PL186860B1

PL186860B1 - Papier lub karton w postaci arkuszy lub wstęgi, sposób jego wytwarzania oraz zastosowanie składników skrobiowego i białkowego mąki

Info

Publication number: PL186860B1
Application number: PL96325533A
Authority: PL
Inventors: Kessel Louis P. M. Van; Gerardus H. A. Kuypers; Matheus P. M. Maessen
Original assignee: Roermond Papier Bv
Priority date: 1995-09-15
Filing date: 1996-09-16
Publication date: 2004-03-31
Also published as: EP0850336B1; DE69627870D1; US6022450A; WO1997010385A1; ATE239135T1; DE69627870T2; WO1997010386A1; CZ77498A3; EP0850337A1; AU7099496A; PL325534A1; CZ77398A3; CA2230169A1; PL325533A1; NL1001218C2; CA2230167A1; AU7099596A; EP0850336A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest papier lub karton w postaci arkuszy lub wstęgi zawierający włóknistą matrycę papieru, w której rozprowadzony jest środek modyfikujący właściwości papieru, sposób wytwarzania papieru lub kartonu w postaci arkuszy lub wstęgi oraz zastosowanie składników skrobiowego i białkowego mąki we włóknistej matrycy papieru lub kartonu do poprawiania lub nastawiania właściwości wytrzymałościowych, sztywności, przepuszczalności, właściwości powierzchniowych oraz elastyczności papieru.

Tradycyjnie stosuje się duże ilości skrobi w przemyśle papieru i kartonu. W produkcji powlekanego papieru, który jest głównie stosowany jako papier graficzny w przemyśle papieru wysokogatunkowego, skrobię stosuje się jako między innymi środek wiążący w powłoce. Zwykle tą skrobiąjest skrobia modyfikowana.

Ponadto stosuje się skrobię w mieszaninie do poprawy właściwości wytrzymałościowych, a zwłaszcza właściwości wytrzymałości papieru na sucho. Do tego celu zwykle stosuje się w przemyśle papierniczym anionowe i kationowe pochodne tych skrobi, na których temat

186 860 odnośniki literaturowe można znaleźć na przykład w europejskim opisie patentowym EP-A0543228 oraz w międzynarodowej publikacji WO-A-94/05855.

W związku z tym można wymienić także jako odnośnik literaturowy publikację KirkOthmer w „Encyklopedia of Chemical Technology”, wydanie 3, (1981), John Wiley & Sons, t. 16, strony 803 i następnie, a zwłaszcza strony 814-819.

W najczęstszych obecnie zastosowaniach skrobi jako składnika wzmacniającego włókno, wprowadza się ją albo - w postaci skrobi kationowej - do masy papierowej w mokrej części sposobu wytwarzania papieru, albo nasyca się nią -zwykle w postaci solubilizowanej rodzimej skrobi włóknistą masę papieru w tak zwanej prasie klejarskiej.

Takie znane dodatki poprawiające wytrzymałość są korzystne zarówno z powodów ekonomicznych, jak również z powodów technicznych lub technologicznych, gdyż nadają one papierowi i kartonowi wartość dodatkową. Poza nadawaniem wartości dodatkowej w zwykłych sposobach otrzymywania papieru i kartonu, potrzeba stosowania dodatków w celu zwiększenia wytrzymałości jest szczególnie aktualna w związku ze zwiększonym stosowaniem włókien słabszych, coraz większym wykorzystywaniem makulatury i dalszym zwiększaniem stosowania w tej makulaturze napełniaczy zamiast włókien oraz ze zmniejszającą się dostępnością silnych składników długowłóknistych w papierniczej masie celulozowej.

W rzeczywistości, wynalazek nie ogranicza się do papieru makulaturowego. Wynalazek dotyczy całej dziedziny wytwarzania papieru i kartonu, włącznie z papierem na bazie „pierwotnych włókien”.

Znane dodatki skrobiowe mogą wchodzić w oddziaływania na dużą skalę z grupami celulozowymi włókien papieru. Tak więc, wzrasta liczba wiązań pomiędzy wspólnymi włóknami papieru, co wzmacnia wiązanie włókno-włókno i w związku z tym poprawia właściwości wytrzymałościowe końcowego produktu.

W zwykłych sposobach, w których skrobie są stosowane jako środek wzmacniający, nakładane są ścisłe wymagania na zawartość białka, które może być obecne w stosowanym produkcie skrobiowym. W szczególności, rodzima skrobia (pszeniczna, kukurydziana lub ziemniaczana), stosowana do wytwarzania papieru, jest dostarczana z dodatkowymi wymaganiami technicznymi na maksymalną zawartość białka wynoszącą od 0,3 do 0,5% wagowych, w przeliczeniu na suchą substancję. Przyjmuje się, że większe zawartości białka działają jako zanieczyszczenia i powodują powstawanie bryłek i grudek oraz tworzenie się osadów w układzie. Na przykład, zawiesina glutenu (frakcji białkowej w mące pszenicznej) powoduje powstawanie grudek i tworzenie się piany. Te wady występują w większym stopniu, gdy białka są poddane działaniu podwyższonej temperatury podczas wytwarzania papieru.

Skrobię, która stanowi podstawowy materiał w obecnie stosowanych skrobiowych dodatkach do papieru, otrzymuje się z wielu źródeł roślinnych, na przykład z ziaren, takich jak pszenica, kukurydza i ryz; z roślin bulwiastych, takich jak ziemniaki i tapioka; lub z innych części roślin, takich jak na przykład sago.

Z wyżej wymienionych źródeł roślinnych uwalnia się skrobię przez połączenie etapów mechanicznych, etapów oczyszczania i etapów suszenia. Usuwa się oddzielone frakcje zawierające białko, jak również frakcje innych produktów ubocznych. Oczyszczanie skrobi obejmuje uwalnianie wielu strumieni odpadowych, takich jak strumienie wodne zawierające materiał biologiczny. Te strumienie stanowią coraz większe zagrożenie dla środowiska, ponieważ ich spuszczanie staje się już niemożliwe.

Opisano przykładowo przygotowywanie skrobi stosowanej w przemyśle papierniczym w bardzo dużych ilościach jako środka wzmacniającego włókno i środka usztywniającego papier, a mianowicie otrzymywanie skrobi pszenicznej. Podobne sposoby są stosowane w celu umożliwienia stosowania skrobi z innych źródeł roślinnych w przemyśle papierniczym.

Ziarna pszenicy składają się zasadniczo z dwóch składników. Rdzeń, tak zwany endosperm, składa się głównie ze skrobi i białka. Warstwa zewnętrzna, otręby lub plewy, zawiera głównie celulozę. Stosunek rdzeń/warstwa zewnętrzna wynosi około 80:20.

Te ziarna pszenicy miele się, przy czym plewy oddziela się od rdzenia. Oddzielony endosperm, zawierający około 70 do 80% wagowych skrobi i około 10 do 15% wagowych białka, zwykle nazywa się „mąką”. W zależności od stopnia wyciągu pszenicy otrzymuje się

186 860 mniej lub bardziej czystą mąkę, ponieważ przy tym stopniu wyciągu żadne części poza endospermem nie przechodzą do mąki.

Następnie w produkcji skrobi dla przemysłu papierniczego, białko a zwłaszcza gluten wymywa się z mąki. W ten sposób rozdziela się mąkę na jej dwa główne składniki. Jak wskazano, w tym sposobie wykonuje się niekorzystne ekonomicznie etapy suszenia, część wyjściowej substancji pszenicy nie może być użyta i wytwarzane są strumienie odpadowe, które muszą być dalej przerabiane.

Głównym celem niniejszego wynalazku jest zapewnienie sposobu, w którym optymalnie wykorzystuje się materiały w tym sensie, że możliwie największa frakcja surowca może być użyta do wywarzania papieru.

Powyższy cel wynalazku osiąga się przez wprowadzenie wszystkich składników mąki w sposobie wytwarzania papieru lub kartonu, przy czym ta mąka lub składniki mąki mogą lecz nie muszą być uprzednio modyfikowane przez związanie na nich kationowych lub anionowych grup i bez uprzedniej modyfikacji na sucho takich mieszanin zawierających skrobię oraz białko. Innymi słowy, cel niniejszego wynalazku osiąga się wychodząc z rodzimych mieszanin skrobi i białka, i stosując je w nierozdzielonej postaci. W tym opisie i w zastrzeżenia określenie „mąka” oznacza frakcję pochodzącą z jednego źródła roślinnego lub naturalną mieszaninę białka i skrobi.

Według wynalazku papier lub karton w postaci arkuszy lub wstęgi zawierający włóknistą matrycę papieru, w której rozprowadzony jest środek modyfikujący właściwości papieru, charakteryzuje się tym, że jako środek modyfikujący właściwości papieru zawiera nierozdzielone składniki skrobiowy i białkowy mąki, przy czym te składniki skrobiowy i białkowy mąki pochodzą z jednego i tego samego źródła roślinnego, a ponadto składniki te nigdy nie zostały uprzednio od siebie oddzielone, przy czym składnik skrobiowy mąki stanowi od 0,1 do 8% wagowych, a składnik białkowy mąki stanowi od 0,03 do 2,4% wagowych włóknistej matrycy papieru w przeliczeniu na suchą masę.

Korzystnie składnik skrobiowy mąki stanowi od 2 do 5% wagowych, a składnik białkowy mąki stanowi od 0,2 do 1%o wagowego w przeliczeniu na suchą, masę włóknistej matrycy papieru.

Nierozdzielone składniki skrobiowy i białkowy mąki pochodzą z produktów rolnych, zwłaszcza z roślin strączkowych i ziarna zbóż, takich jak mączka grochowa i mąka pszenna.

Według wynalazku sposób wytwarzania papieru lub kartonu w postaci arkuszy lub wstęgi, zawierającego włóknistą matrycę papieru, w której rozprowadzony jest środek modyfikujący właściwości papieru, w którym roślinne surowce włókniste i/lub inne surowce papiernicze roztwarza się otrzymując masę celulozową, którą miele się dodając ewentualnie substancje pomocnicze, miesza się i rozcieńcza, po czym uzyskaną rzadką zawiesinę wprowadza się na maszynę papierniczą gdzie prowadzi się odwadnianie i formowanie wstęgi papieru, a następnie jej prasowanie i suszenie, po czym tak uzyskaną wstęgę papieru obejmującą włóknistą matrycę papieru poddaje się dalszym operacjom wykańczania, przy czym ewentulnie wstęgę papieru tnie się na arkusze, charakteryzuje się tym, że do włóknistej matrycy papieru przed podaniem jej na maszynę papierniczą dodaje się środek modyfikujący właściwości papieru, który zawiera nierozdzielone składniki skrobiowy i białkowy mąki, przy czym te składniki skrobiowy i białkowy mąki pochodzą z jednego i tego samego źródła roślinnego, a ponadto składniki te nigdy nie zostały uprzednio od siebie oddzielone, przy czym składnik skrobiowy mąki stanowi od 0,1 do 8% wagowych, a składnik białkowy mąki stanowi od 0,3 do 2,4% wagowych włóknistej matrycy papieru w przeliczeniu na suchą masę, przy czym przed wprowadzeniem ich do włóknistej matrycy papieru nierozdzielone składniki skrobiowy i białkowy mąki poddaje się solubilizacji przez degradację za pomocą nadsiarczanu amonu (APS) oraz proteazy, lub za pomocą nadsiarczanu amonu (APS) oraz amylazy, lub za pomocą nadsiarczanu amonu (APS) oraz kwasu, lub za pomocą amylazy i proteazy, a następnie solubilizowane składniki skrobiowy i białkowy mąki jednoetapowo wprowadza się do włóknistej matrycy papieru.

Korzystnie w etapie solubilizacji przez degradację nierozdzielone składniki skrobiowy i białkowy mąki poddaje się obróbce za pomocą chemicznego i/lub enzymatycznego środka

186 860 degradującego łańcuch skrobi, a następnie solubilizowane nierozdzielone składniki skrobiowy i białkowy mąki wprowadza się do włóknistej matrycy papieru.

Korzystnie stosuje się nierozdzielone składniki skrobiowy i białkowy mąki, w których składnik białkowy mąki, przed poddaniem go solubilizacji, uprzednio poddaje się deamidacji za pomocą kwasu dodawanego do obu nierozdzielonych składników, przeprowadzając go w postać rozpuszczalną w wodzie.

Korzystnie przed wprowadzeniem ich do włóknistej matrycy papieru do nierozdzielonych składników skrobiowego i białkowego mąki dodaje się kwas tworząc zakwaszoną mieszaninę, po czym do tej mieszaniny dodaje się nadsiarczan amonu (APS).

Korzystnie przed wprowadzeniem ich do włóknistej matrycy papieru do nierozdzielonych składników skrobiowego i białkowego mąki dodaje się proteazę tworząc mieszaninę, po czym do tej mieszaniny dodaje się nadsiarczan amonu (APS) .

Korzystnie przed wprowadzeniem ich do włóknistej matrycy papieru do nierozdzielonych składników skrobiowego i białkowego mąki dodaje się proteazę oraz amylazę, i mieszaninę ogrzewa się.

W sposobie według wynalazku poddane obróbce nierozdzielone składniki skrobiowy i białkowy mąki korzystnie ogrzewa się przed wprowadzeniem ich do włóknistej matrycy papieru.

Do zakwaszenia nierozdzielonych składników skrobiowego i białkowego mąki korzystnie stosuje się kwas octowy lub kwas cytrynowy.

W sposobie według wynalazku materiał roślinny o dużej zawartości skrobi i białka, korzystnie ziarno zbóż, poddaje się całkowitemu przerobowi, w którym materiał roślinny rozdziela się na frakcję (a) składającą się zasadniczo z materiału celulozowego i na frakcję (b) składającą się zasadniczo z nierozdzielonych składników białkowego i skrobiowego mąki, przy czym te składniki skrobiowy i białkowy mąki pochodzą z jednego i tego samego źródła roślinnego, a ponadto składniki te nigdy nie zostały uprzednio od siebie oddzielone, następnie frakcję (a) wprowadza się do wyjściowej masy celulozowej tworząc mieszaną włóknistą masę papierową, a frakcję (b) poddaje się obróbce za pomocą nadsiarczanu amonu (APS) oraz proteazy, lub za pomocą nadsiarczanu amonu (APS) oraz amylazy, lub za pomocą nadsiarczanu amonu (APS) oraz kwasu, lub za pomocą amylazy i proteazy, solubilizując nierozdzielone składniki białkowy i skrobiowy mąki, po czym solubilizowaną frakcję (b) przed podaniem jej na maszynę papierniczą wprowadza się do mieszanej włóknistej masy papierowej w etapie, w którym wprowadza się dodatki wzmacniające włókno.

Według wynalazku sposób wytwarzania papieru lub kartonu w postaci arkuszy lub wstęgi, zawierającego włóknistą matrycę papieru, w której rozprowadzony jest środek modyfikujący właściwości papieru, w którym roślinne surowce włókniste i/lub inne surowce papiernicze roztwarza się otrzymując masę celulozową, którą miele się dodając ewentualnie substancje pomocnicze, miesza się i rozcieńcza, po czym uzyskaną rzadką zawiesinę wprowadza się na maszynę papierniczą, gdzie prowadzi się odwadnianie i formowanie wstęgi papieru, a następnie jej prasowanie i suszenie, po czym tak uzyskaną wstęgę papieru obejmującą włóknistą matrycę papieru poddaje się dalszym operacjom wykańczania, przy czym ewentulnie wstęgę papieru tnie się na arkusze, charakteryzuje się tym, że do włóknistej matrycy papieru podczas operacji wykańczania papieru na prasie klejarskiej wprowadza się środek modyfikujący właściwości papieru, który zawiera nierozdzielone składniki skrobiowy i białkowy mąki, przy czym te składniki skrobiowy i białkowy mąki pochodzą z jednego i tego samego źródła roślinnego, a ponadto składniki te nigdy nie zostały uprzednio od siebie oddzielone, przy czym składnik skrobiowy mąki stanowi od 0,1 do 8% wagowych, a składnik białkowy mąki stanowi od 0,3 do 2,4% wagowych włóknistej matrycy papieru w przeliczeniu na suchą masę, przy czym przed wprowadzeniem ich do włóknistej matrycy papieru nierozdzielone składniki skrobiowy i białkowy mąki poddaje się solubilizacji przez degradację za pomocą nadsiarczanu amonu (APS) oraz proteazy, lub za pomocą nadsiarczanu amonu (APS) oraz amylazy, lub za pomocą nadsiarczanu amonu (APS) oraz kwasu, lub za pomocą amylazy i proteazy, a następnie solubilizowane składniki skrobiowy i białkowy mąki jednoetapowo wprowadza się do włóknistej matrycy papieru.

186 860

Korzystnie w etapie solubilizacji przez degradację nierozdzielone składniki skrobiowy i białkowy mąki poddaje się obróbce za pomocą chemicznego i/lub enzymatycznego środka degradującego łańcuch skrobi, a następnie solubilizowane nierozdzielone składniki skrobiowy i białkowy mąki wprowadza się do włóknistej matrycy papieru przy użyciu prasy klejarskiej prowadząc etap powierzchniowego zaklejania papieru.

Korzystnie przed wprowadzeniem ich do włóknistej matrycy papieru do nierozdzielonych składników skrobiowego i białkowego mąki dodaje się proteazę tworząc mieszaninę, po czym do tej mieszaniny dodaje się nadsiarczan amonu (APS).

W sposobie według wynalazku materiał roślinny o dużej zawartości skrobi i białka, korzystnie ziarno zbóż, poddaje się całkowitemu przerobowi, w którym materiał roślinny rozdziela się na frakcję (a) składającą się zasadniczo z materiału celulozowego i na frakcję (b) składającą się zasadniczo z nierozdzielonych składników skrobiowego i białkowego mąki, przy czym te składniki skrobiowy i białkowy mąki pochodzą z jednego i tego samego źródła roślinnego, a ponadto składniki te nigdy nie zostały uprzednio od siebie oddzielone, następnie frakcję (a) wprowadza się do wyjściowej masy celulozowej tworząc mieszaną włóknistą masę papierową, a frakcję (b) poddaje się obróbce za pomocą nadsiarczanu amonu (APS) oraz proteazy, lub za pomocą nadsiarczanu amonu (APS) oraz amylazy, lub za pomocą nadsiarczanu amonu (APS) oraz kwasu, lub za pomocą amylazy i proteazy, solubilizując nierozdzielone składniki skrobiowy i białkowy mąki, po czym solubilizowaną frakcję (b) przed podaniem jej na maszynę papierniczą wprowadza się do mieszanej włóknistej masy papierowej w etapie, w którym wprowadza się dodatki wzmacniające włókno.

Według wynalazku zastosowanie składników skrobiowego i białkowego mąki we włóknistej matrycy papieru lub kartonu do poprawiania lub nastawiania właściwości wytrzymałościowych, sztywności, przepuszczalności, właściwości powierzchniowych oraz elastyczności papieru, charakteryzuje się tym, że stosuje się nierozdzielone składniki skrobiowy i białkowy mąki pochodzące z jednego i tego samego źródła roślinnego, przy czym składniki te nigdy nie zostały uprzednio od siebie oddzielone, a ponadto nierozdzielone składniki skrobiowy i białkowy mąki uprzednio poddaje się solubilizacji przez degradację za pomocą nadsiarczanu amonu (APS) oraz proteazy, lub za pomocą nadsiarczanu amonu (APS) oraz amylazy, lub za pomocą nadsiarczanu amonu (APS) oraz kwasu, lub za pomocą amylazy i proteazy.

A zatem przedmiotem wynalazku jest w szczególności papier lub karton zawierający składniki mąki rodzimej we włóknistej matrycy papieru. Ponadto, przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania papieru lub kartonu, w którym mąka jest zasadniczo poddana uprzedniej obróbce, w wyniku której skrobia i białko są solubilizowane, po czym nierozdzielone składniki mąki poddane obróbce są jednoetapowo wprowadzane razem do matrycy papier/włókno. Przedmiotem wynalazku jest ponadto sposób, w którym roślinne źródła skrobi mogą być wykorzystane w całości w przemyśle papierniczym bez wytwarzania produktów odpadowych.

186 860

Tak więc, przedmiotem wynalazku jest papier lub karton zawierający we włóknistej matrycy papieru białko i skrobię pochodzące co najmniej częściowo z tego samego źródła. Ponadto przedmiotem wynalazku jest papier lub karton, w którym wszystkie składniki z roślinnych źródeł skrobi/białka zostały przetworzone.

Stwierdzono, że w wyniku zastosowania pewnej ilości mąki w sposobie według wynalazku można otrzymać papier, który ma zasadniczo takie same właściwości, jak papier, w którym zastosowano w przybliżeniu taką samą ilość skrobi. Innymi słowy, funkcję części zwykle wymaganej skrobi może przejąć frakcja białka w mące, jakkolwiek według stanu techniki uważa się, że to nadaje niekorzystne właściwości. Oprócz korzyści ekonomicznych - mąka jest tańsza niż skrobia przygotowana z niej - uzyskuje się także korzyści technologiczne i środowiskowe, ponieważ nie muszą być przeprowadzane żadne etapy suszenia lub oczyszczania, i/lub ponieważ nie wytwarza się przy tym żadnych strumieni odpadów koniecznych do usunięcia.

Papier według wynalazku zawiera korzystnie co najmniej 0,1% wagowych, korzystniej co najmniej 0,3% wagowych, a zwykle od 0,3 do 8% wagowych skrobi i co najmniej 0,03% wagowych, korzystnie od 0,05% wagowych do 2,4% wagowych, zwykle od 0,05 do 1% wagowego białka we włóknistej matrycy papieru, w przeliczeniu na masę suchej substancji. Jeśli stosuje się poniżej podanych minimalnych zawartości białka i skrobi, to uzyskane korzyści według wynalazku są zbyt małe, albo konieczne jest zastosowanie innych zwykłych substancji pomocniczych dla uzyskania pożądanych właściwości papieru. Stwierdzono natomiast, że gdy użyje się powyżej 8% wagowych skrobi i powyżej 1% wagowego białka, to otrzymuje się papier o bardzo dużej wartości dodanej, lecz często sposób ten staje się mniej atrakcyjny z ekonomicznego punktu widzenia.

Korzystnie do włóknistej matrycy papieru wprowadza się od 2 do 5% wagowych skrobi oraz od 0,2 do 1% wagowego białka, ponieważ w ten sposób łączy się zalety wynalazku z korzystną ceną wytwarzania.

Według wynalazku frakcja białka i skrobi co najmniej częściowo pochodzi z tego samego źródła roślinnego. Jako źródła roślinne, które mogą być użyte do tego celu, można wymienić źródła o dużej zawartości skrobi, a także białka, na przykład nasiona, takie jak fasola, groch i zboża, na przykład ziarna pszenicy, kukurydzy i ryżu; a także inne części roślin o dużej zawartości skrobi. W niniejszym opisie i zastrzeżeniach produkty te są nazywane „mąką”.

Korzystnie mąkę pochodzącą z ziaren lub z roślin strączkowych, korzystniej mąkę pszeniczną, wprowadza się do włóknistej matrycy papieru lub kartonu. Dużą zaletą, stosowania mąki pochodzącej z ziaren lub roślin strączkowych jest fakt, że z ekonomicznego punktu widzenia do zastosowania według wynalazku ten surowiec jest bardziej atrakcyjny niż zwykle stosowana skrobia. Obecnie na przykład cena mąki pszennej wynosi około połowy ceny rodzimej skrobi pszenicznej.

Ponadto z powodu pominięcia etapu rozdzielenia mąki na składnik skrobiowy i białkowy, zmniejsza się znacznie zapotrzebowanie na energię, częściowo z tego powodu, że nie prowadzi się żadnych etapów suszenia.

Mąka pochodząca z ziaren lub roślin strączkowych, a w szczególności mąka pszenna, jest stosowana w ilości korzystnie od 2 do 5% wagowych w przeliczeniu na masę suchej substancji.

Mąki pszennej nie można wprowadzać do papieru bezpośrednio. Przy takich próbach występują wady znane ze stanu techniki - duże osadzanie się, zbrylanie, tworzenie ciasta i tworzenie się piany. Stwierdzono, że trudności te nie występują, gdy wstępnie mąka poddana jest co najmniej obróbce znanej dla rodzimej skrobi w przemyśle papierniczym.

Jak wie fachowiec, do zastosowania w prasie klejarskiej potrzebny jest produkt rozpuszczony w wodzie i mający lepkość Brookfielda poniżej 100 cP. Taki roztwór (właściwe jest rozpoczynanie od zawiesiny mąki o stężeniu 10% wagowych) może być otrzymany przez wstępną obróbkę mąki pszennej za pomocą chemicznego i/lub enzymatycznego środka degradującego łańcuch skrobi w celu otrzymania lepkości w wymienionym powyżej zakresie. Można na przykład poddać mąkę degradacji nadsiarczanem amonu (APS) znanym dla rodzimej skrobi, ewentualnie w obecności kwasu, na przykład kwasu octowego lub kwasu cytrynowe10

186 860 go. Obecność kwasu w tej odmianie sposobu według wynalazku jest na przykład potrzebna przy wychodzeniu z mąki pszennej, co przedstawiono w przykładzie II. Inne sposoby obróbki za pomocą amylaz lub ich mieszanin z nadsiarczanem amonu (APS), są ewentualnie uzupełnione etapem modyfikacji białka, przykładowo za pomocą propylaz.

Podczas gdy wiadomo, że obróbka w prasie klejarskiej wymaga według stanu techniki lepkości roztworów rodzimej skrobi korzystnie od około 30 do 80 cP, to lepkość tak mała jak 15 cP wystarcza, w przypadku użycia mąki. Z poniższego przykładu I widać, że otrzymuje się papier o takiej samej jakości jak w przypadku stosowania samej skrobi.

W rzeczywistości jest także możliwe usunięcie przeszkadzających właściwości spowodowanych przez składnik białkowy w mące przez zasadniczą degradację tego składnika białkowego i zgodnie z tym bardziej efektywne wykorzystanie składnika białkowego. Jednakże ta odmiana nie ma szeregu zalet niniejszego wynalazku.

Holenderskie zgłoszenie patentowe nr 1001218 opisuje, że białka mogą poprawiać właściwości wytrzymałościowe papieru i kartonu i ponadto mają dużo zalet, gdy są obecne we włóknistej matrycy papieru. W szczególności białka nadają między innymi, poza poprawionymi wartościami sztywności wartości SCT (z „krótkotrwałej próby ściskania”), odporności na zgniatanie (wartość SCT), wartości RCT (RcT od „Ring Crush Test”), w próbie zgniatania pierścienia i wartości CMT („Concora Medium Test”) i wartości wytrzymałościowe - między innymi ciśnienie przepuklenia, wytrzymałość na rozrywanie - które to wartości są miarą specyficznych właściwości wytrzymałościowych papieru w szczególności do wytwarzania płyt falistych, istnieją możliwości optymalizacji i poprawy innych właściwości konstrukcyjnych papieru takich jak sztywność, właściwości przetwórczych, takich jak zginalność, zgniatanie i właściwości funkcjonalnych, takich jak przepuszczalność gazów i cieczy. Ponadto, zastosowanie białek do wytwarzania papieru umożliwia optymalizację i ulepszenia w zakresie ogólnej kontroli procesu, stosowania surowców i materiałów pomocniczych i zapotrzebowania na energię. Ponadto można kontrolować wyżej wymienione właściwości i w zależności od warunków wytwarzania i warunków stosowania, na przykład warunków klimatycznych, przy czym nie odbywa się to kosztem możliwości wtórnego przetwarzania wyrobu papierowego i wydajności procesu produkcyjnego.

Obecnie stwierdzono, że korzyści wymienione w holenderskim zgłoszeniu patentowym nr 100001218 można także uzyskać przez zastosowanie w papierze nierozdzielonych składników mąki zgodnie ze sposobem według wynalazku. W tym celu należy wykonać nie tylko obróbkę jednostopniową znaną dla skrobi rodzimej, a także drugą obróbkę dla zastosowania mąki pszennej w prasie klejarskiej, przy czym tą drugą obróbkę stanowi reakcja deamidacji i/lub częściowej proteolizy. Ta druga obróbka nadaje lepszą rozpuszczalność w wodzie glutenowi pszenicy i może być wykonana termochemicznie (ogrzewanie w kwasie), jak również w sposób enzymatyczny (proteaza).

W korzystnej odmianie wynalazku na mąkę pszenną, działa się kwasem oraz nadsiarczanem amonu (APS) w temperaturze około 85 do 95°C. Oprócz degradacji skrobi obróbka ta daje jednocześnie przetwarzanie białka.

Z podanych poniżej przykładów wynika, że występują efekty synergetyczne, gdy mieszanina skrobi i białka jest przygotowana bez rozdzielania i stosowana w sposobie według wynalazku. Wpływ mąki na właściwości wytrzymałościowe i sztywność papieru jest tak duży, a czasem nawet większy, niż wpływ w przybliżeniu równej wagowo frakcji skrobi rodzimej poddanej zwykłej obróbce i zastosowanej.

Stwierdzono, że przez wprowadzanie cząsteczek białka i skrobi do włóknistej matrycy papieru, można modyfikować szczególnie sztywność oraz właściwości wytrzymałościowe, jak również je kontrolować.

Właściwości papieru są ważne nie tylko w odniesieniu do papierów pakowych z recylkulowanego materiału, ale także w odniesieniu do pełnego kartonu i różnych rodzajów papieru na bazie „włókna pierwotnego”.

W celu otrzymania dobrego produktu papierowego jest ważne, aby cząsteczki białka i/lub skrobi znajdowały się w arkuszu papieru. Optymalizacja wiązania włókno-włókno w papierze, za pomocą którego prawdopodobnie można wyjaśnić uzyskane korzyści, może

186 860 mieć miejsce tylko wtedy, gdy dostateczna ilość materiału białkowego i/lub skrobiowego jest obecna na włóknach, we włóknach i między włóknami. W ten sposób masa włókien papieru oraz frakcja białka i skrobi tworzą całość, nie można wyróżnić wyraźnie odgraniczonych mas skrobii i mas włókien papieru.

Korzyści ze stosowama białka łącznie ze skrobią w masie papieru zależą czasami nawet w dużym stopniu, od miejsca i sposobu nakładania i rodzaju wprowadzonego białka. Po zapoznaniu się z opisem niniejszego wynalazku fachowiec potrafi dopasować sposób wytwarzania papieru, włącznie ze stosowanymi surowcami i materiałami pomocniczymi w zależności od życzeń odbiorcy i/lub użytkownika i od warunków.

Te wyżej wymienione sposoby przetwarzania mąki zwykle i głównie przenoszą frakcję białkową do roztworu, podczas gdy skrobiąjest solubilizowana i degradowana. Obróbkę mąki można wykonywać periodycznie lub w sposób ciągły.

Wynalazek dotyczy ponadto sposobu wytwarzania papieru lub kartonu, obejmującego co najmniej jeden etap, w którym białka i skrobia, to jest produkt otrzymany bez rozdzielenia z naturalnego produktu mieszaniny białek i skrobi, ewentualnie po poddaniu opisanej powyżej obróbce, analogicznie do obróbki wykonanej z rodzimą skrobią jest wprowadzony do włóknistej matrycy papieru.

W zwykłych sposobach wytwarzania papieru pierwsza obróbka polega na tak zwanym roztwarzaniu - czyli przygotowaniu masy celulozowej w wyniku zawieszenia materiałów włóknistych w ewentualnie recyrkulowanym papierze. W dużej kadzi przy użyciu energii mechanicznej i zwykle z jednoczesnym mieszaniem i ogrzewaniem, normalnie parą lub ciepłą wodą wprowadza się do wody materiał włóknisty. W wyniku przerobu mechanicznego i fizycznego materiał włóknisty zostaje rozpuszczony lub zdyspergowany z utworzeniem ciekłej brzeczki. Następnie poddaje się masę celulozową kilku obróbkom. Na przykład czyści się masę celulozowa przez usunięcie z niej nieprzydatnego niewłóknistego materiału. Ponadto, jeśli to jest potrzebne, wykonuje się obróbkę włókną takąjak mielenie. W końcu wprowadza się masę celulozową o określonym stężeniu do maszyny papierniczej, w której wytwarza się papier z masy celulozowej.

Zgodnie z wynalazkiem w sposobie wytwarzania papieru prowadzi się etap, w którym białka i skrobię wprowadza się do włóknistej matrycy papieru.

Podczas przechodzenia w tym sposobie od kadzi z masą celulozową do maszyny papierniczej można wprowadzać substancje pomocnicze, włącznie z mieszaniną skrobi i białka stosowaną według wynalazku, korzystnie mąkę pszenną. Ponadto po utworzeniu arkuszy można na nie nanieść materiał skrobiowo-białkowy i następnie - za pomocą specjalnej obróbki - wprowadzić go do włóknistej matrycy.

Ponadto, podczas wytwarzania arkuszy papieru można wprowadzać roztwory skrobiowo-białkowe do warstwy papieru lub pomiędzy różne warstwy papieru, jeśli są takie, na przykład przez natryskiwanie lub spienianie. Materiał skrobiowo-białkowy można także wprowadzać do masy włóknistej za pomocą obróbki powierzchniowej lub przez nasycanie już utworzonego papieru, na przykład i korzystnie za pomocą obróbki na prasie klejarskiej. W końcu istnieje także możliwość nakładania materiału skrobiowo-białkowego na wstęgę suchego papieru przez natryskiwanie lub innymi znanymi sposobami nanoszenia.

W korzystnej odmianie sposobu według wynalazku wprowadza się mieszaniny skrobi i białka do papieru przy użyciu prasy klejarskiej. Podczas obróbki w prasie klejarskiej - obróbki stosowanej zwykle w przemyśle papierniczym i dlatego znanej fachowcom - roztwór lub zawiesinę zawierającą stosowaną mieszaninę skrobi i białka jest wprasowywany na drodze walcowania. Obróbkę w prasie klejarskiej można wykonać jednostronnie na górnej lub dolnej stronie wstęgi papieru, a także dwustronnie.

W szczególności do zastosowania na prasie klejarskiej większe stężenia białka i skrobi mają zaletę ze względu na otrzymywanie maksymalnych właściwości i zużywaną przy tym mniejszą energię suszenia.

W powyższych technikach jest zawsze ważne, aby co najmniej część białek i skrobi znajdowała się w bliskim kontakcie z włóknami we włóknistej matrycy papieru.

186 860

Ponadto możliwe jest wprowadzenie, oprócz wspólnego wprowadzenia mieszaniny skrobi i białka, dodatkowych ilości skrobi lub białka. Może to się odbywać w tym samym miejscu przez zastosowanie tej samej techniki, lecz także w innych miejscach sposobu wytwarzania papieru.

Przedmiotem wynalazku jest zatem zastosowanie nierozdzielonych składników skrobiowego i białkowego mąki we włóknistej matrycy papieru w celu poprawy i ukierunkowania takich właściwości papieru jak wytrzymałość, sztywność, przepuszczalność, właściwości powierzchniowe i elastyczność. Ponadto frakcja mąki poddana obróbce sposobem według wynalazku może być zastosowana jako klej do utrwalenia fal w kartonie falistym.

Przedmiotem wynalazku jest także zastosowanie w nim materiałów zawierających skrobię oraz białko w celu uzyskania pożądanych właściwości papieru, przy czym tylko frakcja skrobi jest modyfikowana chemicznie lub enzymatycznie. Jeśli materiał wyjściowy zawiera oprócz skrobi na przykład rozpuszczalne w wodzie białka, to nie jest konieczne modyfikowanie tych białek w celu wytworzenia klejonki o dobrych właściwościach przetwórczych i właściwościach wzmacniających. Przykładem ich jest mąka grochowa, której białka są rozpuszczalne w środowisku alkalicznym.

Ponadto do wzmacniania papieru można stosować tylko frakcję skrobiową materiałów zawierających skrobię i białko. Z jednej strony może to spowodować ze względu na fakt, że białko bez modyfikacji jest rozpuszczalne w wodzie, że jest ono wprasowane przez papier podczas obróbki papieru, lub, obecne w matrycy papieru, nie wpływa na właściwości papieru. Z drugiej strony białko może być modyfikowane zbyt daleko i w konsekwencji także nie wpływać na właściwości papieru. W najbardziej skrajnym przypadku białko jest zdegradowane do aminokwasów. Zaletą tego jest to, że nie można ustalić ostrej granicy stopnia przetwarzania białka, dzięki czemu konwersja materiału zawierającego skrobię i białko do odpowiedniego wymiaru nie jest procesem bardzo ograniczonym.

W końcu szczególnie korzystnym przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania papieru, w którym materiał roślinny zawierający jako główne składniki białko i skrobię, korzystnie ziarno, ulega całkowitemu przetworzeniu, który to sposób obejmuje rozdzielenie materiału roślinnego na (a) frakcję składającą się zasadniczo z materiału celulozowego i (b) frakcję składającą się zasadniczo z materiału skrobiowego i białkowego, wprowadzenie frakcji (a) do zwykłej wyjściowej masy włókien papieru, na przykład podczas przygotowywania masy celulozowej, oraz wprowadzenie frakcji (b) do etapu, w którym wprowadza się włókniste dodatki wzmacniające. Frakcja wprowadzana na etapie, w którym wprowadzane są włókniste dodatki wzmacniające, jest poddawana obróbce według sposobu opisanego powyżej. W szczególności, w tym aspekcie wynalazku można całkowicie zemleć źródło roślinnego białka i skrobi, na przykład ziarno pszenicy, i zastosować zmielony produkt bezpośrednio - po modyfikacji analogicznej do rodzimej skrobi i ewentualnie po modyfikacji, w której właściwości białka są optymalizowane - jako włóknisty składnik wzmacniający, poprawiający jakość i zastosowanie resztkowych produktów, takich jak plewy, bezpośrednio jako materiał włóknisty. Modyfikacja mąki może polegać na termochemicznej konwersji, na przykład przy użyciu nadsiarczanu amonu (APS) i/lub kwasu, na przykład kwasu cytrynowego, ewentualnie w połączeniu z modyfikacją enzymatyczną przy użyciu na przykład amylazy i/lub proteazy.

Obecnie wynalazek będzie przedstawiony za pomocą następujących przykładów.

Przykład I.

W tym przykładzie badano wpływ stosowania mąki na właściwości papieru. Zastosowano mąkę o nazwie handlowej IJsvogeł, firmy Meneba z Holandii. Mąka ta miała zawartość wilgoci wynoszącą 13,5% wagowych. Mąka ta zawierała około 10% wagowych glutenu oraz około 89,5% wagowych skrobi w przeliczeniu na masę suchego produktu. W tym celu zawiesiny mąki i - dla porównania - rodzimej skrobi wprowadzono na papier stosując sposób według wynalazku z wykorzystaniem prasy klejarskiej. W przykładzie tym mąkę stosowano w ilości 4% wagowych lub w ilości 0,04 g mąki na jeden gram papieru.

Roztwory wyżej wymienionych makrocząsteczek nastawiono na pożądaną lepkość przez poddanie zarówno frakcji skrobi, jak również frakcji mąki poddanej degradacji przy użyciu nadsiarczanu amonu (APS) w temperaturze 95°C. Aby uniknąć zakłóceń przy stoso186 860 waniu prasy klejarskiej, lepkość zawiesiny skrobi powinna wynosić 30 do 40 cP; dobre wyniki z zawiesiną skrobi uzyskuje się już przy lepkości 15 cP.

Roztwory zawierające makrocząsteczki wprowadzano na papier (recyrkulowany papier; D-Liner; Roermond Papier) za pomocą laboratoryjnej prasy klejarskiej (Einlehner, szybkość 30 m/min; temperatura 70°C, ciśnienie 200 kPa).

Wartość SCT oraz wpółczynnik przepuklenia oznaczono zgodnie z normami. Wartość SCT jest maksymalna siłą ściskania na jednostkę, jaką badany pasek może wytrzymać w określonych warunkach do zniszczenia paska. W tym przykładzie oznaczenie SCT wykonano prostopadle do maszynowego kierunku papieru. Wartość SCT podawano w kN/m.

Współczynnik przepuklenia oznaczano na podstawie pomiaru ciśnienia przepuklenia. Ciśnienie przepuklenia jest to ciśnienie wywierane na kawałek papieru w chwili, gdy papier pęka. Współczynnik przepuklenia (wyrażany w kPa) jest równy ciśnieniu przepuklenia pomnożonemu przez 100 i podzielonemu przez gramaturę (g/m²).

Wyniki podano w poniższej tabeli 1.

Tabela 1. Wzrost wartości SCT i współczynnika przepuklenia w stosunku do próby kontrolnej podczas stosowania mąki lub samej skrobi.

	Wartość SCT, kN/m	Współczynnik przepu^enia, kPa
skrobia	0,75	48
mąka	0,65	42

Stwierdzono, że zastosowanie mąki daje prawie taki sam wrost wartości SCT oraz współczynnika przepuklenia jak sama skrobia. Ponadto można wpływać na właściwości wytrzymałościowe papieru przez zastosowanie zawiesiny mąki o różnej lepkości.

Przykład II: wstępne obróbki zawiesin mąki.

A) działanie obojętnym nadsiarczanem amonu (APS).

Zawiesinę 694 g mąki IJsvogel w 1306 g wody (50°C) mieszano w zlewce. Dodano

2.16 g nadsiarczanu amonu (APS), a następnie mieszano przez kolejne 30 minut w temperaturze 50°C. Otrzymany roztwór rozcieńczono do roztworu o stężeniu 10%o wagowych. Ogrzewano w temperaturze 75°C przez 30 minut, a następnie całość ogrzewano do wrzenia na łaźni wodnej przez kolejne 60 minut.

B) obróbka kwasem oraz nadsiarczanem amonu (APS)

Zawiesinę 232 g mąki IJsvogel w 1309 g wody mieszano w zlewce. Dodano kwas cytrynowy do pH 4, a następnie wprowadzono 0,72 g nadsiarczanu amonu (APS). Następnie ogrzewano mieszaninę do wrzenia na łaźni wodnej przez kolejne 60 minut.

C) obróbka nadsiarczanem amonu (APS) oraz proteazą

Zawiesinę 694 g mąki IJsvogel w 1306 g wody (50°C) mieszano w zlewce. Dodano 1000 (0.1 Neutrase (NovoNordisk), a następnie mieszano przez kolejne 30 minut w temperaturze 50°C. Otrzymany roztwór rozcieńczono do roztworu o stężeniu 10% wagowych. Dodano

2.16 g nadsiarczanu amonu (APS). Całość ogrzewano do wrzenia na łaźni wodnej przez kolejne 60 minut.

D) obróbka za pomocą amylazy i proteazy

Zawiesinę 694 g mąki IJsvogel w 1306 g wody (50°C) mieszano w zlewce. Dodano 933 μ l α-amylazy Ban i 1000 μχΐ Neuarase (obo odczynniki ffirmy NovoNdrdisk), a ntętępnie mieszano przez kolejne 30 minut w temperaturze 50°C. Otrzymany roztwór rozcieńczono do roztworu o stężeniu 10% wagowych. W ciągu 30 minut podwyższono temperaturę do 75°C. Następnie całość ogrzewam do wrzenia na łaźni wodnej przez kolejne 30 minut.

Oznaczono lepkość Brookfielda (cP) tych czterech zawiesin. Wyniki pomiarów podano w poniższej tabeli.

186 860

Tabela 2

	Lepkość Brookfielda, cP
A APS	-	700
B APS	kwas cytrynowy	40
CAPS	proteaza	40
D α-amylaza	proteaza	25

Roztwory mąki o lepkości poniżej 100 cP mogły być z łatwością przerabiane na prasie klejarskiej.

Przykład III.

Przy użyciu zawiesiny mąki otrzymanej według metody D w przykładzie II i standardowej zawiesiny skrobi o stężeniu 10°% wagowych próbne arkusze (Testliner 3 Roermond Papier, 160 x 100 mm) poddawano obróbce na laboratoryjnej prasie klejarskiej (Einlewner, szybkość 30 m/min, temperatura 70°C, ciśnienie 200 kPa). Nasycone arkusze suszono na suszącym cylindrze w temperaturze 130°C. Co wynika z danych zastawionych w tabeli 3, w przykładzie tym mąkę stosowano w ilości 3,2% wagowych lub w ilości 0,032 g mąki na jeden gram papieru.

Na tych próbnych arkuszach znormalizowanymi metodami oznaczono właściwości papieru w warunkach standardowych (23°C, 50% wilgotności względnej). Wyniki pomiarów podano w poniższej tabeli.

T a b e l a 3. Właściwości wytrzymałościowe i sztywność

Właściwość papieru	Skrobia (standard)	Mąka (enzymatyczna)	Aktywność względem 100% skrobi
odbiór, %	3,2	3,2
współczynnik przepuklenia, kPa	241	273	+ 13%
samozerwalność, m	6454	6915	+ 7%
rozciągliwość, %	1,93	2,13	+ 10%
SCT (140 g), kN/m	2,46	2,76	+ 12%
sztywność, kNm	1022	1036	+ 1%
CMT 30 (140 g), N	278	284	+ 2%

W tej tabeli „odbiór” oznacza procent wagowy mąki/skrobi w stosunku do suchego papieru.

Przykład IV. Zastosowanie mączki grochowej.

Białka w mączce grochowej są rozpuszczalne w wodzie. Z mączki grochowej przygotowuje się klej mączny przez modyfikowanie tylko skrobi. W pewnej liczbie doświadczeń degradowano skrobię w mączce grochowej za pomocą nadsiarczanu amonu (APS) lub enzymów. W przykładzie tym mączkę grochwą stosowano w ilości 4% wagowych lub w ilości 0,04 g mączki na jeden gram papieru. Mączka grochowa zawierała 30% wagowych białka oraz 70% wagowych skrobi.

Tabela 4

Obróbka	Lepkość kleju, cP	Wartość SCT, kN/m
APS	150	nie oznaczono
APS oraz kwas cytrynowy	30	4,2
BAN	80	4,2
Termamyl	60	4,4

186 860

Jeśli na zawiesinę mączki grochowej działa się tylko nadsiarczanem amonu (APS), to zawiesina uzyskuje dużą lepkość i w związku z tym trudno nanosić klej na papier. W wyniku obniżenia pH zasiesiny kwasem cytrynowym, nadsiarczan amonu (APS) staje się bardziej skuteczny i dlatego otrzymany klej spełnia wymagania Teologiczne. Po naniesieniu tego kleju na papier wzrasta wartość SCT. Także enzym BAN i Termamyl degradują skrobię dostatecznie w zawiesinie mączki grochowej, aby otrzymać lepkość poniżej 100 cP. Podczas nakładania na papier wzrasta wartość SCT.

Przykład V. Próba w skali produkcyjnej

W reaktorze próbnym zawieszono zawiesinę mąki pszennej nr 4 z enzymami (Neutrase). Następnie tę zawiesinę żelatynowano terraochemicznie nadsiarczanem amonu (APS) w tryskawce formatowej (NEMO-converter). Na maszynie papierniczej 1 (PM1) firmy Roermon Papier przerabiano zawiesinę mąki na prasie klejarskiej. Co wynika z danych zastawionych w tabeli 5, w przykładzie tym mąkę stosowano w ilości 3,2% wagowych lub w ilości 0,032 g mąki na jeden gram papieru.

W szczególności wykonano praktyczną szarżę produkcyjną na jakościowym Testliner 3 (RP-Maasliner) w ilości 140 g. Warunki pracy maszyny: stadardowe, to jest

- skład surowca zgodny z recepturą (materiał recyrkulowany); wariant dwuwarstwowy;

obróbka na linii w prasie klejarskiej;

- przyrost ciężaru w wyniku obróbki na prasie klejarskiej: około 3%;

- szybkość PM: 625 m/min;

- końcowa zawartość wilgoci w papierze: 7%.

Podczas tej produkcji papieru, roztwór rodzimej skrobi pszenicznej (konwersja termochemiczna za pomocą nadsiarczanu amonu (APS)) na prasie klejarskiej zastąpiono podczas szarży przez mąkę IJsvogel zawierającą składniki skrobiowy i białkowy (konwersja: termochemiczna skrobi za pomocą nadsiarczanu amonu (APS) oraz enzymatyczna części białkowej za pomocą Neutrase).

Przerób: dobry. Wynik porównywalny z wynikami otrzymywanymi dla 100% skrobi.

Właściwości papieru: właściwości papieru są równe albo porównywalne do otrzymywanych ze 100% skrobią.

W układzie nie zauważono osadów ani tworzenia się piany z glutenu.

T a b e 1 a 5. Próba praktyczna Maasliner (T.L.3), RP-M1

Właściwości papieru	Skrobia (standardowa)	Mąka
Gramatura	g/m²	140,1	139,9
Końcowa wilgotność	%	7,1	7,0
Pobranie (prasa klejarska)	%	3,2	3,1
Ciśnienie przepuklenia	KPa	340	335
Współczynnik przepuklenia	kPa	243	239
Samozrywność w kierunku maszynowym	m	6610	640
Rozciągliwość w kierunku maszynowym	%	1,90	1,0
R C. T w kierunku poprzecznym	kN/m	1,23	1,18
S. C. T. w kierunku maszynowym	kN/m	4,53	4,65
S. C. T. w kierunku poprzecznym	kN/m	2,30	2,49
Sztywność w kierunku maszynowym	kN/m	960	940

186 860

Tabela 6. Podawane właściwości

	Właściwość papieru	Jednostka	Norma
1	Gramatura	g/m2	ISO 536
2.	Zawartość wilgoci	%	ISO 287
3.	Ciśnienie przepuklenia	kPa	ISO 2758
4	Współczynnik przepuklenia (= ciśnienie przepuklenia x 100) (g/m²)	kPa	ISO 2758
10.	S. C. T,	kN/m	DIN 54518
11.	R. C. T.	kN/m	DIN 53134
12.	C. M. T. -30	N	ISO 7263
13.	Porowatość (według Bendtsena)	mkmin	ISO 5636/3
8.	Sztywność	kN/m	ISO 1924/2
5.	Wytrzymałość na rozerwanie	kN/m	ISO 1924/2
9.	Wytrzymałość na rozerwanie	mN	ISO 1974
14.	Wiązanie warstw (Scott-Bond)	J/m2	Tappi UM 403
7.	Rozciąganie	%	ISO 1924/2
6.	Samozryw	km	ISO 1924/2

Uwaga: oznaczanie według 5, 6. 7, 8, 9, 10, 11, i 12 może być wykonane w kierunku włókna papieru to znaczy, w kierunku maszynowym lub w kierunku wzdłuznym lub w kierunku poprzecznym.

Przykład VI.

Powtórzono przykład V, przy czym przygotowano zawiesinę mąki z kwasem cytrynowym. Co wynika z danych zastawionych w tabeli 5 (dla przykładu V), w przykładzie tym mąkę stosowano w ilości 3,2% wagowych lub w ilości 0,032 g mąki na jeden gram papieru. Wyniki były porównywalne do wyników uzyskanych w przykładzie V.

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 50 egz. Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Papier lub karton w postaci arkuszy lub wstęgi zawierający włóknistą matrycę papieru, w której rozprowadzony jest środek modyfikujący właściwości papieru, znamienny tym, że jako środek modyfikujący właściwości papieru zawiera nierozdzielone składniki skrobiowy i białkowy mąki, przy czym te składniki skrobiowy i białkowy mąki pochodzą z jednego i tego samego źródła roślinnego, a ponadto składniki te nigdy nie zostały uprzednio od siebie oddźielone, przy czym składnik skrobiowy mąki stanowi od 0,1 do 8% wagowych, a składnik białkowy mąki stanowi od 0,03 do 2,4% wagowych włóknistej matrycy papieru w przeliczeniu na suchą masę.
2. Papier lub karton według zastrz. 1, znamienny tym, że składnik skrobiowy mąki stanowi od 2 do 5% wagowych, a składnik białkowy mąki stanowi od 0,2 do 1%o wagowego w przeliczeniu na suchą masę włóknistej matrycy papieru.
3. Papier lub karton według zastrz. 1, albo 2, znamienny tym, że nierozdzielone składniki skrobiowy i białkowy mąki pochodzą z produktów rolnych, zwłaszcza z roślin strączkowych i ziarna zbóż, takich jak mączka grochowa i mąką pszenną.
4. Sposób wytwarzania papieru lub kartonu w postaci arkuszy lub wstęgi, zawierającego włóknistą matrycę papieru, w której rozprowadzony jest środek modyfikujący właściwości papieru, w którym roślinne surowce włókniste i/lub inne surowce papiernicze roztwarza się otrzymując masę celulozową, którą miele się dodając ewentualnie substancje pomocnicze, miesza się i rozcieńcza, po czym uzyskaną rzadką zawiesinę wprowadza się na maszynę papierniczą, gdzie prowadzi się odwadnianie i formowanie wstęgi papieru, a następnie jej prasowanie i suszenie, po czym tak uzyskaną wstęgę papieru obejmującą włóknistą matrycę papieru poddaje się dalszym operacjom wykańczania, przy czym ewentualnie wstęgę papieru tnie się na arkusze, znamienny tym, że do włóknistej matrycy papieru przed podaniem jej na maszynę papierniczą dodaje się środek modyfikujący właściwości papieru, który zawiera nierozdzielone składniki skrobiowy i białkowy mąki, przy czym te składniki skrobiowy i białkowy mąki pochodzą z jednego i tego samego źródła roślinnego, a ponadto składniki te nigdy nie zostały uprzednio od siebie oddzielone, przy czym składnik skrobiowy mąki stanowi od 0,1 do 8% wagowych, a składnik białkowy mąki stanowi od 0,3 do 2,4% wagowych włóknistej matrycy papieru w przeliczeniu na suchą masę, przy czym przed wprowadzeniem ich do włóknistej matrycy papieru nierozdzielone składniki skrobiowy i białkowy mąki poddaje się solubilizacji przez degradację za pomocą nadsiarczanu amonu oraz proteazy, lub za pomocą nadsiarczanu amonu oraz amylazy, lub za pomocą nadsiarczanu amonu oraz kwasu, lub za pomocą amylazy i proteazy, a następnie solubilizowane składniki skrobiowy i białkowy mąki jednoetapowo wprowadza się do włóknistej matrycy papieru.
5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że w etapie solubilizacji przez degradację nierozdzielone składniki skrobiowy i białkowy mąki poddaje się obróbce za pomocą chemicznego i/lub enzymatycznego środka degradującego łańcuch skrobi, a następnie solubilizowane nierozdzielone składniki skrobiowy i białkowy mąki wprowadza się do włóknistej matrycy papieru.
6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że stosuje się nierozdzielone składniki skrobiowy i białkowy mąki, w których składnik białkowy mąki, przed poddaniem go solubilizacji, uprzednio poddaje się deamidacji za pomocą kwasu dodawanego do obu nierozdzielonych składników, przeprowadzając go w postać rozpuszczalną w wodzie.
7. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że przed wprowadzeniem ich do włóknistej matrycy papieru do nierozdzielonych składników skrobiowego i białkowego mąki dodaje się kwas tworząc zakwaszoną mieszaninę, po czym do tej mieszaniny dodaje się nadsiarczan amonu.

186 860
8. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że przed wprowadzeniem ich do włóknistej matrycy papieru do nierozdzielonych składników skrobiowego i białkowego mąki dodaje się proteazę tworząc mieszaninę, po czym do tej mieszaniny dodaje się nadsiarczan amonu.
9. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że przed wprowadzeniem ich do włóknistej matrycy papieru do nierozdzielonych składników skrobiowego i białkowego mąki dodaje się proteazę oraz amylazę, i mieszaninę ogrzewa się.
10. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że poddane obróbce nierozdzielone składniki skrobiowy i białkowy mąki ogrzewa się przed wprowadzeniem ich do włóknistej matrycy papieru.
11. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że do zakwaszenia nierozdzielonych składników skrobiowego i białkowego mąki stosuje się kwas octowy lub kwas cytrynowy.
12. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że materiał roślinny o dużej zawartości skrobi i białka, korzystnie ziarno zbóz, poddaje się całkowitemu przerobowi, w którym materiał roślinny rozdziela się na frakcję (a) składającą się zasadniczo z materiału celulozowego i na frakcję (b) składającą się zasadniczo z nierozdzielonych składników białkowego i skrobiowego mąki, przy czym te składniki skrobiowy i białkowy mąki pochodzą z jednego i tego samego źródła roślinnego, a ponadto składniki te nigdy nie zostały uprzednio od siebie oddzielone, następnie frakcję (a) wprowadza się do wyjściowej masy celulozowej tworząc mieszaną włóknistą masę papierową, a frakcję (b) poddaje się obróbce za pomocą nadsiarczanu amonu oraz proteazy, lub za pomocą nadsiarczanu amonu oraz amylazy, lub za pomocą nadsiarczanu amonu oraz kwasu, lub za pomocą amylazy i proteazy, solubilizując nierozdzielone składniki białkowy i skrobiowy mąki, po czym solubilizowaną frakcję (b) przed podaniem jej na maszynę papierniczą wprowadza się do mieszanej włóknistej masy papierowej w etapie, w którym wprowadza się dodatki wzmacniające włókno.
13. Sposób wytwarzania papieru lub kartonu w postaci arkuszy lub wstęgi, zawierającego włóknistą, matrycę papieru, w której rozprowadzony jest środek modyfikujący właściwości papieru, w którym roślinne surowce włókniste i/lub inne surowce papiernicze roztwarza się otrzymując masę celulozową, którą miele się dodając ewentualnie substancje pomocnicze, miesza się i rozcieńcza, po czym uzyskaną rzadką zawiesinę wprowadza się na maszynę papierniczą gdzie prowadzi się odwadnianie i formowanie wstęgi papieru, a następnie jej prasowanie i suszenie, po czym tak uzyskaną wstęgę papieru obejmującą włóknistą matrycę papieru poddaje się dalszym operacjom wykańczania, przy czym ewentulnie wstęgę papieru tnie się na arkusze, znamienny tym, że do włóknistej matrycy papieru podczas operacji wykańczania papieru na prasie klejarskiej wprowadza się środek modyfikujący właściwości papieru, który zawiera nierozdzielone składniki skrobiowy i białkowy mąki, przy czym te składniki skrobiowy i białkowy mąki pochodzą z jednego i tego samego źródła roślinnego, a ponadto składniki te nigdy nie zostały uprzednio od siebie oddzielone, przy czym składnik skrobiowy mąki stanowi od 0,1 do 8% wagowych, a składnik białkowy mąki stanowi od 0,3 do 2,4% wagowych włóknistej matrycy papieru w przeliczeniu na suchą masę, przy czym przed wprowadzeniem ich do włóknistej matrycy papieru nierozdzielone składniki skrobiowy i białkowy mąki poddaje się solubilizacji przez degradację za pomocą nadsiarczanu amonu oraz proteazy, lub za pomocą nadsiarczanu amonu oraz amylazy, lub za pomocą nadsiarczanu amonu oraz kwasu, lub za pomocą amylazy i proteazy, a następnie solubilizowane składniki skrobiowy i białkowy mąki jednoetapowe wprowadza się do włóknistej matrycy papieru.
14. Sposób według zastrz. 13, znamienny tym, że w etapie solubilizacji przez degradację nierozdzielone składniki skrobiowy i białkowy mąki poddaje się obróbce za pomocą chemicznego i/lub enzymatycznego środka degradującego łańcuch skrobi, a następnie solubilizowane nierozdzielone składniki skrobiowy i białkowy mąki wprowadza się do włóknistej matrycy papieru przy użyciu prasy klejarskiej prowadząc etap powierzchniowego zaklejania papieru.
15. Sposób według zastrz. 14, znamienny tym, że stosuje się nierozdzielone składniki skrobiowy i białkowy mąki, w których składnik białkowy mąki, przed poddaniem go solubilizacji, uprzednio poddaje się deamidacji za pomocą kwasu dodawanego do obu nierozdzielonych składników, przeprowadzając go w postać rozpuszczalną w wodzie.

186 860
16. Sposób według zastrz. 13, znamienny tym, że przed wprowadzeniem ich do włóknistej matrycy papieru do nierozdzielonych składników skrobiowego i białkowego mąki dodaje się kwas tworząc zakwaszoną mieszaninę, po czym do tej mieszaniny dodaje się nadsiarczan amonu.
17. Sposób według zastrz. 13, znamienny tym, że przed wprowadzeniem ich do włóknistej matrycy papieru do nierozdzielonych składników skrobiowego i białkowego mąki dodaje się proteazę tworząc mieszaninę, po czym do tej mieszaniny dodaje się nadsiarczan amonu.
18. Sposób według zastrz. 13, znamienny tym, że przed wprowadzeniem ich do włóknistej matrycy papieru do nierozdzielonych składników skrobiowego i białkowego mąki dodaje się proteazę oraz amylazę, i mieszaninę ogrzewa się.
19. Sposób według zastrz. 13, znamienny tym, że poddane obróbce nierozdzielone składniki skrobiowy i białkowy mąki ogrzewa się przed wprowadzeniem ich do włóknistej matrycy papieru.
20. Sposób według zastrz. 13, znamienny tym, że do zakwaszenia nierozdzielonych składników skrobiowego i białkowego mąki stosuje się kwas octowy lub kwas cytrynowy.
21. Sposób według zastrz. 13, znamienny tym, że materiał roślinny o dużej zawartości skrobi i białka, korzystnie ziarno zbóż, poddaje się całkowitemu przerobowi, w którym materiał roślinny rozdziela się na frakcję (a) składającą się zasadniczo z materiału celulozowego i na frakcję (b) składającą się zasadniczo z nierozdzielonych składników skrobiowego i białkowego mąki, przy czym te składniki skrobiowy i białkowy mąki pochodzą z jednego i tego samego źródła roślinnego, a ponadto składniki te nigdy nie zostały uprzednio od siebie oddzielone, następnie frakcję (a) wprowadza się do wyjściowej masy celulozowej tworząc mieszaną włóknistą masę papierową, a frakcję (b) poddaje się obróbce za pomocą nadsiarczanu amonu oraz proteazy, lub za pomocą nadsiarczanu amonu oraz amylazy, lub za pomocą nadsiarczanu amonu oraz kwasu, lub za pomocą amylazy i proteazy, solubilizując nierozdzielone składniki skrobiowy i białkowy mąki, po czym solubilizowaną frakcję (b) przed podaniem jej na maszynę papierniczą wprowadza się do mieszanej włóknistej masy papierowej w etapie, w którym wprowadza się dodatki wzmacniające włókno.
22. Zastosowanie we włóknistej matrycy papieru lub kartonu do poprawiania lub nastawiania właściwości wytrzymałościowych, sztywności, przepuszczalności, właściwości powierzchniowych oraz elastyczności papieru, nierozdzielonych składników skrobiowego i białkowego mąki pochodzących z jednego i tego samego źródła roślinnego, przy czym składniki te nigdy nie zostały uprzednio od siebie oddzielone, przy czym te nierozdzielone składniki skrobiowy i białkowy mąki są uprzednio poddane solubilizacji przez degradację za pomocą nadsiarczanu amonu oraz proteazy, lub za pomocą nadsiarczanu amonu oraz amylazy, lub za pomocą nadsiarczanu amonu oraz kwasu, lub za pomocą amylazy i proteazy.