PL215902B1 - Sposób wytwarzania biodegradowalnego środka powłokowego przeznaczonego do modyfikacji powierzchni celulozowych - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania biodegradowalnej powłoki do modyfikacji powierzchni celulozowych, charakteryzujący się tym, że granulat alkoholu poliwinylowego poddaje się procesowi napęczniania, w czasie jednej do sześciu godzin, w wodzie o temperaturze pokojowej, a następnie tak uzyskaną masę łączy się, przez intensywne mieszanie w mieszalniku, z wodą o temperaturze 95°C przez 1 do 3 godzin, dodając plastyfikator oraz korzystnie środki barierowe dla wody i pary wodnej, środki zagęszczające, niezbędne kopolimery i barwniki, aż do uzyskania polimeru o lepkości nie większej jak 1500 MPa, oznaczonej metodą Brookfilda, o udziale alkoholu poliwinylowego od 10 do 50% wagowych, korzystnie od 12 do 18% wagowych oraz udziale plastyfikatora w wysokości 0,3 do 1% wagowych oraz biodegradowalna powłoka wytworzona tym sposobem, nanoszona na materiały celulozowe typu: papier, tektura lita, tektura warstwowa, przeznaczonych do produkcji opakowań dla wyrobów spożywczych, będąca płynną masą o lepkości nie większej jak 1500 MPa, przydatną do nanoszenia na powierzchnię metodą flexodruku, złożoną z 10 do 50% wagowych, a korzystnie z 12 do 18% wagowych alkoholu poliwinylowego i 0,3 do 1,0% wagowych plastyfikatora, w roztworze wodnym.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania biodegradowalnego środka powłokowego przeznaczonego do modyfikacji powierzchni celulozowych, nanoszonego na materiały celulozowe typu: papier, tektura lita, tektura warstwowa, przeznaczonych do produkcji opakowań dla wyrobów spożywczych.

Powszechnie znane są metody wytwarzania warstw ochronnych na wyrobach celulozowych, przez powlekanie folią lub wykładanie opakowań, czy powlekanie materiałami ochronnymi, na przykład z użyciem drogich olejów silikonowych. Takie folie lub inne materiały są połączone trwale lub rozłącznie z materiałem lub wyrobami z celulozy. Nie pozwala to na recykling i biologiczną degradację wyrobów celulozowych bez wcześniejszego usunięcia tych warstw ochronnych. Ponadto sposób łączenia elementów składowych jest pracochłonny i trudny do automatyzacji. Również brak szczelności folii łączonych rozłącznie, powoduje wnikanie tłuszczów i wilgoci w głąb wyrobu celulozowego. Znana jest także metoda wytwarzania warstw ochronnych przez wykonanie warstwy zaporowej na powierzchni wyrobów lub materiałów celulozowych. Warstwy takie są oparte na poli(alkoholach winylowych) lub ich pochodnych, jak opisano w niemieckim opisie patentowym DE 102008040923. Warstwy takie są wytworzone w procesie oksydacyjnego rozszczepiania alkoholi do 1,2 glikoli. W procesie rozszczepiania używane są środki chemiczne, typu jodany, kwas jodowy, w tym także środki z udziałem metali ciężkich, na przykład ołowiu. Te środki, mające poprawić własności barierowe, nie zawsze jednak podlegają pełnej degradacji biologicznej i materiał celulozowy stosowany w opakowaniu nie jest w pełni przydatny do recyklingu.

Celem wynalazku jest opracowanie takiego sposobu wytwarzania biodegradowalnego środka powłokowego przeznaczonego do modyfikacji powierzchni celulozowych, aby zawierał on środki podlegające w pełni degradacji biologicznej i był przydatny do nanoszenia na powierzchnie celulozowe używanymi metodami przemysłowymi, na przykład flexodruk, a równocześnie chronił wyrób celulozowy przed wnikaniem wilgoci i tłuszczów, powodujących zmianę jego wyglądu i własności.

Cel ten osiągnięto w metodzie według wynalazku, w którym wysoko zhydrolizowany granulat poli(alkoholu winylowego) poddaje się procesowi napęczniania w czasie jednej do sześciu godzin, w wodzie o temperaturze pokojowej, a następnie tak uzyskaną masę łączy się, przez intensywne mieszanie w mieszalniku przez 1 do 3 godzin, z wodą o temperaturze 95°C, w ilości zapewniającej uzyskanie roztworu o udziale od 12 do 18% wagowych poli(alkoholu winylowego), dodając plastyfikator z grupy alkoholi w ilości 0,3 do 1,0% wagowych, korzystnie glicerynę lub poli(glikol etylenowy), oraz środki barierowe dla wody i pary wodnej, w postaci wosku pszczelego lub parafiny w ilości do 0,5% wagowych, środki zagęszczające w ilości do 2% wagowych, korzystnie w postaci dekstryny lub węglanu wapnia, oraz w razie potrzeby barwniki i koloidy ochronne, jako środki antypleśniowe, aż do uzyskania polimeru o lepkości nie większej jak 1500 MPa, oznaczonej metodą Brookfielda.

Przykład wykonania biodegradowalnego środka powłokowego według wynalazku opisano poniżej:

Granulowany poli(alkohol winylowy), wysoko zhydrolizowany (PVAL), poddaje się napęcznianiu w wodzie, w temperaturze pokojowej w czasie trzech godzin. Następnie, uzyskaną masę umieszcza się w mieszalniku z wodą o temperaturze 95°C, w ilości zapewniającej uzyskanie roztworu o 15% wagowych, poli(alkoholu winylowego) i intensywnie miesza przez półtorej godziny. Po tym czasie do roztworu dodaje się poli(glikol etylenowy) jako plastyfikator, w ilości 0,5% wagowych; wosk pszczeli jako środek barierowy dla wody, w ilości 0,3% wagowych; węglan wapnia jako środek zagęszczający w ilości 1,5% wagowych oraz koloidy antypleśniowe w ilości 0,05% wagowych a następnie, po półgodzinnym wymieszaniu, oznacza się lepkość roztworu, korygując jej wartość do 1400 MPa, przez dodanie wody lub zagęszczacza i roztwór poddaje się krótkiemu mieszaniu ostatecznemu.

W innym przykładzie wykonania, granulat poli(alkoholu winylowego) poddaje się napęcznianiu w wodzie o temperaturze pokojowej przez cztery godziny. Następnie, tak uzyskaną masę umieszcza się w mieszalniku z wodą o temperaturze 95°C, w ilości zapewniającej uzyskanie roztworu o udziale 17% wagowych, poli(alkoholu winylowego) i intensywnie miesza przez dwie godziny. Po tym czasie do roztworu dodaje się glicerynę jako plastyfikator, w ilości 0,9% wagowych, parafinę jako środek barierowy dla wody, w ilości 0,4% wagowych oraz dekstrynę jako środek zagęszczający, w ilości 1,6% wagowych, a następnie, po półgodzinnym wymieszaniu, oznacza się lepkość roztworu, korygując jej wartość do 1450 MPa, przez dodanie wody lub zagęszczacza i roztwór poddaje się krótkiemu mieszaniu ostatecznemu. Roztwór wytworzony tym sposobem ma postać płynnej masy o lepkości 1450 do 1500 MPa, przystosowanej do nanoszenia metodą flexodruku na powierzchnię celulozową,

PL 215 902 B1 o udziale wagowym poli(alkoholu winylowego) w roztworze równym 16 do 17% wagowych i udziale gliceryny jako plastyfikatora, w ilości 0,9 do 1,0 wagowych; z parafiną, jako środkiem barierowym dla wody, w ilości 0,4 do 0,5% wagowych, a także z 1,5 do 1,7% wagowych dekstryny jako środka zagęszczającego.

Sposób wytwarzania biodegradowalnego środka powłokowego przeznaczonego do modyfikacji powierzchni celulozowych oraz środek powłokowy wytworzony tym sposobem może mieć zastosowanie w wytwarzaniu powłoki bezpośrednio przy produkcji papieru, tektury litej, tektury warstwowej lub opakowań celulozowych i materiałów opakowaniowych, przez naniesienie automatyczne metodą nadruku lub ręczne nakładanie na wybrane powierzchnie wyrobów celulozowych, na przykład kartonów i pudełek na środki spożywcze. Sposób może też być wykorzystany jako metoda wytwarzania środka dostarczanego dla przemysłu produkcji opakowań celulozowych, dla chłodni, magazynów, sklepów w celu uszlachetniania i zabezpieczania powierzchni celulozowych.

Claims (1)

1. Sposób wytwarzania biodegradowalnego środka powłokowego przeznaczonego do modyfikacji powierzchni celulozowych, znamienny tym, że wysoko zhydrolizowany granulat poli(alkoholu winylowego) poddaje się procesowi napęczniania w czasie jednej do sześciu godzin, w wodzie o temperaturze pokojowej, a następnie tak uzyskaną masę łączy się, przez intensywne mieszanie w mieszalniku przez 1 do 3 godzin, z wodą o temperaturze 95°C, w ilości zapewniającej uzyskanie roztworu o udziale od 12 do 18% wagowych poli(alkoholu winylowego), dodając plastyfikator z grupy alkoholi w ilości 0,3 do 1,0% wagowych, korzystnie glicerynę lub poli(glikol etylenowy), oraz środki barierowe dla wody i pary wodnej, w postaci wosku pszczelego lub parafiny w ilości do 0,5% wagowych, środki zagęszczające w ilości do 2% wagowych, korzystnie w postaci dekstryny lub węglanu wapnia, oraz w razie potrzeby barwniki i koloidy ochronne, jako środki antypleśniowe, aż do uzyskania polimeru o lepkości nie większej jak 1500 MPa, oznaczonej metodą Brookfielda.