Розробка та дослідження етикетного казеїнового клею для упаковки промислової і побутової продукції
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.201689Ключові слова:
клейова композиція, казеїн, модифікуюча добавка, липкість, адгезійна міцність, водостійкість, технологічні властивості, експлуатаційні властивості, етикетування, тараАнотація
Розроблено та досліджено новий склад екологічно безпечного казеїнового клею на водній основі з підвищеною адгезією до субстрату (скло, поліетилентерефталат та ін.) i водостійкість. Клей легко змивається при етикетуванні продукції, яка фасується до тари багаторазового використання, але при цьому має високу адгезію до різних поверхонь. Визначено оптимальний склад розробленої клейової композиції за допомогою досліджених властивостей. Вивчено вплив кількості модифікуючої добавки на динамічну в'язкість на різних швидкостях деформації, липкість клейової композиції, показник водневих іонів (pН).
Досліджено технологічні властивості клейової композиції: в'язкість – 170 Па∙с; рН – 7,21; масова частка сухого залишку – 38,2 %; липкість – 58,17 ум. од .; робоча температура–+ 20...+25 °С.
Підібрано оптимальні технологічні параметри для використання клею: оптимальна в'язкість від 120 Па с до 170 Па с, температура 25 °C і 35 °C відповідно. Адгезійна міцність паперової етикетки до скла – 4 бали, до поліетілентерефталату – 3 бали. Експлуатаційні властивості оцінювали по стійкості клейової композиції до зміни температури і умов навколишнього середовища, вологи і механічного впливу.
Сформовано вимоги до клею, які необхідно враховувати при його експлуатації: а) стійкість до конденсованої воді, а саме: 5–15 °С; б) стійкість до крижаної води при температурі 3–5 °С; видалення етикетки в миючої машині при температурі 70–80 °С з додаванням NaOH або поверхнево-активних речовин.
Проведено дослідження клейової композиції методом SAB Miller для оцінки якості при проведенні тесту на стійкість до крижаної води. Для оцінки якості наклейки етикетки був використаний метод з застосуванням копіювального паперу. Сформовано вимоги до клею, які повинні враховуватися при його експлуатації (стійкість до конденсованої і крижаної води і видалення етикетки в миючій машині при температурі 70–80 °С з додаванням NaOH або поверхнево-активних речовинПосилання
- Dymar, O. V., Chaevskiy, S. I. (2007). Proizvodstvo kazeina: osnovy teorii i praktiki. Minsk: RUP «Institut myaso-molochnoy promyshlennosti», 70.
- Lagrange, V., Whitsett, D., Burris, C. (2015). Global Market for Dairy Proteins. Journal of Food Science, 80 (S1), A16–A22. doi: https://doi.org/10.1111/1750-3841.12801
- Sarode, A. R., Sawale, P. D., Khedkar, C. D., Kalyankar, S. D., Pawshe, R. D. (2016). Casein and Caseinate: Methods of Manufacture. Encyclopedia of Food and Health, 676–682. doi: https://doi.org/10.1016/b978-0-12-384947-2.00122-7
- Ann Augustin, M., Oliver, C. M., Hemar, Y. (2011). Casein, Caseinates, and Milk Protein Concentrates. Dairy Ingredients for Food Processing, 161–178. doi: https://doi.org/10.1002/9780470959169.ch7
- Freydin, A. S. (1985). Polimernye vodnye klei. Moscow: Himiya, 143.
- Parker, E. A., Martsinko, D. Dzh. (2015). Pat. No. 2558365C2 RU. Emulsions and adhesives containing proteins, producing and using them. 2011140481/04; declareted: 08.03.2010; published: 10.08.2015, Bul. No. 22.
- Guo, M., Wang, G. (2016). Whey protein polymerisation and its applications in environmentally safe adhesives. International Journal of Dairy Technology, 69 (4), 481–488. doi: https://doi.org/10.1111/1471-0307.12303
- Zhao, Z., Gao, Z., Wang, W., Guo, M. (2011). Formulation designs and characterisations of whey-protein based API adhesives. Pigment & Resin Technology, 40 (6), 410–417. doi: https://doi.org/10.1108/03699421111180563
- Chop, A. S., Cherkashina, G. M., Rassoha, O. M. (2018). Akrilova kleyova kompozitsіya z postіynoyu lipkіstyu. The 8th International conference – Science and society. Hamilton, 373–384.
- Cherkashina, G. M., Rasoshka, O. M., Titarenko, V. M. (2018). Development and research of environmental and energy safety climbing for the outlet industry. Intehrovani tekhnolohiyi ta enerhozberezhennia, 4, 11–18.
- Rassokha, A., Cherkashina, A. (2016). Designing low viscosity furan-epoxy polymers of the materials for construction industry. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (6 (81)), 38–44. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2016.71266
- Nascimento, L. G. L., Casanova, F., Silva, N. F. N., Teixeira, A. V. N. de C., Carvalho, A. F. de. (2020). Casein-based hydrogels: A mini-review. Food Chemistry, 314, 126063. doi: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2019.126063
- Schulte, J., Stöckermann, M., Gebhardt, R. (2020). Influence of pH on the stability and structure of single casein microparticles. Food Hydrocolloids, 105, 105741. doi: https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2020.105741
- Li, N., Zhong, Q. (2020). Casein core-polysaccharide shell nanocomplexes stable at pH 4.5 enabled by chelating and complexation properties of dextran sulfate. Food Hydrocolloids, 103, 105723. doi: https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2020.105723
- Meena, G. S., Singh, A. K., Panjagari, N. R., Arora, S. (2017). Milk protein concentrates: opportunities and challenges. Journal of Food Science and Technology, 54 (10), 3010–3024. doi: https://doi.org/10.1007/s13197-017-2796-0
- Gao, Z., Wang, W., Zhao, Z., Guo, M. (2010). Novel whey protein-based aqueous polymer-isocyanate adhesive for glulam. Journal of Applied Polymer Science, 120 (1), 220–225. doi: https://doi.org/10.1002/app.33025
- Wang, W., Zhao, Z., Gao, Z., Guo, M. (2012). Water-resistant whey protein based wood adhesive modified by post-treated phenol-formaldehyde oligomers (PFO). BioResources, 7 (2), 1972–1983. doi: https://doi.org/10.15376/biores.7.2.1972-1983
- Wang, G., Zhang, T., Ahmad, S., Cheng, J., Guo, M. (2013). Physicochemical and adhesive properties, microstructure and storage stability of whey protein-based paper glue. International Journal of Adhesion and Adhesives, 41, 198–205. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijadhadh.2012.11.010
- Gao, Z., Yu, G., Bao, Y., Guo, M. (2011). Whey‐protein based environmentally friendly wood adhesives. Pigment & Resin Technology, 40 (1), 42–48. doi: https://doi.org/10.1108/03699421111095937
- Wang, W., Zhao, Z., Gao, Z., Guo, M. (2011). Whey protein-based water resistant and environmentally safe adhesives for plywood. BioResources, 6 (3), 3339–3351.
- Valishina, Z. T., Matuhin, E. L., Yarullin, R. N. (1997). Pat. No. 2133763 RU. Kley vodorastvorimiy dlya pishchevoy promyshlennosti. declareted: 13.01.1997; published: 27.07.1999.
- Meiqi, J. (2017). Pat. No. CN 107722878 A. Ecological beer labeling glue and method for its manufacture. declareted: 31.10.2017; published: 23.02.2018.
- Guo, M., Wang, G. (2016). Milk Protein Polymer and Its Application in Environmentally Safe Adhesives. Polymers, 8 (9), 324. doi: https://doi.org/10.3390/polym8090324
- Younes, E. (2017). Structural Properties of Casein Micelles in Milk, the effect of salt, temperature, and pH. International Journal of Biotechnology and Bioengineering, 3 (6), 202–215. doi: https://doi.org/10.25141/2475-3432-2017-6.0202
- Xiao-Zhou, S., Hong-Ru, W., Mian, H. (2014). Characterization of the Casein/Keratin Self-Assembly Nanomicelles. Journal of Nanomaterials, 2014, 1–7. doi: https://doi.org/10.1155/2014/183815
- Pat. No. CN 100381532 C. Dry powder casein gum, its production process and its use method (2004). declareted: 13.07.2004; published: 16.04.2008.
- Pat. No. CN 1560170 A. Preparation process of adhesive for high-speed machanical labeling (2004). declareted: 19.02.2004; published: 05.01.2005.
- CN 102618192 A. Nano-modified water-based environmentally-friendly labeling adhesive with strong water resistance and alkali cleaning and preparation method. declareted: 26.03.2004; published: 01.08.2012.
- Luo, J., Luo, J., Yuan, C., Zhang, W., Li, J., Gao, Q., Chen, H. (2015). An eco-friendly wood adhesive from soy protein and lignin: performance properties. RSC Advances, 5 (122), 100849–100855. doi: https://doi.org/10.1039/c5ra19232c
- Yang, M., Jin, Q., Zhang, G. (2015). Pat. No. CN 104531059 A. Natural Environment-Friendly Modified Casein Glue and Preparation Process Thereof. declareted: 24.12.2014; published: 22.04.2015.
- Pat. No. CN 1587336 А. Dry powder casein glue and its producing process. declareted: 13.07.2004; published: 02.03.2005.
- CN 1314773 С. Method for preparing water-resistant high-speed labeling adhesive by compounding casein and montmorillonite intercalation. declareted: 07.04.2005; published: 09.05.2007.
- Valishina, Z. T., Jarullin, R. N., Golubev, A. E. (2000). Pat. No. 2219214 С2 RU. Modified glue composition. No. 2000111830/04; declareted: 15.05.2000; published: 20.12.2003.
- Valishina, Z. T., Jarullin, R. N., Gazizov, F. F. (1999). Pat. No. 2172757 С2 RU. Adheive composition. No. 99119426/04; declareted: 03.09.1999; published: 27.08.2001.
- Kumylko, S. V., Zadorozhnyi, L. Ya., Avramenko, V. L., Blyzniuk, O. V., Kumylko, S. V., Dimov, B. P., Protsenko, O. P. (1998). Pat. No. 22742 UA. Vodnyi kazeinovyi klei. published: 07.04.1998.
- Pidhorna, L. P., Cherkashyna, H. M., Lebediev, V. V. (2012). Teoriya ta metody doslidzhennia i vyprobuvannia plastmas, kleiv i hermetykiv. Kharkiv: NTU «KhPI», 268.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Anna Cherkashina, Alexii Rassokha, Igor Ryshchenko, Olga Komarova
![Creative Commons License](http://i.creativecommons.org/l/by/4.0/88x31.png)
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.