Улучшенная клеевая композиция

Улучшенная клеевая композиция

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к клеевым композициям, которые находят свое основное применение в бумажной и картонной промышленности. Такие клеевые композиции очень часто главным образом основываются на природных полимерных продуктах, чаще всего на крахмале и/или декстрине, но также могут быть полностью или частично на основе подходящего синтетического адгезивного полимера, например, поливинилового спирта. Изобретение, в частности, относится к клеям, которые могут быть использованы в контакте с пищевыми продуктами, и даже могут быть использованы как часть продуктов. Настоящее изобретение также относится к изготовлению и применению таких клеевых композиций.

Уровень техники

Клеевые композиции на основе крахмала и его природных и синтетических альтернатив, находят много промышленных применений, например, в производстве гофрированного картона, бумажных мешков, бумажных коробок, картонной или тарной упаковки, переплетов книг или намотке труб, обойного клея, в производстве слоистого строительного картона, гуммированной ленты или бумаги, конверта на клею, школьного клея, бутылочных этикеток и в текстильных клеях.

Крахмал является природным полимерным материалом, который находится почти в каждом растении, углеводом, состоящим из большого количества звеньев глюкозы. Он вырабатывается всеми зелеными растениями, как хранилище энергии, для хранения их глюкозы в виде полисахаридного полимера, который нерастворим в воде и является значительно более компактной формой, чем глюкоза. Он состоит из двух типов молекул: линейной и спиральной амилозы и разветвленного амилопектина. Молекулы крахмала самоупаковываются в растениях в полукристаллических гранулах и каждый вид растений имеет уникальный размер гранул крахмала. Чистый крахмал является порошком, нерастворимым в холодной воде, но который может быть превращен в водорастворимую форму при нагревании.

Многие растения можно высушить и измельчить или размолоть для получения муки, содержащей крахмал. Это сухой, простой и недорогой процесс, который дает муку, содержащую крахмал вместе с другими компонентами, обычно, такими как, клейковина и клетчатка. Крахмал более высокой чистоты, с другой стороны, как правило, производится мокрым и более сложным процессом, в котором натуральный продукт, такой как кукуруза, обычно сначала размягчают, чтобы разорвать связи между отдельными компонентами зерна, также называемым процессом вымачивания, с последующим мокрым измельчением или размолом, промывкой и просеиванием или грохочением для отделения других компонентов с относительно высокой чистотой. Обработка кукурузы, например, приводит к образованию так называемой замочной воды, содержащей все водорастворимые ингредиенты, и дальнейшие промывка и разделение приводят к крахмалу, отделенному от зародыша, волокна и клейковины в качестве побочных продуктов. Зародыш, клейковину и волокна обезвоживают и сушат при помощи фильтров, прессов и сушилки. Зародыш обычно далее перерабатывают для извлечения кукурузного масла, а оставшиеся волокна, как правило, возвращают на корм скоту.

Для производства технического и продовольственного крахмала, суспензию крахмала после стадий промывки и разделения обычно обезвоживают в центрифугах для получения "кека" крахмала, который затем диспергируют в потоке горячего воздуха и выполняют мгновенную сушку до заданного содержания воды около 10%. Особую осторожность необходимо соблюдать для предотвращения перегрева крахмала в присутствии влаги, из-за риска начала гелирования, и такой продукт также может проявлять нежелательно высокую чувствительность к каустической соде.

Сегодня основным источником коммерческих крахмалов являются кукуруза или маис, картофель, тапиока и пшеница, а также используют в промышленном масштабе рис, батат, саго, маранта и маш (фасоль золотистая).

Качество получаемого крахмала зависит от исходного материала, и, как в случае любого натурального сырья, на свойства заготовленных растений могут влиять многие факторы, такие как температура, время солнечного освещения, влажность, осадки, год посадки, влажность почвогрунта, плотность посадки и количество удобрений.

Химический состав полимера крахмала делает его хорошим клеем, свойство, которое было известно и используется с древних времен. Сырой, необработанный или не-клейстеризованный крахмал, также называемый "крахмальная крупка", не растворяется в холодной воде, то есть в воде при температуре окружающей среды или ниже. Крахмал становится растворимым в воде только при нагревании. В нагретой воде гранулы набухают и разрушаются, теряется полукристаллическая структура и более мелкие молекулы амилазы начинают вымываться из гранул, образуя структуру, которая удерживает воду и повышает вязкость смеси.

Это превращение гранул крахмала называют клейстеризацией. Температура клейстеризации или температура гелирования крахмала в воде является температурой, при которой смесь начнет густеть и усиливаются ее связующие свойства. Хотя она часто выражается одной температурой, на самом деле это диапазон температур, зависящий от размера молекул и состава крахмала, и, следовательно, сильно зависящий от сырья. Точка гелирования крахмала в клеевой промышленности очень важна, так как она определяет температуру, необходимую для гелирования нанесенного клея и осуществления своей функции связывания после испарения лишней воды.

Однако для современного промышленного применения на машинах для гофрирования, работающих на скоростях свыше 300 м/мин, сам крахмал слишком медленно проявляет свои адгезивные свойства, то есть его "клейкость", а также его вязкость в воде слишком мала. "Точка клейстеризации" крахмальной крупки обычно составляет 77°С или выше. Известно, что температура клейстеризации крахмала может быть снижена, например, добавлением основания. Достаточное количество сильного основания, такого как каустическая сода или кальцинированная сода, может даже полностью клейстеризовать крахмал при комнатной температуре или при более низкой температуре, и перевести его в форму, растворимую в холодной воде. Поэтому промышленные клеи на основе крахмала выполнены довольно сильно основными. Поэтому для снижения точки гелирования, необходимость в котором обусловлена требованиями снижения потребления энергии и более высокой скорости обработки, рН клея на основе крахмала обычно составляет, по меньшей мере, 12,2 или выше, во многих случаях рН может быть выше 13,0. Поэтому обычный крахмальный клей как правило содержит большое количество свободного основания, обычно NaOH.

Крахмал может быть предварительно нагрет или предварительно клейстеризован и затем высушен, так чтобы его можно было использовать для загущения сразу в холодной воде. Крахмал может быть химически модифицирован, чтобы обеспечить нормальное действие крахмала в условиях, часто встречающихся в процессе обработки или хранения, таких как высокая температура, высокое усилие сдвига, низкий рН, замораживание/оттаивание и охлаждение. Типичными модифицированными крахмалами для технического применения являются катионные крахмалы, гидроксизтилкрахмал и карбоксиметилированные крахмалы.

Основным непродовольственным применением крахмалов является их использование в производстве бумаги и гофрированного картона, совместно потребляющих миллионы метрических тонн крахмала в год. Почти весь производимый сегодня гофрокартон склеен клеем на основе крахмала, прежде всего, с использованием немодифицированных нативных крахмалов. Содержащие сырой крахмал водные клеевые композиции наносят на поверхность бумаги или картона, вода мигрирует по порам бумаги или картона и захватывает гранулы крахмала, которые при использовании нагрева и давления, и за счет присутствия основания набухают и клейстиризуются, и выступают в качестве быстрого и прочного клея, образуя структуры, необходимые для получения требуемого соединения. Избыток воды, т.е. воду не поглощенную гранулами крахмала, затем обычно удаляют испарением.

Вязкость клея, содержащего только крахмальную крупку, воду и некоторое количество каустической соды, является слишком низкой для соответствующего применения клея. Были разработаны различные способы увеличения вязкости.

Традиционным способом является Стейн-Холл способ, в котором отдельно приготавливают "носитель". Для этого обычно 15-20% (исходного) крахмала нагревают в присутствии значительного количества (первой) воды и каустической соды для формирования вязкой жидкости или клейстера. Этот вязкий носитель из клейстеризованного крахмала затем используют в качестве основы для суспендирования обычно 80-85% второго количества крахмальной крупки в воде, объединенного с дополнительным, то есть, со вторым количеством воды для формирования требуемой клеевой композиции. Вязкость этой водной клеевой композиции, главным образом определяется количеством и вязкостью носителя, используемого в конечной клеевой рецептуре. Обычно небольшое количество соединения бора, наиболее часто буры, химический продукт известный как декагидрат тетрабората динатрия, добавляют в заключение, в основном для буферирования каустической соды. Структура аниона буры создает дополнительные межцепочечные связи между уже клейстеризованными молекулами полимерного крахмала, дополнительно увеличивая тем самым вязкость клеевой композиции. рН обычного Стейн-Холл клея составляет около 12,5, но иногда может достигать 13,1

Существуют варианты процесса Стейн-Холл. Например, бура может быть добавлена к носителю перед примешиванием во второе количество крахмала и дополнительной воды, при необходимости уже подготовленное параллельно в качестве второй смеси, так как, например, описано в JP 45020598 В4 или JP45019600 В4. В так называемых "Roquette" или "Primsteam" процессах, при приготовлении носителя используют только нагрев и не используют основание. Каустическую соду добавляют только на второй стадии для того, чтобы снизить точку гелирования крахмальной крупки в конечном клее. Недостаток этого процесса в том, что вязкость конечного клея труднее регулировать. В процессе "Минокар" стадия формирования носителя контролируется тщательным регулированием вязкости в ходе изготовления. По достижению искомой вязкости дальнейшую клейстеризацию останавливают добавлением дополнительной воды, дополнительного крахмала и буры. В процессе Jet Cook, всю воду, половину крахмала и необходимые каустическую соду и буру для получения желаемой конечной температуры гелирования клея, смешивают и вводят острый пар для набухания, по меньшей мере, части крахмала до достижения заданной вязкости. По достижении цели остальную часть крахмальной крупки добавляют при перемешивании для формирования конечного клея. В так называемом процессе "без-носителя" весь крахмал, воду, 50% щелочной раствор и борную кислоту смешивают и используют для "набухания" гранул крахмала с тщательным регулированием подвода тепла. Это приводит к частичной клейстеризации крахмала в смеси, процесс, который требует жесткого контроля для обеспечения необходимой вязкости сформированной клеевой композиции.

У всех этих процессов имеются различные недостатки. Самое главное, только крахмальная крупка в клее пригодна для склеивания бумаги или картона. Количество исходного крахмала, используемого для повышения вязкости, например, при изготовлении носителя, и которое обычно составляет около 15% общего количества крахмала, уже клейстеризовано перед нанесением клея. Таким образом, он уже не пригоден для осуществления требуемой функции связывания. Это означает, что обычно около 15% общего количества используемого крахмала не используется в качестве клея, а используется только в качестве модификатора вязкости.

Кроме того, точка гелирорвания и вязкость клейстеризованного крахмала в воде варьируется от урожая к урожаю даже одного и того же растения. Это означает, что процесс с использованием клея на основе крахмала должен корректироваться при любом изменении происхождения поставляемого крахмала.

Однако вязкость клея также является очень важным технологическим параметром в производстве гофрокартона. При слишком низкой вязкости вода стремится "впитываться" средой, то есть диффундировать из клеевого шва и может не остаться достаточного количества воды в крахмальной крупке для полной клейстеризации и, следовательно, не полностью достигаются свойства связывания. Это может привести к сухому и ломкому гофрокартону, и который может не пройти тест на адгезию. При слишком высокой вязкости, с другой стороны, его проникновение в среду становится слишком медленным, что приводит к широкой линии клея и толстому слою, таким образом, к чрезмерному расходу клея и переполнению клеевой ванны.

Другая проблема заключается в нестабильности вязкости клеевой композиции, первоначально приготовленной клейстеризацией крахмала совместно с соединением бора. Вязкость сильно зависит от температуры. Поэтому необходим жесткий контроль температуры клеевой композиции во время ее нанесения, а также при хранении. Запасы клея могут потребовать повторного нагрева после периода хранения, который должен быть выполнен тщательно и, следовательно, занимает много времени. Усилие сдвига, например, такое как в смесителях, насосах, трубах, коленах или клапанах в гофроагрегате и в линии возврата клея в резервуар, разрушает структуру клея и/или что еще более важно клейстеризованного крахмала в его носителе, и это необратимо снижает вязкость клея. Поэтому, если неизбежно применяется усилие сдвига, это усилие сдвига должно применяться и контролироваться осторожно. Производственные линии могут составлять сотни метров, и поэтому может быть необходимым перекачать клей от централизованной "кухни клея", где его готовят, на расстояние сотни метров до точки на производственной линии, где его применяют. Эти системы транспортировки также часто включают линии возврата клея. Насосы соответствующей конструкции должны быть тщательно выбраны. Вязкость клея на основе крахмала также не является постоянной во времени, так как сырая часть клея начнет отделяться от обработанной части, в результате чего вязкость падает. Кроме того, температура гелирования повышается, чем дольше клей хранится из-за медленной адсорбции свободной щелочи крахмалом. Поэтому рекомендуется быстрый оборот клея и ограниченное время хранения.

Другой проблемой является явление, называемое "вытягивание нитей". Когда клей наносится на вершины гофров или бороздки и гофрированная подложка отделяется от накатного валика, клей образует нити до обрыва. Когда эти нити обрываются и клей отскакивает на подложку, часть его обычно находится далеко от заданного места, называемого "клеевой шов". Эта часть не участвует в необходимом связывании. Поэтому необходимо наносить больше клея, что увеличивает расход и также энергопотребление, а также риск возникновения нежелательных температурных эффектов. Избыточный клей также увеличивает риск дефектов, в частности, на тонких подложках.

WO 2005/007765 А2 раскрывает Стейн-Холл (Stein-Hall) клеевые композиции на основе крахмала, дополнительно содержащие небольшое количество сшитой полимерной полиакрилатной добавки главным образом для улучшения реологических свойств клеевой композиции, так чтобы вязкость клея менялась при приложении к нему усилия сдвига. В одном примере, некоторое количество исходного крахмала и некоторое количество исходной воды сначала смешивают для получения первой смеси крахмала, содержащей 10,7% масс, крахмала. Эту смесь необходимо перемешать, чтобы избежать осаждения крахмала. В эту смесь вводят добавку, а также гидроксид натрия, второе количество воды, второе количество крахмала и буру, и полученную смесь снова перемешивают. Полученная смесь содержит 31,14% масс, крахмала, относительно всей массы клеевой композиции. В другом примере добавку сначала смешивают с водой. Затем кукурузный крахмал добавляют до концентрации около 6,2% масс. Смесь нагревают до 40°С, добавляют значительное количество каустической соды, и снова перемешивают, что приводит к полной клейстеризации доступного крахмала. После этого примешивают воду, крахмальную крупку и буру, получая клеевую композицию, в которой только 90,8% всего присутствующего крахмала является не-клейстеризованным. WO 2005/007765 А2 дополнительно раскрывает твердые премиксы, содержащие добавку, к которым для приготовления клея может быть добавлено некоторое количество воды. В этих твердых премиксах не более 90,9% всего присутствующего крахмала является не-клейстеризованным. За исключением добавления добавки WO 2005/007765 А2 предлагает сохранять природу клеевой композиции практически нетронутой, также как содержание сухого вещества в ней и гелеобразующие свойства, в связи с их важностью при переработке композиции.

FR 2890394 описывает приготовление Стейн-Холл клея, в котором сначала готовят активирующую добавку с содержанием бора около 10% масс, и дополнительно включающую 0,1% масс, полиакрилата натрия (Norasol LMW 45N). Активирующую добавку вводят в Стейн-Холл клей в количестве 0,345% масс, что приводит к концентрации менее 3,5 ppm масс, полиакрилата натрия в клее. В FR2890394 10,98% всего крахмала присутствует в клеевой композиции клейстеризованным.

В способах, раскрытых в JP 45020598 В4, сначала готовят исходный клейстер, обычно, содержащий 4,13% масс, клейстеризованного крахмала, 0,86% масс, каустической соды и 0,85% буры в воде. В примере 2, исходный клейстер является смесью 4,72% масс, полиакрилата натрия и 0,86% масс. NaOH в воде. Также готовят вторичную смесь, содержащую более 32% масс, компонентов клея в воде. Эти смеси являются слишком богатыми, чтобы быть подходящими сами по себе в качестве клея. В этих вторичных смесях полиакрилат натрия и крахмал используются в качестве компонентов клея с масс, отношениями от 0/10 до 10/0. Вторичные смеси затем смешивают с клейстером для получения клеевой композиции, в которой, по меньшей мере, почти 12,5% или более крахмала являются клейстеризированными. В примере 2, вторичная смесь содержат только крахмал. Было установлено, что полиакрилат в используемых отношениях и концентрациях, дает эффект водостойкости при использовании в комбинации с крахмалом. Сообщалось, что без крахмала адгезивная сила равна нулю. Все клейстеры в JP 45020598 В4 содержат 0,86% масс. NaOH в качестве средства клейстеризации и снижения точки гелирования не-клейстеризованного крахмала, что приводит к рН получаемых клеевых композиций равному 13,1 или выше. Точку гидрования клеев в JP 45020598 В4 не определяли.

Клейстеризованная часть крахмала клеевых композиций известного уровня техники также подвержена микробиологическому разложению. Клейстеризованный крахмал является основной пищей бактерий и при поражении превращается в растворимые углеводы, что снижает вязкость и даже может привести к возникновению запаха. Могут быть использованы биоциды, но рекомендуется регулярная очистка оборудования и замена типа биоцида, чтобы уменьшить размножение и резистентность к биоцидам.

В качестве компонентов клея в клеевой композиции также используют поливиниловые спирты, при необходимости в сочетании с другими компонентами клея, такими как крахмал, и/или декстрин.

Другой тип клея использует декстрин как один из, или в качестве единственного компонента клея. Декстрины относятся к группе углеводов с низкой молекулярной массой, которые могут быть получены гидролизом крахмала. Декстрины являются полисахаридами, образующимися путем нагревания сухих или кислотно-модифицированных крахмалов в процессе, называемом пиролизом. Они могут быть использованы с более высокой концентрацией твердого вещества, чем нативные или модифицированные крахмалы, образуя более прочные связи, являются более клейкими и быстрее сохнущими, чем клейстеры из немодифицированного крахмала. Декстриновые клейстеры обеспечивают отличную механическую обрабатываемость и также могут быть использованы в клеях и покрытиях, которые контактируют с пищевыми продуктами.

Часто декстриновые клеи, как и клеи на основе крахмала содержат соединения бора, такие как бура (сокращение тетрабората натрия) для получения высокой клейкости при умеренной концентрации и вязкости с приемлемым изменением свойств при старении. Они также обладают хорошей адгезией и механической обрабатываемостью. Буру обычно добавляют в количестве до 10% относительно массы сухого крахмала или декстрина. Также добавляют гидроксид натрия для перевода буры в более активный метаборат натрия. Применения включают тарную и картонную упаковку, пакеты, намотку труб и ламинирование.

Ламинированный гофрокартон представляет собой многослойный материал, в котором к одной или обеим из верхней и нижней сторон внутренней части гофрированного картона приклеены плоские листы картона или бумаги, обычно называемые наружный слой склеенного картона. Клеевой слой наносится на верхнюю часть гофры или бороздки, после чего верхнюю часть гофров приклеивают к листу бумаги.

Первое добавление плоского бумажного наружного слоя на гофрированную промежуточную часть называется стадия "одинарного картона" (с одной лицевой стороной), выполняемая в "машине для производства двухслойного гофрированного картона" и производящей "двухслойный рулон". Создание бумажного наружного слоя на противоположной стороне промежуточной части называется стадией "производства трехслойного гофрированного картона", выполняемой на участке "производство трехслойного гофрированного картона". Добавление второй гофрированной промежуточной части в качестве следующего слоя называется стадией "производство двойного гофрированного картона". Это может продолжаться до 3, 4 и 5 слоев в зависимости от назначения гофрированного картона. Комбинации наружного слоя и промежуточной части различного веса, толщины используются в различных применениях. Однако принципы производства остаются неизменными.

В клеевые композиции, содержащие, по меньшей мере, один поливиниловый спирт, в качестве адгезивного компонента, борсодержащие компоненты, такие как бура, часто добавляют в композицию для улучшения клейкости и/или так называемого вытягивания нити композиции и связанных с этим проблем, как описано выше.

Проблема, связанная с процессом Стейн-Холл и его известных вариантов, но при этом также со многими другими процессами производства клея, которые не используют крахмал, но, например, клей на основе декстрина или поливиниловых спиртов, состоит в том, что свойства клея в соответствии с требованиями этих различных этапов процесса гофрирования обычно различаются, и в том, что для каждой используемой стадии или материала, требуется клей со своей определенной точкой гелирования, своим содержанием сухого вещества и также своей собственной вязкостью и общим реологическим поведением. Каждая из этих стадий процесса может быть обеспечена своими запасами клея, которые обычно хранятся в относительно небольшом количестве в связи с ограниченным сроком годности клея, но обычно общая стадия приготовления, как правило, выполняемая на общей "кухне клея", нуждается в адаптации его состава каждый раз в соответствии с требованиями последующей стадии применения. Это добавляет значительные сложности в общий процесс гофрирования.

Еще одна проблема, связанная с известными клеями, состоит в том, что они часто содержат соединения бора, в частности, в комбинации с крахмалом и/или поливиниловыми спиртами, а также в комбинации с декстринами, и в комбинации с крахмалом и/или декстринами, также значительное количество свободного сильного основания. Из-за проблемы токсичности, присутствие соединений бора в последнее время стало менее желательно, в частности, для клеев, которые могут использоваться в применениях в контакте с пищевыми продуктами. Также наличие сильного основания, такого как каустическая сода, стало нежелательным. Эти сильные основания являются агрессивными по отношению ко многим конструкционным материалам. Их присутствие требует использования менее распространенных строительных материалов, что увеличивает сложность и инвестиционные затраты на этот процесс. Сильные основания также являются агрессивными по отношению к коже, и, следовательно, требуют более сложных процедур для обеспечения безопасности персонала, осуществляющего процесс. Таким образом, в некоторых регионах использование сильных оснований, например, применяемых в потоках с высоким рН при производстве клея и картона, становится все более и более регулируемым и в будущем даже может быть запрещено. Поэтому существует растущая потребность в клеевых композициях с более низким содержанием бора, предпочтительно не содержащих бора, и/или с более низким рН, в идеале с рН близким к нейтральному.

Поэтому сохраняется необходимость в клеевой композиции, легкой в приготовлении, вязкость которой можно легко прогнозировать и регулировать, что делает более эффективным использование крахмала, применяемого при ее приготовлении, которая демонстрирует неньютоновскую реологию, предпочтительную в процессе гофрирования, и которая содержит меньше сильного основания. Такие клеевые композиции предпочтительно также содержат меньше бора, более предпочтительно не содержат, по меньшей мере, один из этих менее желательных компонентов.

Целью настоящего изобретения является устранение или, по меньшей мере, уменьшение вышеописанных проблем и/или улучшение в целом.

Раскрытие изобретения

В соответствии с изобретением, предложена улучшенная клеевая композиция, твердый премикс, подходящий для приготовления улучшенной клеевой композиции и способы приготовления премикса и клеевой композиции, в соответствии с пунктами прилагаемой формулы изобретения.

Изобретение предлагает водную клеевую композицию, содержащую мо меньшей мере 7% и не более 30% масс, адгезивного компонента от общей массы клеевой композиции, который содержит, по меньшей мере, один поливиниловый спирт и/или по меньшей мере, один декстрин и/или, по меньшей мере, один крахмал, клеевая композиция дополнительно содержит карбомер и при необходимости соединение бора, характеризующуюся тем, что рН клеевой композиции составляет не более 13,0 и тем что, если крахмал и соединение бора присутствуют в клеевой композиции, то более 91,0% всего крахмала в клеевой композиции находится в форме нерастворимой в холодной воде.

Заявители обнаружили, что карбомер, присутствующий в клеевой композиции в соответствии с настоящим изобретением, даже при низких концентрациях, вносит существенный вклад в создание вязкости и также существенный вклад в снижение точки гелирования крахмала и/или декстрина так, что композиция хорошо подходит для процесса гофрирования без необходимости дополнительного эффекта сшивания соединением бора и/или с меньшим количеством клейстеризованного крахмала и/или декстрина, а также с необходимостью в меньшем количестве каустической соды для снижение точки гелирования и, следовательно, не требует высокого рН. Это уменьшает и, вероятно исключает клейстеризацию значительной части крахмала только для создания вязкости, например, как в случае Стейн-Холл клея или одного из его известных вариантов. Большая часть, если не весь крахмал и/или декстрин, присутствующий в клее, остается таким образом, доступной для участия в связывании, и композиция, таким образом, обеспечивает более эффективное использование крахмала. Это также уменьшает необходимое количество каустической соды и дает возможность иметь клеевую композицию по существу без бора.

Заявители обнаружили, что карбомер сам по себе может влиять и снижать точку гелирования крахмала и/или декстрина, так, что может потребоваться меньше основания для получения требуемого снижения точки гелирования. Это дает преимущество в том, что в композиции может присутствовать меньше или может отсутствовать свободное основание. Заявители также обнаружили, что карбомер достаточно снижает точку гелирования крахмала и/или декстрина так, чтобы клеящая композиция непосредственно подходила для применения так, что добавление каустической соды может больше не потребоваться. Заявители также обнаружили, что добавление соединения бора, например буры, также больше не требуется и также может быть исключено. Клеевая композиция в соответствии с настоящим изобретением может по существу не содержать свободного сильного основания или свободной каустической соды, и/или может по существу не содержать борсодержащих соединений, таких как бура. Это дает преимущество в том, что изобретение может обеспечить клеевую композицию, не вызывающую проблем с современными требованиями к токсичности и/или гигиене труда, связанных с бором, бурой и/или каустической содой.

Заявители обнаружили, что в сочетании с клеями на основе поливинилового спирта, карбомер также обеспечивает эффект улучшения клейкости и/или вытягивания нитей клеевой композиции, и что использование борсодержащих компонентов таким образом снижается или больше не требуется и при необходимости может быть исключено. Поэтому настоящее изобретение также предлагает клеевую композицию, содержащую поливиниловый спирт, вызывающую меньше проблем с вытягиванием нитей, и которая при необходимости может не содержать борсодержащих соединений, таких как бура.

Заявители также обнаружили, что когда крахмал и поливиниловый спирт оба присутствуют в композиции настоящего изобретения, тогда стойкость композиции к биологическому разложению улучшается.

Заявители обнаружили, что карбомер дает тот же эффект, что и бор по отношению к адгезивному компоненту декстрина в композиции и что, поэтому, концентрация бора в клеевой композиции может быть уменьшена до такой степени, что композиция может не содержать бора. В то же время количество сильного основания, например, каустической соды в клеевой композиции может быть уменьшено и возможно так, что требуется немного или больше не требуется свободного сильного основания, благодаря присутствию карбомера.

Дополнительным преимуществом является то, что вязкость клея настоящего изобретения являются легко прогнозируемой регулировкой концентрации карбомера. Вязкость также легко устанавливать и регулировать, для повышения добавлением большего количества карбомера и для снижения - добавлением большего количества воды. Это значительно упрощает приготовление клея, поскольку только одна стадия приготовления необходима, чтобы поставлять различным конечным потребителям клеи с различными физическими свойствами.

Вязкость клеевой композиции настоящего изобретения является более стабильной во времени и она меньше разлагается при воздействии на клеевую композицию усилия сдвига и/или микробиологическом поражении. Кроме того, клеевая композиция настоящего изобретения обладает неньютоновскими реологическими свойствами, которые так необходимы в процессе нанесения, которые дают преимущество за счет низкой вязкости при высоких усилиях сдвига, например, между накатным валиком и дозирующим валиком в процессе нанесения, и высокой вязкости при низком усилии сдвига, например, когда гофрированная подложка отделяется от накатного валика. Заявители обнаружили, что можно полностью избежать явления "вытягивания нитей". Это дает преимущество в том, что возможно более эффективно использовать клей, снижается потребление энергии в этом процессе в плане механической и тепловой энергии, а также появляется возможность обрабатывать более тонкие подложки и осуществлять процесс с более высокой скоростью.

В другом осуществлении настоящее изобретение относится к твердому премиксу, содержащему (i) адгезивный компонент предпочтительно в форме порошка, содержащий в качестве адгезивного компонента, по меньшей мере, один поливиниловый спирт и/или, по меньшей мере, один декстрин и/или, по меньшей мере, один крахмал, (ii), карбомер, предпочтительно также в форме порошка и (iii) основание при необходимости в форме жидкости, но предпочтительно также в форме порошка, предпочтительно основание представляет собой (би)карбонат натрия или гидроксид натрия, характеризующемуся тем, что, если крахмал присутствует в композиции, то более 91,0% всех крахмалов в композиции находятся в форме нерастворимой в холодной воде. Состав премикса таков, что при смешивании премикса с количеством воды, подходящим для создания водной композиции, содержащей от 7,0 до 30,0% масс, адгезивного компонента от общей массы клеевой композиции, получаемая водная клеевая композиция является водной клеевой композицией в соответствии с настоящим изобретением, в частности, это касается отношения отдельных компонентов, таких как карбомер и основание, по отношению к общему количеству адгезивного компонента.

Премикс представляет собой возможный и подходящий промежуточный продукт для изготовления клеевой композиции настоящего изобретения, и, следовательно, также дает вышеперечисленные преимущества.

В другом осуществлении настоящее изобретение относится к способу получения водной клеевой композиции в соответствии с настоящим изобретением, включающему стадии

a) при необходимости формирования первого носителя смешиванием первого количества крахмала в первом количестве воды и, по меньшей мере, частичной клейстеризацией указанного крахмала нагревом и/или добавлением основания,

b) при необходимости растворения карбомера во втором количестве воды для формирования второго носителя,

c) при необходимости нейтрализации, в отсутствие крахмала, второго носителя со стадии Ь) до требуемого значения смешиванием с основанием, предпочтительно смешиванием с гидроксидом натрия или его раствором, для формирования третьего носителя,

d) смешивания третьего количества воды, адгезивного компонента и при необходимости любого другого компонента с первым носителем со стадии а), вторым носителем со стадии Ь), и/или третьим носителем со стадии с), соответственно, для формирования водной клеевой композиции.

Преимуществом способа настоящего изобретения является то, что вязкость продукта легко регулируется и прогнозируется установкой или регулированием количества карбомера и воды, используемых на различных стадиях способа, и могут быть легко приспособлены к требованиям последующих стадий, для которых предназначен продукт. Дополнительные преимущества заключаются в том, что вязкость изготовленного продукта более стабильна во времени, и что количество адгезивного компонента в композиции также может регулироваться независимо и быть приспособлено к конкретным требованиям последующих стадий.

В другом осуществлении изобретение может обеспечить суспензию борсодержащего соединения в воде, содержащую карбомер. Карбомер предпочтительно присутствует в количестве, достаточном для удержания борсодержащего соединения в суспензии и сохранения суспензии стабильной в течение длительного периода времени.

Осуществление изобретения

В контексте настоящего изобретения, адгезивный компонент включает весь крахмал, присутствующий в композиции, в том числе весь клейстеризованный крахмал, если он присутствует.

Клеевая композиция настоящего изобретения может включать, по меньшей мере, один дополнительный адгезивный компонент, выбранный из группы, состоящей из крахмала, поливинилового спирта, сополимера этилен винилацетат (EVA), декстрина, полиуретанового адгезива. Композиция также может дополнительно включать промотор адгезии, который в контексте настоящего изобретения рассматривается как дополнительный адгезивный компонент.

В одном осуществлении настоящего изобретения клеевая композиция содержит не более 29,5% масс, адгезивных компонентов от общей массы клеевой композиции, предпочтительно не более 29,0% масс, более предпочтительно не более 28,5% масс, еще более предпочтительно не более 28,0% масс, еще более предпочтительно не более 27,5% масс, более предпочтительно не более 27,0% масс, еще более предпочтительно не более 26,5% масс, еще более предпочтительно не более 26,0% масс, более предпочтительно не более 25,5% масс, еще более предпочтительно не более 25,0% масс, более предпочтительно не более 24,5% масс, и более предпочти