МОДИФИЦИРОВАННАЯ КЛЕЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 2003 года по МПК C09J189/00 

Изобретение относится к водным клеям, которые используются для склеивания бумаги с картоном, стеклом, металлами, пластмассой (полиэтилентерефталат), деревом. Они могут применяться в пищевой, косметической промышленности, парфюмерии, полиграфии и других отраслях.

Казеин остается до сих пор перспективным исходным сырьем, преимущественно, в водных этикетировочных клеях /патент РФ 2133763, кл. С 09 J 189/00, 1997/ из-за функциональных уникальных особенностей структуры полимера. В последние годы предпринимаются попытки уменьшить содержание казеина в составах клеев за счет модернизации, поскольку наблюдается существенное удорожание сырья - казеина. С другой стороны, к клеям для этикетирования на высокоскоростных автоматах предъявляются особые требования: высокая первоначальная схватываемость не только к сухой стеклянной таре, но и холодной и мокрой таре. Для удовлетворения данных и других требований не могут быть использованы клеевые композиции, которые имеют только казеиновую или крахмальную основу. Декстриновые клеи также исключаются из-за относительно низкой водостойкости и недостаточной адгезии к субстратам.

Для решения указанной задачи разрабатываются новые природные и синтетические модифицирующие вещества, совместимые с казеиновыми клеями. Например, эфир гидроксипропиловый окисленного крахмала /Казеин - один из основных видов сырья для водных этикетировочных клеев - Coating, 23, 6,1990, 243-246/, эфир фталевой кислоты и гидроавиетилового спирта, метиловый, ди- или триэтиленгликолевый эфир канифоли /Водостойкий клей на основе казеина. Заявка ФРГ 4126075, кл. С 09 J 9/00, 1993/, нейтрализованный продукт живичной смолы /Водостойкий клей. Заявка ФРГ 4126074, кл. C 09 J 9/00, 1993/.

В известном составе водного клея на основе казеина в качестве модифицирующей добавки служит метиловый эфир бальзама при следующих соотношениях, мас. %: казеин - 6-10%, модифицированный крахмал - 1-10%, метиловый эфир бальзама - 5-30%, спирт этиловый - 1-5%, регулятор pH - 1-5%, мочевина - 1-15%, вода - 35-75% /Водостойкий клей на основе казеина. Заявка ФРГ 4126075, кл. С 09 J 9/00, 1993/.

Целью изобретения является повышение первоначальной схватываемости, водостойкости, адгезионных характеристик клеевого соединения при использовании клея на основе казеина с модифицирующими добавками.

В качестве модифицирующей смолы в составах клеев на основе казеина по данному изобретению выбраны глицериновый эфир талловой канифоли (ГЭК) или глицериновый эфир живичной канифоли, которые являются доступными и относительно дешевыми сырьевыми материалами.

Для увеличения клейкости ГЭК предусматривается диспергирование смолы в присутствии пластификатора - диэтилового эфира ортофталевой кислоты (ДЭФ) или дибутилового эфира ортофталевой кислоты (ДБФ), поверхностно-активного вещества - синтанола АЛМ-10, который представляет собой смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров синтетических первичных жирных спиртов фракции C₁₂-C₁₄, и гидрофильного агента, например, декстрина, карбоксиметилцеллюлозы, поливинилового спирта и воды при температуре, близкой к температуре расплавления ГЭК.

Последующая добавка казеинового клея с сухим остатком не менее 37% производится в реакторе с эффективным перемешиванием. Процесс изготовления клея завершается после интенсивного перемешивания системы в реакторе продолжительностью 20-30 мин при следующем соотношении компонентов, мас.%: ГЭК - 19,2; ДЭФ - 2,96; синтанол АЛМ - 10-1,3; декстрин - 3,9; клей казеиновый - 23,3; вода - 49,1.

Поставленная цель изобретения достигается при использовании в составах клеев в качестве модифицирующей добавки как глицеринового эфира талловой канифоли, так и глицеринового эфира живичной канифоли. В качестве пластификатора можно применять как ДБФ, так и ДЭФ в составах предлагаемых клеев по данному изобретению.

В качестве казеинового клея используют, например, клей, содержащий казеин 16-24 мас.%, картофельную муку 2,4-4,8 мас.%, карбамид 8-15 мас.%, буру 2,5-5,0 мас.%, окись цинка 0,06-2,1 мас.%, н-бутиловый спирт 0,2-0,4 мас.%, консервант 0,2-0,4 мас.%, воду 50,8-70,7 мас.% (SU 157390, 1988) или клей, содержащий, мас.%: казеин 16,2-20,5, крахмал модифицированный 2,9-4,3, карбамид 8-11, буру 2,5-4,0, бутиловый спирт 0,2-0,4, цинк стеариновокислый 0,06-0,12 2-нафтол 0,3-0,4, спирт этиловый 1,7-2,7, воду 56,6-67,9 (RU 2172757, 1999).

Клеевая композиция по данному изобретению обладает существенными преимуществами по сравнению с казеиновыми клеями. Внешний вид, консистенция клея сохраняются постоянными при хранении более 6 месяцев, первоначальная схватываемость клея составляет 5-45 с при склеивании сложных этикеток с плотностью 70-80 г/м² к стеклу. Клей отличается высокими адгезионными характеристиками после склеивания этикетки как к стеклянной, так и пластмассовой таре, повышается водостойкость клея, в то же время этикеточный материал легко смывается в моечных машинах при работе с возвратными тарами.

Содержание казеина в составах клеев уменьшается почти на 50%. Клеящую способность композиции можно варьировать в широком диапазоне в зависимости от состава и количества модифицирующей добавки.

Составы клеев пригодны для склеивания не только бумаги с картоном, стеклом, деревом, пластмассой, но и можно эффективно использовать для наклеивания акцизных марок.

Получены положительные результаты испытания клея в процессе этикетирования и нанесения, акцизных марок на высокоскоростных автоматах ликероводочного предприятия.

Изобретение относится к водным клеям, которые используются для склеивания бумаги с картоном, стеклом, металлами, пластмассой (полиэтилентерефталат), деревом, могут применяться в пищевой, косметической промышленности, парфюмерии, полиграфии и других отраслях. Композиция содержит клей казеиновый, глицериновый эфир талловой канифоли или глицериновый эфир живичной канифоли, синтанол АЛМ-10, дибутиловый эфир ортофталевой кислоты или диэтиловый эфир ортофталевой кислоты, гидрофильный агент и воду. Внешний вид, консистенция клея сохраняются постоянными при хранении более 6 месяцев, первоначальная схватываемость клея составляет 5-45 с при склеивании сложных этикеток с плотностью 80-90 г/м² к стеклу. Клей отличается высокими адгезионными характеристиками после склеивания этикетки как к стеклянной, так и пластмассовой таре, повышается водостойкость клея, в то же время этикеточный материал легко смывается водой при работе с возвратными тарами.

Клеевая композиция, содержащая казеиновый клей, модифицирующую добавку, пластификатор, поверхностно-активное вещество и воду, отличающаяся тем, что она содержит в качестве модифицирующей добавки глицериновый эфир талловой канифоли или глицериновый эфир живичной канифоли, в качестве пластификатора - диэтиловый эфир ортофталевой кислоты или дибутиловый эфир ортофталевой кислоты, а в качестве поверхностно-активного вещества - синтанол АЛМ-10 и дополнительно гидрофильный агент при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Клей казеиновый 22-23,5

Глицериновый эфир талловой канифоли или глицериновый эфир живичной канифоли 16,5-19

Синтанол АЛМ-10 0,1-0,13

Дибутиловый эфир ортофталевой кислоты или диэтиловый эфир ортофталевой кислоты 2,6-3,8

Гидрофильный агент 3,5-4,5

Вода 49,1-55,3