СУХОЙ КЛЕЙ ДЛЯ ОБОЕВ Российский патент 2003 года по МПК C09J103/02 

Предлагаемое изобретение относится к области сухих порошкообразных клеев, которые могут использоваться в быту и строительстве для наклеивания обоев на бумажной и тканевой основах, а также для наклеивания бумажных обоев на бетонные, отштукатуренные, деревянные и другие неметаллические поверхности.

Кроме того, этот клей используется при склеивании бумаги и картона.

Известен сухой клей для обоев "КМЦ-Н", содержащий 90-92% полисахарида карбоксиметилцеллюлозы и 8-10% воды (клей для обоев марки КМЦ-Н, ТУ 6-15-1077-77).

Недостатком этого клея является то, что для его приготовления требуется затрачивать много времени на диспергирование клея в воде: 12-24 часа. Раствор клея обладает высокой щелочностью и способностью проникать через бумажную основу, что существенно ограничивает область его применения из-за непригодности для наклейки светлых и белых обоев с бронзовыми и алюминиевыми красками. Применение клея "КМЦ-Н" приводит к образованию на обоях темных пятен, полос позеленения металлических пигментов, остающихся на обоях после их наклеивания и высыхания.

Также к недостаткам клея "KMЦ-Н" можно отнести невысокую прочность клеевого шва на разрыв.

Известен сухой обойный клей по ТУ 6-15-533-71 (Справочник по клеям и клеящим мастикам в строительстве. М.: Стройиздат, 1984, с. 188), содержащий мас. %: муку, не пригодную для пищевых целей (или крахмал), 99, антисептик 1.

Недостатком сухого клея является высокая гигроскопичность.

Кроме того, известный клей характеризуется низкой прочностью склеивания обоев с поверхностью стен, что ограничивает область его применения из-за непригодности для наклейки разнообразных по толщине обоев. Еще одним недостатком известного клея является невысокая прочность клеевого шва на разрыв.

Для приготовления клея необходимо осуществить ряд операций: тщательно перемешать сухой клей с водой, оставить на 12 часа для набухания водной дисперсии, нагреть водную дисперсию до 90-95^oС и варить при постоянном перемешивании, не допуская пригорания, охладить полученный клей до комнатной температуры. Длительность и трудоемкость процесса приготовления клея ограничивает его применение на новостройках из-за отсутствия необходимого оборудования и невозможности проведения варки клея в строящихся домах.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к изобретению является клей быстрого приготовления для обоев (см. описание изобретения к патенту РФ 2120953, МКИ 6 C 09 J 103/00, опубл. 27.10.98 г. , "Клей быстрого приготовления для обоев"). Известный клей для обоев содержит сухой экструдат окисленного крахмала или муки, полученный влаготермической обработкой при давлении 1,5-2,5 МПа и температуре 160-180^oС в течение 30 с смеси в двухшнековом экструдере, включающей крахмал или муку, антисептик - картоцид или сорбат натрия в количестве 0,2% от массы сухого крахмала или муки и окислитель - гипохлорид кальция в количестве, обеспечивающем 0,15-0,30% активного хлора на сухое вещество перерабатываемой смеси, при следующем соотношении компонентов, мас. %: экструдат окисленного крахмала или муки 8-10, вода 92-90.

Недостатком известного клея, выбранного в качестве прототипа, является невысокая прочность склеивания обоев с поверхностью стен.

Другим недостатком этого клея является высокая энергоемкость процесса экструдирования смеси.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение прочности склеивания обоев с поверхностью стен и снижение энергоемкости процесса приготовления клея.

Технический результат достигается тем, что сухой клей для обоев, содержащий экструзионный крахмал и антисептик, согласно изобретению дополнительно содержит экструзионную муку, а в качестве антисептика натриевую соль тетраборной кислоты при следующем соотношении компонентов, вес.%:
Экструзионный крахмал - 47,5-48,5
Экструзионная мука - 47,5-48,5
Натриевая соль тетраборной кислоты - 3-5
Предлагаемый сухой клей для обоев представляет собой мелкозерниситый порошкообразный материал белого цвета. Рецептура сухого клея для обоев выбрана из условий повышения прочности склеивания обоев с поверхностью стен и снижения энергоемкости процесса приготовления клея.

Основной ингредиент - экструзионный крахмал изготавливается следующим способом: кукурузный или картофельный крахмал обрабатывали раствором монофосфата натрия из расчета 2-10 мас. К массе крахмала. Экструзию проводили при 170-180^oС, число оборотов шнека 50 мин^-1, диаметр выходного отверстия 3,5 мм. Полученный экструдат измельчали в дробилке и просеивали через сито с отверстиями 0,5 мм. Полученный экструзиоиный крахмал при растворении в холодной воде позволяет избежать образования осадка и комков, не требует набухания, не оказывает раздражающего, резорбтивного и токсического действия на кожу, нейтрален к краскам обоев.

Содержание экструзионного крахмала, равное 47,5-48,5 вес.%, обеспечивает высокую клеящую способность и прочность приклеивания обоев.

Включение экструзионной муки, представляющей собой белый порошок, изготавливаемый следующим способом муку зерновых культур обрабатывали раствором монофосфата натрия из расчета 2-10 мас к массе крахмала. Экструзию проводили при 170-180^oС, число оборотов шнека 50 мин^-1, диаметр выходного отверстия 3,5 мм. Полученный экструдат измельчали в дробилке и просеивали через сито с отверстиями 0,5 мм. Полученная экструзионная мука позволяет повысить вязкость готового раствора клея, обеспечить ему хорошие связующие свойства, нейтральность готового раствора к краскам обоев.

Содержание экструзионной муки, равное 47,5-48,5 вес.%, выбрано из условий получения однородной дисперсии с оптимальной вязкостью 40-50 МПа•с.

Добавка порошка натриевой соли тетраборной кислоты (буры марки Б) повышает стабильность готового раствора клея, обеспечивает ему хорошие антисептические свойства, а также устойчивость к действию микроорганизмов, препятствует образованию плесневелого грибка, способствует отпугиванию насекомых.

Содержание натриевой соли тетраборной кислоты, равное 3-5 вес.%, выбрано из условий получения низких адгезионных свойств раствора клея, повышения его показателей по вязкости и прочности клеевых соединений, оптимального значения фактора рН раствора 5,7. Увеличение расхода натриевой соли тетраборной кислоты более 5% приводит к получению клея темного цвета, нежелательному увеличению фактора рН раствора. Уменьшение расхода натриевой соли тетраборной кислоты (менее 3%) не обеспечивает требуемой вязкости готового раствора клея. Клей при этом получается жидким, быстро расслаивается и обладает низкой клеящей способностью.

Для получения заявляемого порошкообразного клея последовательно добавляют к порошкообразному экструзионному крахмалу, взятом в количестве 47,5-48,5 вес. %, влажностью 15-25%, экструзионную муку в количестве 47,5-48,5 вес. % и влажностью 15-25%, натриевую соль тетраборной кислоты в количестве 3-5 вес.%.

Все компоненты, имеющие различную фракцию, необходимо тщательно перемешать до получения однородного сухого состава.

Готовый сухой клей фасуют в пакеты из полиэтиленовой пленки или бумаги с полиэтиленовым покрытием по ОСТ 6-15-90.2. Вес одной упаковки сухого клея колеблется от 400 г до 1500 г. Расфасованный клей предъявляется к перевозке как неопасный груз.

Способ получения готового клеящего раствора состоит в заполнении эмалированной либо пластмассовой посуды холодной водой, постепенном засыпании в нее содержимого упаковки в соотношении на 5 литров воды 400 граммов сухого клея при непрерывном перемешивании до получения однородной консистенции.

Полученный клеевой раствор готов к использованию и не требует набухания.

Заявителем проведены лабораторные исследования вязкости клея по ГОСТ 8420, чистоты поверхности наклеенных обоев, клеящей способности, прочности склеивания обоев.

Для определения вязкости был приготовлен клеевой раствор, вязкость которого определяли на вискозиметре ВЗ-24Б с диаметром сопла 4 мм по ГОСТ 9070 с помощью секундомера с ценой деления 0.2 с. по действующей документации. Показатель вязкости 3-%-ного водного раствора при 20^oС составил не менее 40 МПа•с.

Для определения чистоты поверхности наклеенных обоев и клеящей способности при температуре 20±2^oС и влажности воздуха не более 60% был приготовлен клеевой раствор, на газетную полоску, расположенную на деревянной пластинке, наклеивали образцы обоев на бумажной и тканевой основах различной толщины и оставляли для высыхания на 3 часа.

Чистоту поверхности наклеенных образцов определяли визуально, рассматривая образец.

Клеящую способность определяли по истечении 3 часов после наклеивания образца путем отрыва его от газетной бумаги за неприклеенный конец обоев и последующего отрыва газетной полоски от деревянной пластинки. Разрыв соответствовал направлению волокон обоев и бумаги.

В ходе испытаний была выявлена высокая чистота поверхности приклеенных обоев, не было разрывов по клеевым швам обоев из бумаги различной толщины.

Заявителем проведены лабораторные исследования прочности склеивания обоев с поверхностями стен заявляемым клеем и получены показатели прочности и разрывного усилия по сравнению с клеями, выбранными в качестве аналогов, с клеем, выбранным в качестве прототипа, и с клеем марки "Момент классик".

Методика испытаний состояла в следующем. Концы полосок ткани (коленкор) площадью 2,5 х 5 см смазывали готовым клеем, соединяли промазанными поверхностями друг с другом и помещали на 10 мин под груз массой 2 кг. Затем груз убирали, и склеенные образцы сушили при комнатной температуре в течение 24 часов. Высушенные образцы разрезали в продольном направлении на полоски шириной 1,5 см и закрепляли концы полосок, не смазанные клеем, в зажимах. Затем производили разрыв клеевого шва. При испытании каждого вида клея производили шесть разрывов, из трех полученных наибольших результатов определяли среднюю величину силы разрыва, делили ее на 1,5 и получали прочность при отрыве в граммах на линейный сантиметр.

Результаты лабораторных исследований сведены в таблицу 1.

Заявляемый сухой клей для обоев обладает новизной и изобретательским уровнем, так как при проведении поиска по источникам патентной и научно-технической документации заявителем не выявлены технические решения, в которых бы сухой клей для обоев содержал помимо экструзионного крахмала и антисептика дополнительно экструзионную муку, а в качестве антисептика - натриевую соль тетраборной кислоты, при следующем соотношении компонентов, вес. %:
Экструзионный крахмал - 47,5-48,5
Экструзионная мука - 47,5-48,5
Натриевая соль тетраборной кислоты - 3-5
Заявляемый сухой клей широко применим в быту и строительстве для наклеивания обоев на бумажной и тканевой основах, а также для наклеивания бумажных обоев на бетонные, отштукатуренные, деревянные и другие неметаллические поверхности. Также этот клей используется при склеивании бумаги и картона. Следовательно, он соответствует критерию "промышленная применимость".

Заявляемый сухой клей изготавливают следующим образом. В экструзионный крахмал в количестве 47,5-48,5 вес. % добавляют 47,5-8,5 вес. % экструзионной муки, 3-5 вес. % сухого порошка натриевой соли тетраборной кислоты. Полученную сухую массу перемешивают в специальном устройстве до получения однородного состава. Степень однородности получаемого состава не меньше 97%.

Для приготовления готового клеящего раствора в заполненную эмалированную либо пластмассовую посуду с 5 литрами холодной воды постепенно засыпают содержимое 400 г упаковки сухого клея, растворяют при непрерывном перемешивании.

Экструзионный крахмал, экструзионная мука и натриевая соль тетраборной кислоты взаимодействуют с водой и друг с другом, образуя светлую однородную клейстерообразную массу, которая равномерно наносится на поверхность обоев. Клеящая способность обойного клея высокая. Время высыхания клея 2-2,5 часа. Срок хранения разведенного клея 2-10 дней.

Пример конкретного осуществления заявляемого сухого клея для обоев представлен в таблице 2.

Свойства предлагаемого сухого клея для обоев и клея по прототипу представлены в таблице 3.

Предлагаемый сухой клей для обоев обеспечивает по сравнению с прототипом повышение прочности склеивания обоев с поверхностью стен в 1,2 раза, сокращение энергоемкости процесса изготовления клея.

Изобретение относится к области сухих порошкообразных клеев, которые могут использоваться в быту и строительстве для наклеивания обоев на бумажной и тканевой основах, а также для наклеивания бумажных обоев на бетонные, отштукатуренные, деревянные и другие неметаллические поверхности. Кроме того, этот клей используется при склеивании картона и бумаги. Сухой клей для обоев содержит экструзионный крахмал, антисептик, экструзионную муку, в качестве антисептика - натриевую соль тетраборной кислоты. Техническим результатом изобретения является повышение прочности склеивания обоев с поверхностью стен и снижение энергоемкости процесса изготовления клея. 3 табл.

Сухой клей для обоев, включающий экструзионный крахмал, антисептик, отличающийся тем, что он дополнительно содержит экструзионную муку, а в качестве антисептика - натриевую соль тетраборной кислоты, при следующем соотношении компонентов, вес. %:
Экструзионный крахмал - 47,5-48,5
Экструзионная мука - 47,5-48,5
Натриевая соль тетраборной кислоты - 3-5