195237. lajstromszámú szabadalom • Eljárás ragasztóanyagként használható keményítőszármazék előállítására és az ezt tartalmazó kompozíciók
195237 4 Célul tűztük ki, hogy kémiai módosítással, olyan keményítőszármazékot hozzunk létre, amely vízzel világos színű, hosszú ideig tárolható szolt alkot és emellett rugalmas ragasztófilmet is képez. Azt találtuk, hogy ha a legalább 95 tömeg% amilopektint tartalmazó keményítőből vagy ilyen keményítőt tartalmazó őrleményből indulunk ki, és azt vizes közegben ecetsavanhidriddel acetilezzük savas pH-án, akkor az acetilezéssel egyidőben savas hidrilízis is lejátszódik. Ezután az így nyert keményítőszármazékot pH 8-12 közötti értéken hidrogénperoxiddal oxidáljuk, és 10 perc időtartam alatt pH 5- -7,5 közötti értéken 79-95°C-on ismét bontjuk. Ekkor olyan terméket kapunk, amely világos színű és igen rugalmas ragasztófilmet képez, továbbá hosszú ideig stabilan tárolható. Feltételezéseink szerint az acetilezéssel egyidejű hidrolízis, valamint az ezt követő oxidáció, majd hőbontás révén a keményítő molekulán hidrofilcsoportok, éspedig karbonil-, karboxil- és acetátcsoportok alakulnak ki. Ezek a csoportok lehetővé teszik a rugalmas ragasztófilm kialakulását, ugyanakkor a csoportok statisztikus eloszlása olyan, hogy sztérikus gátat képeznek, amely megakadályozza állás közben a szekunder kötések kialakulását és ezáltal a gélképződést. Ugyanakkor a kémiai módosítást olyan paraméterek mellett végezzük, amely nem kedvez a degradált, sötét színű bomlástermékek létrejöttének. A kiindulási keményítő kiválasztása eljárásunkban igen fontos szempont, fgy kiindulási anyagként a legalább 95 tömeg% amilopektint tartalmazó keményítőt vagy ilyen keményítőt tartalmazó őrleményt használunk. Előnyösen a viaszos kukorica, az úgynevezett waxy kukorica keményítőt alkalmazzuk. A különböző növények keményítői eltérő arányban tartalmaznak amilózt és amilopektint. Az amilóz elágazásokat nem tartalmazó alfa-l,4-es kötésekkel kapcsolódó D-glükóz polimer, az amilopektin pedig az alfa-l,4-es fő kötéstípusok mellett, alfa-1,6-os elágazásokat is tartalmazó, glükóz polimer. A normál kukorica keményítő 75%-a amilopektin, 25%-a amilóz. A waxy (viaszos) kukorica keményíiője 95-100%-ban amilopektinből áll. Az amilopektin molekulák sztérikusan nagyobbak, mint az amilóz molekulák, viszkózusabbak, vízfelvevő és vízmegtartó képességük jobb, mint az ami- - lóz molekuláké. Kiindulási anyagként használhatunk waxy kukorica keményítőt, waxy kukorica őrleményt vagy enzimmel legfeljebb 10 DE értékig (DE= = dextróz egyenérték) előbontott keményítőt. A találmány szerinti eljárást az jellemzi, hogy 5-65 tömeg% mennyiségű, legalább 95 tömeg% amilopektint tartalmazó keményítőt vagy ennek enzimmel 10 DE értékig lebontott változatát vagy legalább 75 tö3 meg% keményítőt tartalmazó kukorica őrleményt 95-35 tömeg% vízzel elkeverünk, és 20-70°C-on a keményítőre számítva — 0,5- -20 tömeg% ecetsavanhidriddel kezelünk 30- -180 percig, majd az elegy pH-ját 8-12 közötti értékre állítjuk be, és — a keményítőre számítva — 0,5-20 tömeg% mennyiségű, 30 tömeg%-os hidrogénperoxid oldattal -oxidáljuk 20-70°C-on 10-70 perc időtartamig, majd az elegy pH-ját 5-7,5 közötti értéken tartjuk és hőmérsékletét 80-95°C-ra emeljük, ezután az elegyet szobahőmérsékletre hűtjük. Az így nyert keményítőszármazék vizes oldatát adalékokkal, továbbá adott esetben szerves- vagy szervetlen kötőanyag diszperzióval keverjük,és így széles körben használható ragasztó kompozíciót nyerünk. A találmány szerinti ragasztó kompozíció — szárazanyagra számítva — 15-60 tömeg%, az előbbiek szerint előállított keményítőszármazékot, 0,5-30 tömeg% adalékot, 0-60 tömeg% egyéb kötőanyagot, így polimer ragasztó diszperziót, vagy vízüveget, továbbá a 100 tömeg%-hoz szükséges mennyiségben vizet tartalmaz. Adalékként konzerváló anyagot, töltőanyagot, lágyítókat, nedvesítőanyagokat, viszkozitás csökkentőt, kezdeti tapadás fokozót, hidrofóbizáló anyagot, sűrítőket, stb. alkalmazhatunk. Konzerválószerként előnyösen nátrium-benzoátot, lágyítóként pedig célszerűen glicerint, glikolt, szorbitot alkalmazunk. Töltőanyagként kaolin, kálcium-karbonát (kréta), titán-dioxid, timföld, sulypát, gipsz, zeolit, nedvesítőként, illetve viszkózitáscsökkentőként pedig kalcium-klorid, karbamid, nátrium-nitrát, tiokarbamid, dicián-diamid, acetamid, stb. használható. Kezdeti tapadás fokozóként bóraxot, hidrofóbizálóként telpentint, sürítőként karboxi-metil-cellulóz-nátrium-sót, keményítő-étert, bentonitot, stb. keverhetünk a ragasztó kompozícióhoz. Szerves polimerként előnyösen poli(vini 1 - -acetátot), vinilacetát/akrilát kopolimert, cellulóz alapú polimereket adagolunk. Az alkalmazott vinil-polimerek átlagos molekulatömege célszerűen 300 000 és 800 000 közötti. Szervetlen kötőanyagként vízüveget adagolunk a találmány szerint előállított keményítőszármazékhoz. A találmány szerinti keményítőszármazék és az ezt tartalmazó ragasztó- kompozíciók előnye a következő: — Megnövelt tárolhatósággal rendelkeznek. —A ragasztó oldat viszonylag nagy (30-60 tömeg%) szárazanyagtartalom mellett is alacsony viszkozitású. — A találmány szerint előállított keményítőszármazék világos színű. — A ragasztáskor nyert film nagy rugalmasságú. A találmány szerinti eljárást és kompozíciót az alábbi példákkal mutatjuk be. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
