintetičkih polimera, pri čemu je adheziv na bazi vode kao što je definisano u bilo kom od patentnih zahteva 1 do 4.

7. Upotreba jednoslojnog grafen oksida prema patentnom zahtevu 6, pri čemu je jednoslojni grafen oksid u obliku nanoploča kao što je definisano u ISO/TR 18401:2017.

8. Postupak za proizvodnju adheziva na bazi vode prema bilo kom od patentnih zahteva 1 do 5, koji obuhvata mešanje skroba, vode i pojačivača lepka, pri čemu je pomenuti pojačivač lepka suspenzija od između 0,1 tež% i 0,001 tež% jednoslojnog grafen oksida u vodi.

9. Postupak prema patentnom zahtevu 8, koji obuhvata korake:

a) mešanja skroba u vodu uz mešanje i na temperaturi između 20,0°C i 30,0°C, da bi se dobila prva smeša koja sadrži između 20,0 tež% do 40,0 tež.% skroba; i

b) dodavanja navedenoj prvoj smeši pojačivača lepka, uz mešanje, pri čemu je navedeni pojačivač lepka suspenzija od između 0,1 tež% i 0,001 tež% jednoslojnog grafen oksida u vodi, čime se proizvodi druga smeša, koja sadrži između 0,1 tež% i 10<-7>tež. % jednoslojnog grafen oksida.

10. Postupak prema patentnom zahtevu 9, naznačen time što se u koraku a) prva smeša meša najmanje 20 minuta, a u koraku b) druga smeša se meša najmanje 10 minuta.

11. Postupak za proizvodnju laminirane celulozne ploče, koji obuhvata korake:

i) obezbeđivanja najmanje dva celulozna sloja;

ii) nanošenja, na najmanje deo površine celuloznog sloja, adheziva prema bilo kom od patentnih zahteva 1 do 6;

iii) dovođenja u kontakt površine sledećeg celuloznog sloja sa prvim celuloznim slojem iz koraka ii), i opciono nanošenja, na najmanje deo površine sledećeg celuloznog sloja, adheziva prema bilo kom od patentnih zahteva 1 do 5.;

iv) opciono, ponavljanja jednom ili više puta koraka ii) i iii), da bi se dobila laminirana celulozna ploča.

12. Postupak prema patentnom zahtevu 11, naznačen time što je celulozni sloj sloj papira ili kartona.

13. Laminirana celulozna ploča, koja sadrži najmanje dva celulozna sloja pričvršćena jedan za drugi, naznačena time što su najmanje dva celulozna sloja pričvršćena jedan za drugi pomoću adheziva prema bilo kom od patentnih zahteva 1 do 5.

1

14. Laminirana celulozna ploča prema patentnom zahtevu 13 ili dobijena postupkom prema bilo kom od patentnih zahteva 11 i 12, naznačena time što je najmanje jedan od celuloznih slojeva talasasti sloj.

15. Laminirana celulozna ploča prema bilo kom od patentnih zahteva 13 i 14, ili dobijena postupkom prema bilo kom od patentnih zahteva 11 i 12, naznačena time što je najmanje jedan od celuloznih slojeva laminirani papir.

1