HU216743B

HU216743B - Keményítőbázisú ragasztóstift és eljárás előállítására

Info

Publication number: HU216743B
Application number: HU9400251A
Authority: HU
Inventors: Horst Donothek; Norbert Döring; Karl-Josef Gardenier; Gerhard Gierenz; Wolfgang Klauck; Bernd Peters
Original assignee: Henkel Kg. Auf Aktien
Priority date: 1991-07-30
Filing date: 1992-07-21
Publication date: 1999-08-30
Also published as: FI103983B; CA2114247C; CA2114247A1; WO1993003109A2; GR3017829T3; CZ19194A3; FI103983B1; ZA925697B; US5433775A; JPH06509377A; FI940382A; EP0596958B1; DE4125122A1; BR9206316A; JP3634357B2; AU2349792A; HU9400251D0; CZ283879B6; PL173729B1; WO1993003109A3

Abstract

A találmány tárgya ragasztókőmpőnensként makrőmőlekűláris anyagőkvizes őldatát, vázanyagként 3–40 tömeg% szappangélt, valamint 0–25tömeg% tővábbi segédanyagőkat tartalmazó ragasztóstift. Aragasztókőmpőnens 5–40 tömeg%, 30%-ős szilárdtest-tartalmú őldatban(20 řC-őn, Brőőkfield szerint mérve) 100–1 000 000 mPas lebőntás űtániviszkőzitású keményítőé er-vegyületet, valamint 0–20 tömeg%vízőldható, illetve vízben diszpergálható pőlimerként pőliűretánt,pőli(vinil-pirrőlidőn)-t és/vagy pőliakrilátőt tartalmaz. ŕ

Description

A találmány tárgya egy keményítővegyületeket és vázanyagként szappangélt tartalmazó vizes készítményből, valamint adott esetben további segédanyagokból álló ragasztóstift. A találmány tárgya továbbá eljárás ilyen stiftek előállítására, valamint ezek alkalmazása.

A ragasztóstiftek (zárható tokban lévő, rúd alakú ragasztóanyagok, melyeket a ragasztandó felületen végighúzva ragadós filmet hagynak maguk után) ma már mindennapi életünk használati tárgyai. Főleg vízoldható, illetve diszpergálható, ragasztó tulajdonságú, nagy molekulájú polimereket, különösen poli(vinil-pirrolidon)-t (PVP) - vizes-szerves folyadékfázisban, oldott állapotban - és vázanyagot tartalmaznak (DE-PS 1811466). Vázanyagként különösen alkálisókat, illetve alifás karbonsavak - különösen a 12-22 szénatomszámú karbonsavak - ammóniumsóit alkalmazzuk. Ha ezeket az önmagukban is ragadós, vizes, ragasztó jellegű polimerkészítményeket kis mennyiségű zsírsavszappan-bázisú vázanyaggal magasabb hőmérsékletre, különösen 50 °C fölé melegítjük, majd hűlni hagyjuk, akkor az anyagkeverék egy olyan, többé-kevésbé szilárd szappangéllé dermed, ahol elsősorban és túlnyomórészt egy formaadó, merev micellastruktúra jelenik meg. Ez lehetővé teszi az ilyen anyagok ismert módon, zárható tokú stiftté történő megmunkálását és formálását. Dörzsölés hatására a micellastruktúra elroncsolódik, pasztaszerű állapotba kerül, melyben már az anyagkeverék ragasztó jellege érvényesül.

Számos kísérlet történt az ilyen ragasztóstiftek vázanyag-módosítás és/vagy az oldószerrel aktivált ragasztóképző komponens megváltoztatása útján történő átalakítására. A DE-OS 2204482 számú szabadalmi leírásból ismert megoldás vázanyagként szorbit és benzaldehid keverékét alkalmazza. A DE-OS 2620721 számú szabadalmi leírás szerint gélesítőanyagként szubsztituált tereftálsavamid-sókat kell felhasználni. A DE-OS 2054503 számú szabadalmi leírásban foglaltak szerint alkálifémsók helyett alifás karbonsavak, szabad hosszú láncú alifás savak vagy ezek észterei alkotják a vázanyagot. A DE-OS 22 19697 számú szabadalmi leírás szerinti megoldás szerint aromás diizocianátok és monoés/vagy dialkanol-aminok reakciótermékét használja gélképző szerként.

Mindezen megoldások ellenére mind a mai napig túlnyomóan a ragasztóstiftek legrégebbi, szappangélbázisú formáját alkalmazzák, melyek leírása a korábban említett DE-PS 1811466 számú szabadalmi leírásban található. Eszerint a PVP vizes-szerves oldószerkeverékkel előállított oldatából alifás karbonsavak alkálisóinak bedolgozásával kapjuk a puhán kenhető ragasztóstifitformát.

A DE 3606382 számú szabadalmi leírásban egy javított ragasztóstiftet ismertetnek, amely a jobb kenhetőség céljából korlátozott mennyiségben rövidszénláncú aminokarbonsavak és/vagy a megfelelő nyílt láncú aminokarbonsavak laktámjait tartalmazza.

További ragasztóstift-bejelentések, illetve szabadalmak még a következők: DE 3921554, DE 37 02871, DE 3328099, DE 2613935, DE 3015268, és DE 2053674. Ez utóbbiból ismeretes, hogy ragasztókomponensként filmképző, természetes és szintetikus polimerek is alkalmazhatók. Számos vegyület közül keményítővegyületként a karboxi-metil-keményítőt nevezi meg. A DE 1811466 számú szabadalmi leírásból a ragasztóstift alkotórészeként vízoldható, illetve diszpergálható ragasztóanyagok, így például etoxilált és propoxilált keményítővegyületek ismeretesek. Amennyiben az ilyen vegyületeket a ragasztóstift túlnyomó vagy kizárólagos alkotórészeként alkalmazzuk, úgy a ragasztóstift, bár valójában használható, mégsem felel meg a formastabilitás, kenhetőség és ragasztóképesség követelményeinek, mivel szerkezete többnyire rücskös, rosszul kenhető és ragasztóképessége nem kielégítő.

Találmányunk célja az, hogy ezeket a hiányosságokat kiküszöböljük, és egy olyan ragasztóstiftet hozzunk létre, mely formastabil, puhán kenhető, ragasztóképessége kielégítő, ugyanakkor oldószermentesen előállítható, valamint olyan nyersanyagokból készül, melyek természetes eredetűek és melyek ökológiai szempontból is kifogástalanok. A szükséges változtatások az előállíthatóságot nem nehezíthetik meg, sőt lehetőség szerint könnyítsék azt.

Meglepő módon azt tapasztaltuk, hogy ilyen ragasztóstift előállítható, ha ragasztókomponensként meghatározott módon, egy bizonyos viszkozitástartományba lebontott keményítőétert alkalmazunk.

A találmány szerinti feladat megoldása tehát egy olyan ragasztóstift, mely ragasztóanyagként makromolekuláris anyagok vizes készítményét és vázanyagként egy szappangélt, valamint kívánt esetben további segédanyagokat tartalmaz, ahol a termék ragasztókomponensként redukált viszkozitású keményítőétert tartalmaz.

„Redukált viszkozitású” keményítőéter alatt azokat a keményítőétereket értjük, amelyek nemcsak messzemenően polimeranalóg módon éterezettek, hanem ezenkívül kémiai és fizikai lebontásuk során viszkozitásuk körülbelül 2 000 000 mPas-nál kisebb lesz (30 tömeg%os oldat, 20 °C, Brookfield).

Ullmann: A műszaki kémia enciklopédiája (4. kiadás, Verlag Chemie, Weinheim/Bergstrasse, 1974) c. műve szerint a keményítőéter formálisan a keményítőmolekula anhidroglükóz-egységének hidroxicsoportja (AGE) és más vegyületek alkoholos hidroxicsoportja között lejátszódó kondenzáció terméke. Ezen étertípusoknak csak néhány vízoldható tagja kerül nagyobb mennyiségben előállításra és ipari felhasználásra. Ide tartoznak bizonyos hidroxi-alkil-keményítők, speciálisan a hidroxietil- és hidroxi-propil-keményítő, valamint a karboxi-metil-keményítő. A találmány szempontjából különösen alkalmasnak bizonyultak a természetes keményítők etilénoxiddal, propilén-oxiddal, butilén-oxiddal és/vagy glicidekkel lejátszódó reakcióinak termékei. Különösen alkalmasak a magasabb szubsztitúciós fokú, előnyösen nemionos keményítőéterek, melyek viszkozitása vizes rendszerekben történő, előnyösen mechanikus kezelés során a kristályos szerkezet lebontása és/vagy oxidatív, savhidrolitikus, enzimes és termikus lebontás útján alacsony szintre áll be, és ezért felhasználásra igen alkalmasak. Különlegesen előnyösek tehát a redukált viszkozitású, nemionos keményítőéterek, különösen a hidroxi-alkil-ke2

HU 216 743 Β ményítő, mivel a legjobb ragasztóstifteket ezek alkalmazása során kapjuk. A szubsztitúciós fok (DS) előnyösen 0,1-2, különösen 0,2-1 értékeket vehet fel. A találmány szerint természetesen eredményesen alkalmazhatunk vegyesen éterezett termékeket is. A találmány szerinti ragasztóstiftek 5-40 tömeg% redukált viszkozitású keményítőétert tartalmaznak, ahol a tömegszázalék-érték a stift össztömegére vonatkoztatva van megadva.

A találmány szerinti, redukált viszkozitású keményítőéterek mellett a ragasztóstift ragasztóanyagként más makromolekuláris vegyületeket - így poliuretándiszperziókat, poli(vinil-pirrolidon)-t és/vagy poliakrilátot is tartalmazhat. A ragasztókomponensek összmennyisége 15-50 tömeg%.

A találmány szerint alkalmazott keményítővegyületek előállítására valójában bármely természetes keményítő felhasználható. Alkalmas keményítők a már említett Ullmann-mű 22. kötetének „Keményítő” fejezetében a 6.2 és 6.4 alfejezetekben találhatók. A gabonakeményítőkön - így például kukorica-, búza vagy rizskeményítő -, valamint a gumóskeményítőkön — így például burgonya- vagy tápiókakeményítő -, a hüvelyeskeményítők - így például borsó- vagy babkeményítő is - alkalmasak.

A találmány szerinti ragasztóstiftek a gélstruktúra kiképzéséhez szappanként célszerűen természetes vagy szintetikus 12-22 szénatomos zsírsavak nátriumsóit tartalmazzák. A zsírsavak előnyösen 14-18 szénatomszámú zsírsavak és ezek keverékei. A zsírsavak nátriumsói, tehát a szappanok, a ragasztóstifitre vonatkoztatott 3-20, előnyösen 5-10 tömeg%-os mennyiségben fordulnak elő.

A találmány szerinti ragasztóstiftekben alkalmazhatók a gyakorlatban a ragasztóstifteknél használatos segédanyagok, a ragasztóstiftre vonatkoztatott 0—25 tömeg%-nyi mennyiségben. Ezek lehetnek például lágyító- és/vagy nedvességszabályzó anyagok, ezek szerves, vízoldható oldószerek, amelyeket általában ragasztóstiftekben alkalmaznak. Mindezek mellett alkalmazhatók még polifunkciós alkoholok, mint például propilénglikol, glicerin, poliglicerin, trimetilol-propán, poliéterglikol, valamint szorbit és/vagy rövid molekulájú keményítőhidrolizátumok, melyek hidrogénredukció során megfelelő poliolokká alakulnak. Alkalmazható például glicerin és polietilénglikol keveréke. A fenti nem illékony oldószerek a stifit víztartalmára vonatkoztatva legfeljebb 50 tömegszázaléknyi mennyiségben lehetnek jelen.

A leírt fő alkotók mellett alkalmazhatók további segédanyagok is, melyek például a könnyű és lágy kenhetőséget segítik elő. Ilyen anyagok például az aminokarbonsavak és/vagy ezek laktámjai, melyek 1-12, előnyösen 4-8 szénatomosak lehetnek. Az előbb említett vegyületek gyakorlati felhasználásnál előnyösen alkalmazott képviselői az epszilon-kaprolaktám valamint az ebből levezethető 7-aminokapronsav. Az alkalmazott laktámok vagy a megfelelő aminokarbonsavak mennyisége a gyakorlatban nem lépi túl a 15 tömegszázalékot, lehet például 1-10 tömegszázalék a stift össztömegére vonatkoztatva.

A találmány szerinti ragasztóstiftek további segédanyagokként pigmenteket, színezőanyagokat, illatanyagokat, tartósítóanyagokat és ehhez hasonlókat is tartalmazhatnak, ezen anyagok mennyisége azonban a szokásos. További lehetséges adalékokként megemlíthetjük a töltőanyagokat, optikai világosítókat, dextrineket, cellulózvegyületeket és szerkezetileg nem bontott keményítővegyületeket. A találmány szerinti ragasztóstiftek további adalékai lehetnek mannánok, különösen galaktomannánok. Különösen alkalmasak a jánoskenyérfa gyümölcséből és guarlisztből nyert galaktomannánok. A lebontott keményítőéterek kis része pótolható lebontott mannánokkal. Az egyes komponensek mennyisége a ragasztóstiftben előnyösen a következőképpen alakul: 3-10 tömeg% szappan, 5-40 tömeg% redukált viszkozitású keményítőéter és 0-25 tömeg% segédanyag, 0-20 tömeg% vízoldható, illetve diszpergálható polimer. Az elegyet 100 tömeg%-ra vízzel pótoljuk ki.

A keverék feldolgozása önmagában ismert módon, a redukált viszkozitású keményítőéter, a szappanalkotó és a további segédanyagok legalább 50, előnyösen azonban 80 °C-ra melegített vizes oldatában történik. Előnyös, ha ezeket a keverékeket, amelyek az említett hőmérséklettartományban könnyen önthetők, közvetlenül stifthéjakba vagy hasonló borításokba töltjük, és mechanikai ráhatás nélkül hagyjuk, hogy a kívánt géllé dermedjen. A redukált viszkozitású keményítőéter vizes készítményeit előnyösen úgy állíthatjuk elő, hogy a keményítőétert vízzel elkevetjük, majd a keményítőéter szerkezetét mechanikai ráhatással - teljesen irreverzíbilisen — megbontjuk és/vagy a keményítőétert oxidáljuk, savkatalizáltan, enzimatikusan, illetve termikusán lebontjuk. Ennél előnyösen 20-70 tömeg% keményítőéter-tartalmú koncentrált rendszereket használunk, mivel úgy találtuk, hogy a technikai megmunkálás ezen koncentrációtartományban a legegyszerűbb. Végül a vizes készítményeket leírt módon a szokásos alkotórészekkel összekeverjük. Szükség esetén a keményítőkészítményeket a többi alkotóval való elegyítés előtt előnyösen 20-40 tömegszázalékos keményítőéter-tartalomig hígíthatjuk.

Az ilyen vizes rendszerek mechanikai lebontását szakember által ismert mechanikai készülékekben, előnyösen a fentiekben megadott, növelt koncentráció mellett végezhetjük. Ilyen célokra alkalmazható készülékek például a dagasztógépek, az extrudálók, a rázó-forgó gépek és/vagy keverőberendezések. A vizes keményítőrendszerek szerkezetének lebontási foka a koncentráció, a hőmérséklet, a kezelési idő és a keverés függvénye. A lebontási foknak előnyösen az elérhető határérték közelébe kell esnie. A lebontási fok az oldatviszkozitások megállapítása útján meghatározható. A lebontást a ragasztóstiftmasszák előállítása során feltétberendezések segítségével is végezhetjük, melyekben kielégítő lebontási fok érhető el. A lebontási fok a találmány szerint akkor elfogadható, ha az alkalmazott keményítőéter 30 tömeg%-os vizes oldatának viszkozitása 20 °C-on Brookfield szerint 100-1000000 mPas, előnyösen 2000-100000mPas, különösen 3000-30000 mPas. Különösen alkalmasnak bizonyultak azok a ragasztóstiftek, amelyek 5-10 tömeg%-nyi 1000000-50000 mPas-os viszkozitású, vagy

HU 216 743 Β

10-30 tömeg%-nyi 100 000-2000 mPas-os viszkozitású, vagy 30-50 tömeg%-nyi 30000-100 mPas-os viszkozitású, találmány szerinti keményítőétert tartalmaztak. Ezenkívül ragasztókomponensként további polimerek is hozzáadhatok, összesen 50 tömeg%-ig a ragasztóstift össztömegére vonatkoztatva.

A keményítő- vagy keményítőéter-szerkezetek mechanikai lebontása kiegészíthető vagy helyettesíthető a keményítőmolekula találmány szerinti viszkozitásszinten történő kémiai lebontásával. A keményítő-, illetve keményítőéter-molekulák részleges kémiai lebontása történhet a keményítőszerkezet mechanikai lebontása előtt vagy után. Mindkét eljárás egymástól függetlenül, külön-külön alkalmazható. A keményítőéter viszkozitásának a találmány szerinti értékre történő csökkentése kizárólag kémiai lebontás útján is elérhető. A keményítőmolekula lebontása a szakember által ismert oxidatív, savhidrolitikus, enzimatikus vagy termikus eljárás útján történhet. A keményítők gyakorlati lebontásának részletesebb leírása az „Ullmann műszaki kémiai enciklopédia” (4. kiadás, Verlag Chemie, Weinheim, 1974) c. műben található. Az oxidatív lebontáshoz előnyösen használható oxidálószer a krómsav, permanganát, hidrogén-peroxid, nitrogén-dioxid, hipoklorit, peijodát és persavak, mint például perecetsav. A savhidrolitikus lebontáshoz előnyösen alkalmazott sav a sósav, kén- vagy foszforsav, de más savak, mint például ecetsav, oxálsav, kénessav, perklórsav vagy triklórecetsav alkalmazása is lehetséges. Keményítőbontó enzimként alfa- és béta-amiláz, valamint glükoamilázok és oldallánclebontó enzimek alkalmazhatók.

A találmány szerinti ragasztóstiftek nagy ragasztóképességűek, anyagok - különösen papír és/vagy karton - felületi rögzítésére, ragasztására alkalmasak, ezenkívül szükség esetén vízoldható lágyítószerek (vízoldható szerves oldószerek), illetve nedvességszabályzó anyagok (szintén vízoldható szerves oldószerek) alkalmazása nélkül is előállíthatók.

A találmány szerinti ragasztóstiftek lágy kenhetőségükkel tűnnek ki, csekély erő hatására is egyenletes filmréteget kapunk.

A nyomásállósági értékek 30-70 N között mozognak 16 mm-es átmérő esetén.

Példák

Különböző keményítőétereket kéthullámú Z-dagasztóban, vizes közegben, 70-75 tömeg%-os szilárdanyagkoncentráció mellett, 80 °C-on 3 órán át keverünk, majd vízzel 30 tömeg%-os szilárdanyag-tartalomig hígítjuk. Ezután Brookfield-féle viszkoziméterrel méijük a szobahőmérséklethez (RT) tartozó oldatviszkozitásokat.

1. táblázat

Különböző vizes keményítőéter-oldatok (30 tömeg%-os) szobahőmérsékleten mért viszkozitása.

Vizsgált anyag	Viszkozitás (mPas)
Keverés után	Keverés előtt
HES-K 250	11700	>2000000
HES-K 500	9000	>2000000

Vizsgált anyag	Viszkozitás (mPas)
Keverés után	Keverés előtt
HES-K 750	5 700	>2 000000
HES-K 1000	5 200	>2000000
HES-K 1250	2 700	>2000000
HPS-K 100	19000	>2000000
HPS-K250	12 000	>2 000000
HPS-K 500	8000	>2000000
HPS-K 750	3 400	>2 000000
HPS-K 1000	4500	>2000000
HPS-K 1250	3600	>2 000000
HE/HPS-K 250/250	10000	>2 000000
HE/HPS-K 500/500	11800	>2000000
HE/HPS-K 1000/1000	16 200	>2 000000
HBS-K 750	4700	>2 000000
HBS-K 1250	2 700	>2 000000
DHPS-K 500	6 700	>2000000
DHPS-K 1000	18000	>2000000
HPS-M 750	7100	>2 000000
HPS-T 750	7 700	>2 000000
CMS-K 240/16	75000	>2000000

2. táblázat

Különböző vizes keményítőéter-oldatok (10 tömeg%-os) keverés előtti és utáni, szobahőmérsékleten mért viszkozitásának összehasonlítása.

Vizsgált anyag	Viszkozitás (mPas)
Keverés után	Keverés előtt
HES-K 1000	200	86000
HPS-K 1000	200	64000
HPS-M 750	350	48000
HPS-T 750	360	84000
DHPS-K 1000	730	96000

Mint az az 1. és 2. táblázatból látható, a keményítőoldatok kezelés előtti viszkozitása nagyságrendekkel nagyobb, mint a kezelés után.

Definíciók:

HPS:	hidrox-ipropil-keményítő
HBS:	hidroxi-butil-keményítő
DHPS:	dihidroxi-propil-keményítő
K, M,T:	burgonya-, kukorica-, illetve tápióka-keményítő bázisú
100:	keményítő/polimer mólarány = 1:0,100
750:	keményítő/polimer mólarány= 1:0,750
1000:	keményítő/polimer mólarány= 1:1,000
HES:	hidroxi-etil-keményítő
HE/HPS:	hidroxi-etil-hidroxipropil-keményítő
CMS:	karboxi-metil-keményítő
240/16:	keményítő/MCAc mólarány = 1:0,240 keményítő/GCH-PGE mólarány = 100:0,016 GCH-PGE: bisz-glicerinklórhidrin-poliglikol-éter (mólsúly: 780) MCAc: metil-cellulóz-acetát

HU 216 743 Β

I. A keményítőéter-oldatok előállítása

Példák a keményítő mechanikai kezelés útján történő lebontására.

1. példa

Z-dagasztóban történő lebontás (lásd még 1. és 2. táblázat):

1,8 kg HES-K 1250 keményítőétert 440 ml vízzel

80,4 tömegszázalékos szilárdanyag-koncentráció mellett kéthullámú Z-dagasztóban, 80 °C-on 3 órán át keverünk. Lehűlés után további keverés mellett az anyagot vízzel óvatosan 30 tömeg%-os szilárdanyag-tartalomig hígítjuk. Az így kapott oldat szobahőmérsékleten, Brookfield-féle viszkoziméterrel mért viszkozitása 3600 mPas.

2. példa

Lebontás keresztlapátos keverővei:

kg HPS-K keményítőétert (szilárdanyag-koncentráció: 41,5 tömegszázalék) egy keresztlapátos keverő vei ellátott reaktorban 60-65 °C-on 5 órán át kevertetünk, végül a reaktorban lévő anyagot vízzel óvatosan 30 tömeg%-os szilárdanyag-tartalomig hígítjuk. Az így kapott oldat szobahőmérsékleten, Brookfield-féle viszkoziméterrel mért viszkozitása 14000 mPas.

3. példa

Lebontás rázó/keverő rendszerben:

Egy 6 kg HPS-K 750-et (szilárdanyag-koncentráció: 42 tömeg%) tartalmazó tárolóedényből a keményítőétert 75-80 °C-on folyamatosan egy nagy fordulatszámú rázó/keverő gépbe továbbítjuk, innen körforgásszerűen visszajuttatjuk a tárolóba, majd 1 órás, 120-160 kg/h tömegáramú, 75-80 °C melletti keverés után a kísérletet befejezzük. Az így kapott oldat szobahőmérsékleten, Brookfield-féle viszkoziméterrel mért viszkozitása 6000 mPas.

4. példa

Lebontás kéthullámú extrudálóban:

1,5 tömegrész HES-K 1250 keményítőétert és 0,5 tömegrész vizet 75 tömegszázalékos szilárdanyagkoncentráció mellett kéthullámú extrudálóban 80 °C-on 3 órán át kevertetünk. Lehűlés után további keverés mellett az anyagot vízzel óvatosan 30 tömeg%-os szilárdanyag-tartalomig hígítjuk. Az így kapott oldat szobahőmérsékleten, Brookfield-féle viszkoziméterrel mért viszkozitása 4000 mPas.

5. példa

Oxidatív lebontás:

17,9 kg HPS-T 750 keményítőéterhez (szilárdanyag-tartalom: 40,7 tömeg%, 60 °C-on 41,8 g

32,1 tömeg%-os hidrogénperoxid-oldatot adunk, az oldatot 83 °C-ra melegítjük, majd 2,5 órán át keverjük, miközben az oldat besűrűsödik. Az így kapott oldat 20°-on, Brookfield-féle viszkoziméterrel mért viszkozitása 9000 mPas. (szilárdtest-tartalom: 30 tömeg⁰/»)

6. példa

Savhidrolitikus lebontás:

1000 ml-es keverős üveghengerben 432 g HPS-T 750 keményítőéter-oldatot (szilárdanyag-koncentráció:

40,7 tömeg%) 28 g vízzel hígítunk és 126 ml 2 mólos sósavval 1,2 pH-ig savanyítjuk, végül az oldatot 40 percig 65 °C-on melegítjük. Az így kapott oldat szobahőmérsékleten, Brookfield-féle viszkoziméterrel mért viszkozitása 5700 mPas.

7. példa

Enzimatikus lebontás:

1000 ml-es keverős üveghengerben 508 g HPS-T 750 keményítőéter-oldatot (szilárdanyag-tartalom

40,7 tömeg%) 41 g vízzel és 121 ml 2 mólos sósavval hígítunk, 65 °C-osra melegítjük és pH-ját 2 mólos sósavval 6-ra állítjuk be. Az oldathoz 6,6 mg alfa-amilázt (BÁN 800 móltömeg, KNU/g) adunk és 30 percig 65 °C-on keverjük. Végül az oldatot visszafolyás mellett forraljuk az enzim inaktiválása céljából. Az így kapott oldat szobahőmérsékleten, Brookfield-féle viszkoziméterrel mért viszkozitása 5400 mPas.

II. Keményítőéterstift-példák A: redukált viszkozitású keményítőéter (találmány szerinti);

B: nem redukált viszkozitású keményítőéter (nem a találmány szerinti).

A keményítőéterek szabad alkálirészt tartalmaznak, melyek általában elegendőek a zsírsavak elszappanosítására.

A következő példákban ezért csak akkor adagolunk további nátrium-hidroxidot, amennyiben ez a teljes elszappanosításhoz szükséges. A stiftek az előző példarészben leírtak szerint kerültek előállításra.

„A ” keményítőéterstift-példák

IA példa

22.5 g mechanikai úton bontott HPS-K 750

4.2 g 16 szénatomszámú monokarbonsav

1.3 g 18 szénatomszámú monokarbonsav 1,0 g 14 szénatomszámú monokarbonsav

6.5 g szorbitoldat

10,0 g glicerin

54.5 g víz kenhetőség: lágy nyitott idő: 50 mp kötési idő: 3,5 perc nyomásállóság: 45 N/16 mm átmérő

2A példa

23,2 g oxidatív úton bontott HPS-T 750

5.5 g 16/18 szénatomszámú monokarbonsav

9.5 g szorbitoldat 7,0 g glicerin

3,0 g 1,2-propilénglikol

51,8 g víz kenhetőség: lágy nyitott idő: 60 mp

HU 216 743 Β kötési idő: 3-4 perc nyomásállóság: 48 N/16 mm átmérő

3A példa

24,5 g mechanikai úton bontott HE/HPS-K 1000 6,0 g 16/18 szénatomszámú monokarbonsav

10,0 g szorbitoldat

10,0 g glicerin 0,2 g nátrium-hidroxid

49.3 g víz kenhetőség: sima, lágy nyitott idő: 50-60 mp kötési idő: 3,5 perc nyomásállóság: 46-48 N/16 mm átmérő

4A példa

23,7 g mechanikai úton bontott HE/HPS-K 1000

5.5 g 16/18 szénatomszámú monokarbonsav

6.5 g szorbitoldat 8,0 g glicerin

56.3 g víz kenhetőség: lágy nyitott idő: 50-60 mp kötési idő: 3 perc nyomásállóság: 43-44 N/16 mm átmérő

5A példa

24.3 g mechanikai úton bontott HPS-M 750

5.5 g 16/18 szénatomszámú monokarbonsav

10,0 g szorbitoldat

9,0 g glicerin

2,0 g nátrium-hidroxid

49.2 g víz kenhetőség: lágy nyitott idő: 50 mp kötési idő: 3-4 perc nyomásállóság: 48-50 N/16 mm átmérő

6A példa

24.3 g mechanikai úton bontott HBS-K 750

5,5 g 16/18 szénatomszámú monokarbonsav 8,0 g szorbitoldat

9,0 g glicerin

1,0 g nátrium-hidroxid

4,0 g 1,2-propilénglikol

49.3 g víz kenhetőség: lágy nyitott idő: 45-60 mp kötési idő: 2,5-3 perc nyomásállóság: 45 N/16 mm átmérő

7A példa

24,5 g mechanikai úton bontott DHPS-K 1000

5,5 g 16/18 szénatomszámú monokarbonsav 9,0 g szorbitoldat

8,0 g glicerin 1,0 g nátrium-hidroxid

52,0 g víz kenhetőség: lágy nyitott idő: 50-60 mp kötési idő: 2,5-3 perc nyomásállóság: 44 N/l 6 mm átmérő

8A példa

20,0 g mechanikai úton bontott HPS-M 750

5,5 g 16/18 szénatomszámú monokarbonsav

10,0 g szorbitoldat

8,0 g glicerin

2,0 g nátrium-hidroxid

4,3 g PVP

2,0 g kaprolaktám

49,3 g víz kenhetőség: lágy nyitott idő: 50-60 mp kötési idő: 2,5-3 perc nyomásállóság: 50 N/16 mm átmérő

9A példa

15,0 g mechanikai úton bontott HPS-M 750

7,0 g savhidrolitikusan bontott HPS-T 750

5,5 g 16/18 szénatomszámú monokarbonsav 10,0 g szorbitoldat

8,0 g glicerin 3,3gPVPK80 1,0 g kaprolaktám

48,2 g víz kenhetőség: lágy nyitott idő: 50-60 mp kötési idő: 2-3 perc nyomásállóság: 43 N/16 mm átmérő

10A példa

15,0 g oxidatív úton bontott HPS-T 750

7,0 g enzimatikusan bontott HPS-T 750

5.5 g 16/18 szénatomszámú monokarbonsav

10,0 g szorbitoldat

7,0 g glicerin 3,0 g PVP K90 3,0 g kaprolaktám

48,2 g víz kenhetőség: lágy nyitott idő: 40-50 mp kötési idő: 1,5-2,5 perc nyomásállóság: 41 N/16 mm átmérő

A PVP K80 és PVP K90 a BASF cég által gyártott poli(vinil-pirrolidon)-ok.

Szorbitoldat alatt 70 tömeg%-os vizes oldat értendő.

„ B -keményltőéterstift-példák 1B példa

21,5 g HPS-K 750

6.6 g 16/18 szénatomszámú monokarbonsav 8,0 g szorbitoldat

7,0 g glicerin

5,0 g 1,2-propilénglikol

51,9 g víz

HU 216 743 Β

2B példa

21.5 g HPS-T 750

6.5 g 16/18 szénatomszámú monokarbonsav

8,0 g szorbitoldat

7,0 g glicerin

5,0 g 1,2-propilénglikol

51,9 g víz

3B példa

23,8 g HPS-K 750

6.6 g 16/18 szénatomszámú monokarbonsav

7.5 g szorbitoldat

6,0 g glicerin

6,0 g 1,2-propilénglikol

1.5 g polietilén-glikol

48.6 g víz

A ragasztóstiftek mindhárom esetben legalább 2000000 mPas viszkozitású keményítőéterből készültek, gyakorlati felhasználásra alkalmatlanok voltak:

- A kenhetőség sima és sávhúzó volt.

- A szerkezet darabos volt, így olyan egyenetlen ragasztófilmet kaptunk, ahol az egyenetlenség a papírok összeragadása után is látható volt.

- A ragasztóhatás oly kis mértékű volt, hogy a papírokat sem rögzítette szilárdan.

Ezenkívül az ilyen ragasztóstiftek előállítása különböző nehézségekbe ütközött:

- A töltet egyenetlen volt és légbuborékokat tartalmazott.

- A stift aljához való rögzíthetőség nem volt kielégítő.

- A ragasztómassza a kitöltésnél sávokat húzott.

Ragasztóstiftek minőség-ellenőrző eljárásai Nyomásállóság:

Nyomásállóság alatt a stifltforma összetörésekor a hossztengellyel párhuzamosan kifejtett maximális nyomóerőt értjük. A nyomásállóság mérésére a 464L vizsgálókészüléket használtuk. (709-es mérőfej, gyártó: Firma Erichsen, Simonshöfchen 31, 56 Wuppertal 11)

A közvetlenül a henger tetejénél elmetszett, legalább 30 mm-es ragasztót két befogódarab közé illesztettük, mely befogók körülbelül 10 mm vastag, a stifthez illeszthető 3 mm mély, kör alakú bemélyedést tartalmazó kemény PVC-ből készült lapok. A befogódarabokkal ellátott stiftet a nyomásállóság-mérő vizsgálólapjának középpontjába állítottuk. Az erőmérő berendezés laptól mért magasságát a vizsgált darabnak megfelelően állítottuk be. Ezután a mérőfejet körülbelül 70 mm/perc sebességgel mozgatva fokozatosan növekvő erőt fejtettünk ki a stiftre. A legnagyobb nyomóerő elérése után az értéket a digitális kijelzőről olvashattuk le.

Kötési idő:

Hogy meggyőződjünk arról, hogy a ragasztóstift ragasztótulajdonságai a felhasználási céloknak megfelelőek-e, különböző próbaragasztásokat végeztünk és értékeltünk. Ezek a következők voltak:

Egyik oldalán bevont fehér krómpapírokat (100 g/m²súlyú) és a vizsgálandó ragasztóstifteket legalább 24 órán át 20° C-on és 65% relatív páratartalom mellett klimatizáltuk. A papírt 5 cm széles és 30 cm hosszú csíkokra vágtuk. A papírcsíkok nem bevont oldalán kétszer - lehetőleg ugyanolyan erővel - végighúztuk a ragasztóstiftet, miközben egyenletes réteget kaptunk. Közvetlenül ezután erre a csíkra egy nem beragasztózott csíkot illesztettünk a nem bevont oldalával befelé, és kézzel rányomtuk. Ezután megpróbáltuk a csíkokat egymástól lassan elválasztani. Azt az időt neveztük kötési időnek, amely addig telt el, míg a két csík elválasztása a teljes szélességen papírszakadással járt.

Nyílt idő:

Nyílt idő alatt a ragasztó felkenésétől számított azon idő értendő, amely alatt a ragasztandó anyagokat mindenképpen össze kell illeszteni ahhoz, hogy a kötés után az elválasztási próba során a teljes papírszakadás bekövetkezzen. A módszer a kötési idő meghatározásánál alkalmazotthoz hasonló, azzal a különbséggel, hogy itt a papírcsíkokat csak meghatározott idő után illesztettük össze. így például 15 másodperccel kezdve a késleltetés mindig további 15 másodpercig tartott. Lassan kötő ragasztóknál, melyek nyílt ideje előreláthatólag hosszabb, értelemszerűen hosszabb időközöket választottunk.

Kenhetőség:

A kenhetőség értékelése legalább két vizsgálószemély szubjektív ítéletén alapult. Ezen belül a felhasználási tulajdonságok a következőképpen sorolhatók be: sima, lágy, erőtlen, morzsolódó, síkos, kemény, puha, sávhúzó.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Ragasztókomponensként makromolekuláris anyagok vizes oldatát, vázanyagként 3-40 tömeg% szappangélt, valamint 0-25 tömeg% további segédanyagokat tartalmazó ragasztóstift, azzal jellemezve, hogy ragasztókomponensként 5-40 tömeg%, 30 tömeg%-os szilárdtest-tartalmú oldatban (20 °C-on, Brookfield szerint mérve) 100-1000000 mPas lebontás utáni viszkozitású keményítőéter-vegyületet, valamint 0-20 tömeg% vízoldható, illetve vízben diszpergálható polimerként poliuretánt, poli(vinil-pirrolidon)-t és/vagy poliakrilátot tartalmaz.
2. Az 1. igénypont szerinti ragasztóstift, azzal jellemezve, hogy a keményítőéter nemionos, és különösen természetes keményítők és etilén-oxid, propilén-oxid, butilén-oxid és/vagy glicidek reakcióterméke.
3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti ragasztóstift, azzal jellemezve, hogy 0,1-2, előnyösen 0,2-1,0 szubsztitúciós fokú keményítőétert tartalmaz.
4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti ragasztóstift, azzal jellemezve, hogy a keményítővegyület viszkozitása fizikai, különösen mechanikai, valamint kémiai, így termikus, savhidrolitikus, enzimatikus vagy különösen oxidatív lebontással vagy ezek kombinációjával redukált.
5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti ragasztóstift, azzal jellemezve, hogy a keményítőéter olyan keményítővegyület, melynek lebontás utáni viszkozitása 30 tö7

HU 216 743 Β meg%-os szilárdtest-tartalmú oldatban (20 °C-on, Brookfield szerint mérve) 2000- 100000 mPas, előnyösen 3000-30000 mPas.
6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti ragasztóstift, azzal jellemezve, hogy 5-10 tömeg%-nyi 1000000-50000 mPas-os viszkozitású, vagy 10-30 tömeg%-nyi 100000-2000 mPas-os viszkozitású, vagy 30-50 tömeg%-nyi 30000-100 mPas-os viszkozitású keményítőétert tartalmaz, ahol a tömeg%os értékek a ragasztóstift össztömegére vonatkoznak, és a viszkozitásértékek alatt a 20 °C-on 30 tömeg%-os oldatban mért értékek értendők.
7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti ragasztóstift, azzal jellemezve, hogy az össztömegre vonatkoztatott - redukált viszkozitású - keményítőéter-tartalom legalább 5 törneg%, előnyösen 10 tömeg%-nál, különösen előnyösen 15 tömeg%-nál nagyobb, és maximális összmennyisége 50 tömeg% lehet.
8. Az 1 -7. igénypontok bármelyike szerinti ragasztóstift, azzal jellemezve, hogy a gélstruktúra kiképzéséhez szappanként természetes vagy szintetikus, 12-22 szénatomos, előnyösen 14-18 szénatomszámú zsírsavak nátriumsóit tartalmazza.
9. Az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti ragasztóstift, azzal jellemezve, hogy a zsírsavak nátriumsóit a ragasztóstift össztömegére vonatkoztatott 3-20, előnyösen 5-10 tömeg%-os mennyiségben tartalmazza.
10. Az 1-9. igénypontok bármelyike szerinti ragasztóstift, azzal jellemezve, hogy segédanyagokként lágyítókat, pigmenteket, színezőanyagokat, illatanyagokat, tartósítóanyagokat és/vagy nedvességszabályzó anyagokat, valamint kívánt esetben további vízoldható és/vagy vízben diszpergálható polimereket tartalmaz.
11. Az 1-10. igénypontok bármelyike szerinti ragasztóstift, azzal jellemezve, hogy 3-10 tömeg% nátriumszappant, 5-40 tömeg% redukált viszkozitású keményítőétert, 0-25 tömeg% segédanyagot, 0-20 tömeg% vízoldható, illetve vízben diszpergálható polimert tartalmaz, és az elegyet 100 tömeg%-ra vízzel pótoljuk ki.
12. Eljárás az 1 -11. igénypontok bármelyike szerinti ragasztóstift előállítására, melynek során egy ragasztókomponenst tartalmazó vizes rendszert, gélképző alkotórészként 3-10 tömeg% szappant és 0-25 tömeg% további segédanyagot összekeverünk, az elegyet 50 °C hőmérsékletre melegítjük, és a kapott homogén keveréket mechanikus beavatkozás kizárásával gélképződésig hűtjük, azzal jellemezve, hogy olyan ragasztókomponenst alkalmazunk, mely 5-40 tömeg%, 30%-os szilárdtesttartalmú oldatban (20 °C-on, Brookfield szerint mérve) 100-1000000 mPas lebontás utáni viszkozitású keményítőéter-vegyületet és 0-20 tömeg% vízoldható, illetve vízben diszpergálható polimerként poliuretánt, poli(vinil-pirrolidon)-t és/vagy poliakrilátot tartalmaz, a ragasztóstift össztömegére számítva.