Клей и сопутствующие материалы для этикетирования

ВВЕДЕНИЕ

Сегодня на рынке клеёв, предназначенных для этикетирования стеклянной тары в пищевой промышленности, появи­лось большое количество клея импортного и отечественного производства.

Как разобраться в них и подобрать нужный именно Ва­шему предприятию клей? На этот и еще ряд других вопросов мы постараемся ответить в этом издании.

 

ТРЕБОВАНИЯ К КЛЕЮ ДЛЯ ЭТИКЕТИРОВАНИЯ

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

* Пригодность к перекачиванию насосом

* Чистое нанесение при высоких скоростях нанесения

* Отсутствие разбрызгивания

* Прилегание к бутылке

* Отсутствие сдвигания этикетки

* Легкость очистки оборудования

* Хорошее смывание клея в моющей машине

 

2. ПОСЛЕ ПРИКЛЕИВАНИЯ ЭТИКЕТКИ

* Устойчивость к воздействию конденсата

* Прочность клеевого соединения

* Отсутствие потёков

* Отсутствие запаха

* Достаточное количество консервантов

 

3. ПРИ МОЙКЕ БУТЫЛОК

ПОЛНОЕ СМЫВАНИЕ ЭТИКЕТОК И ОСТАТКОВ КЛЕЯ ПРИ СЛЕДУЮЩИХ УСЛОВИЯХ:

* Температура раствора каустика 80-85 С

* Концентрация 1.5-2,5%

* Продолжительность мойки 8-10 мин.

 

Существующие виды этикетировочных клеев и их сравнительные характеристики.

Для этикетирования применяют четыре основных вида клея:

1. Казеиновые

2. На основе крахмала

3. На основе декстрина

4. Синтетические

При рассмотрении достоинств и недостатков каждого вида клея можно с уверенностью сказать, что для работы со стек­лянной тарой наилучшими клеями являются—казеиновые,синтетические.

Сравним клеи по следующим показателям:

а.) Скорость оборудования.

При работе казеиновым и синтетичес­ким клеем достигается максималь­ная скорость розлива (более 60.000 бутылок в час), тогда как клей на основе декстрина и крахмала не да­ют и половины этой мощности,

(см. таблицу № 1).

б.)Расход клея

Благодаря своим пластическим и адгезивным свойствам синтетический клей наносится на этикетку гораздо более тонким слоем, чем другие клеи, что является показа­телем его экономичности и расход такого клея специ­фически мал. Крахмальные, декстриновые клеи менее пластичны и при нанесении на этикетку имеют слой в два, три раза толще. Козеиновые клея по расходу приближаются к синтетическим (см. таблицу № 1).

в.) Начальная адгезия.

Синтетичес­кой клей обладает высокими адгезивными ка­чествами. У него быстрое время схватывания и опти­мальная начальная адгезия по сравнению с казеиновыми клеями, с низкой на­чальной адгезией клеёв на крахмальной основе и очень высокой у декстриновых клеёв.

г.) Устойчивость на сдвиг.

Новое поколение синтетических клеев имеет высокую устойчивость на сдвиг на очень мокрой или горячей бу­тылке.

Из-за большой длины молекулы белка казеина этикетка, приклеенная казеиновым клеем, имеет высокую устойчивость на сдвиг даже на мокрой или горячей бу­тылке.

При нанесении на этикетку крахмальных и декстри­новых клеёв получается большая толщина слоя, умень­шить которую не позволяют их адгезивные или плас­тичные свойства, что дает низкую устойчивость на сдвиг и этикетка плавает на бутылке.

д.) Устойчивость к воздействию конденсата.

Этот показатель особенно важен в летнее время, ког­да температура воздуха значительно выше температу­ры розлива продукции и на бутылке появляется боль­шое количество конденсата. Процесс выравнивания температур происходит довольно долго, так как разница тем­ператур очень велика (до 25°С). Наиболее устойчивые к воздействию конденсата синтетические клеи. У казеиновых клеёв тоже достаточно вы­сокая устойчивость к действию конденсата. Из-за конденсата при неправильном складировании продукции клей не успевает высыхать, этикетка «зацве­тает», приобретает гнилостный запах и может даже отпадать.

Меры борьбы с этим:

1. Склад с приточно-вытяжной вентиляцией с наиболее низкой температурой воздуха.

2. Увеличение температуры розлива до максимально воз­можной.

3. Устанавливать ящики с продукцией на высоту не более, чем в 3-4 ряда, или прокладывать ряды ящиков поли­этиленовой пленкой, чтобы не получалось эффекта «водопада», не зацветали и не смывались нижние эти­кетки.

е.) Очистка оборудования.

После работы казеиновым, декстриновым, и некоторы­ми синтетическими клеями этикетировочные машины легко отмываются теплой водой.

ж.) Срок хранения.

Оптимальные условия хранения клея при температуре 15-25 ^оС.

Клеи не выносит низких температур. При замерзании и последующем размораживании происходит разделе­ние фаз и нарушение структуры клея. Клей подвержен влиянию света, поэтому хра­нить лучше всего в темных помещениях. Клеи разных видов имеют разное «время жизни»: короткое — у декстриновых, очень короткое—у крахмальных, долгое—у казеиновых и синтетических.

 

ПОДБОР ЭТИКЕТКИ

Важно с самого начала определить подход—от области применения этикетки к выбору этикеточной бумаги.

Универсальной этикеточной бумаги не бывает. Иногда экономия на бумаге может привести к значительным расхо­дам при производстве готовой продукции.

Ошибочный выбор этикеточной бумаги может таким об­разом вызвать большие дополнительные затраты.

Перед изготовлением новой партии этикеток необходимо согласовать бумагу и лак, опробовав образцы бумаги на этикеточной машине. Бумага для этикеток должна быть с одной стороны гидрофильной, хорошо адсорбирующей влагу, с глад­кой стороны—водоотталкивающей, чтобы при соприкоснове­нии бутылок между собой этикетка не стиралась.

 

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МНОГОРАЗОВЫХ БУТЫЛОК

Иногда многоразовые бутылки еще называют возвратными бутылками. Смысл этого понятия состоит в том, что предпри­ятия берут использованные бутылки для производства, т. с. бутылки собираются, промываются, отделяются старые эти­кетки и заполняются продукцией. За счет этого достигается экономия, закупки новых бутылок сводятся к минимуму. Ме­ханизм возвратных бутылок очень распространен в пивной отрасли.

Этикетки для возвратных бутылок должны соответствовать особым требованиям. Растворяемость и скорость удаления в основном определяется структурой бумаги. Это так же за­висит от использования типа и количества лака и краски.

Этикеточная бумага должна быть щелочеустойчивой, что­бы этикетки могли смываться с бутылок, не расщепляясь на части, а смывались целиком. Моющий раствор должен про­питать этикетку в течение нескольких секунд и растворить клей. Клей должен использоваться растворимый в щело­чах—на казеиновой основе. Концентрация щелочи должна быть примерно 1—2% при температуре 80°С. Если концен­трация будет выше, то этикетки могут разлагаться в раство­ре и засорять его. Моющие растворы, загрязненные бумаж­ными волокнами и покрывающими частицами, загрязняют насадки и те быстро выйдут из строя.

При использовании щелочеустойчивой бумаги с высоким качеством покрытия загрязнение сточных вод будет низким. Таким образом, необходим особый сорт бумаги, который не повреждается при мытье. В случае возвратной тары необ­ходимо следить за точным соблюдением инструкции на мою­щих аппаратах, необходим контроль за температурой и кон­центрацией щелочи.

Этикеточная бумага имеет показатели, по которым и на­до определять пригодность данной этикетки к вашим про­изводственным условиям:

1.) СОВВ — это абсорбция воды — от показателя СОВВ зависит, будет ли этикетка приклеена к бутылке про­чно и надежно. От этого показателя зависит глубина проник­новения клея на обратной стороне этикетки, и, следовательно, водоотталкивающие свойства бумаги. Это количество погло­щенной воды одной стороной бумаги в течение данного вре­мени (60 сек.=60 СОВВ), измеряется с помощью тестера абсорбции СООВ и характеризуется в г/м².

Для выпуска качественной продукции, соответствующей высоким эстетическим требованиям (этикетка гладкая, не морщит, передача изображения без искажений) надо строго придерживаться выбора бумаги по данному показателю Совв:

для влажных бутылок 10-12 г/м², для сухих бутылок 12-18 г/м², для одноразовых сухих бутылок до 22 г/м².

2. Удельный вес (или масса) в граммах—определяется

взвешиванием тестируемого образца бумаги данного размера.

Выражается в граммах на квадратный метр.

1.1 Для бумаги с показателем СОВВ — 10 плотность бумаги 70-73 г/м².

1.2 Для бумаги с показателем СОВВ — 12 плотность бумаги 70-75-80-90 г/м ²

1.3 Для бумаги с показателем СОВВ— 18 плотность бумаги 70-75-80 г/м ²

1.4 Для бумаги с показателем СОВВ—22 (невлагостойкая) плотность бумаги 70-75-80-85-90-100-110-120 г/м².

3. Предел прочности при растяжении мокрой бумаги (влагопрочность).

Механическая устойчивость мокрой бумаги определяется при помощи тестера на прочность и характеризуется как измеряемая сила во время растяжки, в момент разрыва по­лоски бумаги 15 мм шириной и 180 мм длиной. Измеряется в ньютонах. Тестируемый образец помещается в обычную во­ду при температуре 20°С примерно на 5 минут перед тести­рованием. Если этот показатель не соответствует норме - этикетку разрывает на станке при снятии с башмака сегментами.

Минимальные значения предела прочности:

1). Для бумаги с показателем СОВВ — 10 -1-1,3 кН/м для бумаги разной плотности.

2). Для бумаги с показателем СОВВ — 12 -0,9-1,3 кН/м для бумаги разной плотности.

3). Для бумаги с показателем СОВВ— 18 -0,5 кН/м.

4). Для бумаги с показателем СОВВ — 22 не определяется, намокание недопустимо.

Используется только для сухих бутылок.

КАК ЖЕ ОПРЕДЕЛИТЬ СТОЛЬ ВАЖНЫЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПОКАЗАТЕЛИ?

1). Определение удельного веса.

Замерить ширину h и длину l этикетки в см². Вычислить площадь поверхности этикетки в см ² : S=h*l

Взвесить этикетку на аналитических весах с точностью до 0,0001 г.

Удельный вес = m/S* 10000 = г/м ²

2).Определение показателя СОВВ.

Используется та же этикетка, что и при определении удель­ного веса.

Этикетку помещают в емкость с водой, не погружая пол­ностью, а только касаясь внутренней стороною этикетки жид­кости, выдерживают в течение минуты. Мокрую эти­кетку укладывают между двумя слоями фильтрованной (про­мокательной) бумаги и слегка отжимают. После этого эти­кетку взвешивают на аналитических весах с точностью до 0,0001 г.

Показатель СОВВ = (m_в-m)/S* 10000 г/м ²

По показателю СОВВ в таблице № 2 определить пригод­ность тестируемой бумаги для изготовления этикеток для данного производства и заказать опытную партию с провер­кой ее на оборудовании, для чего провести следующие экс­перименты:

1. Опробование бумаги на машине для этикетирования.

2. Прохождение бутылок с этикеточной бумагой по тран­спортерам.

3. Укладка бутылок укладчиком в ящики.

4. Дополнительное воздействие на этикеточную бумагу на бутылке сразу же после наклейки.

5. Мойка бутылок с этикеточной бумагой на моечной ма­шине.

Если результат всех экспериментов положительный и бу­мага не набухает, можно заказать необходимую партию эти­кеток.

Возможные проблемы при применении клея на этикеровочных машинах и пути их решения приведены в таблице № 3.

 

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАБОТЕ С КЛЕЕМ

1. КАЗЕИНОВЫЕ КЛЕИ.

Казеин является экологически чистым продуктом, полу­чаемым из молока.

Как растворители казеина используются следующие ве­щества:

— каустик

— сода

— бура

— аммиак.

Поэтому клей имеет слабую щелочную реакцию. Обяза­тельно проверить рН (должен быть не ниже 8).

При высыхании происходит выделение в воздух паров аммиака. Чтобы закамуфлировать запах аммиака некоторые производители клея используют ароматизаторы, что вообще-то не решает проблемы, а создает дополнительную нагрузку на организм человека. Для предотвращения про­падания клея и защиты его от болезнетворных организмов и бактерий в клей вводятся антисептики, которые тоже не всегда имеют приятный запах и могут относиться к веществам 2—3 класса опасности, как например, фенол.

2. КРАХМАЛЬНЫЕ КЛЕИ.

Чисто крахмальных клеёв для этикетирования не выпус­кают. Так как крахмал обладает низкой начальной адгезией, то в него вводят полиакрильные или другие синтетические добавки с использованием органических растворителей, на­пример, таких как этилацетат. Добавки вводят для увеличе­ния адгезии, они имеют запах и угнетающе действуют на ор­ганизм человека.

Крахмал является благоприятной почвой для жизнеде­ятельности бактерий. При малом количестве антисептиков в нем практически присутствуют все виды болезнетворных ор­ганизмов, что опасно для человека. При использовании крах­мальных клеёв необходимо требовать гигиенический серти­фикат.

3. ДЕКСТРИНОВЫЕ КЛЕИ.

Декстрин получают быстрым нагреванием обычного крах­мала, содержащего 10-20% воды. При этом получают про­дукт того же состава, что и крахмал, но с меньшим коэффициентом полимеризации.

Сам декстрин является экологически чистым сырьем, но используемый в производстве клея для понижения высокой начальной адгезии глицерин, при хранении и высыхании об­разует очень ядовитое вещество акролеин (вредное для здоровья человека).

4. СИНТЕТИЧЕСКИЕ КЛЕИ.

Существует несколько видов синтетических клеёв:

1. Водорастворимые:

а) на основе поливинилацетата в присутствии пластификатора.

б) на основе карбамидформальдегидных или меламинформальдегидных смол.

2. С использованием органических растворителей.

Изготовляются на основе различных синтетических смол.

Клеи на основе поливинилацетата.

При высыхании происходит выделение в воздух винилацетата, уксусной кислоты и пластификатора дибутилфталата или диизобутилфталата. Винилацетат обладает общетоксичным действием. Дибутилфталат и диизобутилфталат вызывает функциональные н органические изменения в центральной и периферической нервной системе, могут проникать и через кожу.

П Д К в воздухе:

винилацетата 10 мг/м ³ — 3 класс опасности.

уксусной кислоты 5 мг/м ³ — 3 класс опасности.

дибутилфталата 0,5 мг/м ³ — 2 класс опасности.

диизобутилфталат мг/м ³ — 2 класс опасности.

Необходимо применение местной и общеобменной венти­ляции, работать в резиновых перчатках.

Производство должно быть обеспечено техническими сред­ствами контроля воздушной среды.

3. Клей с применением карбамидформальдегидных или меламинформальдегидных смол.

Смола представляет собой продукт поликонденсации карбамида и формальдегида в водной среде. Формальдегид от­носится к веществам 1 класса опасности.

4. Клей на органических растворителях.

Практически все органические растворители имеют запах и являются летучими веществами и относятся к классу ЛВЖ — легковоспламеняющиеся жидкости — 2 класса опаснос­ти. Запах заглушается ароматизаторами.

Приложение

Таблица № 1

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КЛЕЕВ ДЛЯ ЭТИКЕТИРОВАНИЯ

Основа: ____________ Параметры	Казеиновые клеи	Клеи на основе крахмала	Декстриновые клеи	Синтетические клеи
Макс. скорость оборудования	> 60000 бут/час.	< 30000 бут/час.	< 30000 бут/час.	> 60000 бут/час.
Расход	Мал	Высокий	Очень высокий	Очень мал
Начальная адгезия	Высокая	Низкая	Очень высокая	Очень высокая
Устойчивость на сдвиг	Высокая	Низкая	Очень низкая	Высокая
Очистка оборудования	Легкая, с использованием теплой воды	Со значительными затратами	Легкая	Легкая
Устойчивость к воздействию конденсата	Высокая	Очень высокая	Не указывается	Очень высокая
Срок хранения	Долгий	Очень короткий	Короткий	Долгий без изменения качеств

Таблица № 2.

Применимость бумаги для этикеток

Область применения	Этикетки для бутылок
Показатель СОВВ	Влаго стойкость	Пиво	Возвратные бутылки	Вина	Алкогольные напитки	Ликеры	Минвода	Фруктовые соки	Шампанское
10	Н	+	+
12	В	+	+	+	+	+	+	+	+
18	В		+	+	+	+	+	+	+
22	Н

В — влагостойкая бумага, Н—невлагостойкая бумага (только для одноразовой тары).

Таблица № 3.

ВОЗМОЖНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ПРИ ЭТИКЕТИРОВАНИИ

ПРОБЛЕМЫ ПРИ ЭТИКЕТИРОВАНИИ	ВОЗМОЖНЫЕ ПРИЧИНЫ	УСТРАНЕНИЕ
1 . Этикетка не удерживает клей	а) Задняя сторона этикетки отталкивает воду из-за про­никновения лака или краски б) Недостаточная глубина захвата сегментами	а) Применение другой краски, лака или более плотной бумаги б) Регулировка машины
2. Завертывание края этикетки	а) Неправильное положение волокон б) Слишком сухие этикетки в) Клей с низкой первичной клейкостью г) Слишком плотная этикетка д) Малое количество наносимого клея по краям е) Слишком малые площадки ж) Неправильное положение этикетки	а) Изменение ориентирования волокон б) Поддержание влажности около 65% в) Применение другого клея г) Применение более мягкой этикетки д) Проверить положение валика е) Заменить площадки ж) Отрегулировать
3. Этикетки внахлест отстают в месте нахлеста	а) Лак или краска не клеятся б) Клей с низкой начальной адгезией в) Слишком плотная этикетка г) Мало усилие на прижиме	а) Применение другого лака или отказ от склеивания в данном месте б) Заменить клей в) Применять более мягкую этикетку г) Увеличить усилие на прижиме, добавить прижимной ролик
4. Этикетки смещаются при движении на транспортере или плывут	а) Бумага плохо впитывает влагу б) Слишком большое количество наносимого клея в) Клей схватывается слишком медленно г) Бутылки слишком сильно прижаты друг к другу	а) Заменить бумагу б) Уменьшить расход клея в) Применять клей с малым временем схватывания г) Отрегулировать
5. Этикетки отклеиваются сразу после приклеивания	а) бутылки загрязнены или покрыты защитным слоем б) Этикетка не удерживает клей в) Слишком мало количество наносимого клея	а) Промыть бутылки б) Смотри пункт 1. в) Увеличить количество наносимого клея
6. Отдельные этикетки отклеиваются	а) Неправильная подача этикеток б) Неравномерное нанесение клея	а) Отрегулировать положение грейферного цилиндра б) Проверить положение сегментов
7. Контрэтикетки держатся, этикетки отваливаются	а) Бумага на этикетках слишком плотная б) Мало количество клея на этикетках	а) Применять менее плотную бумагу б) Увеличить количество клея
8. Этикетки рвутся грейферами	а) Мала прочность влажных этикеток б) Начальная адгезия клея слишком велика в) Мало количество наносимого клея г) Неправильное положение грейфера д) Обозначение даты на стороне грейфера	а) Применять более прочную бумагу б) Заменить клей в) Увеличить количество наносимого клея г) Отрегулировать положение грейферного цилиндра д) Изменить место маркировки даты
9. Слабая начальная адгезия	а) Неправильный выбор клея б) Клей долго хранился при пониженной температуре (менее 10°С) в) Мала глубина захвата из магазина	а) Заменить тип клея б) Заменить клей в) Отрегулировать
10. Слишком сильная начальная адгезия	а) Низкая температура клея б) Неправильный выбор клея в) Неправильное количество клея	а) Подогреть клей до 20-28°С б) Заменить клей в) Отрегулировать количество
11. Клей плохо прокачивается насосом	а) Клей слишком холодный б) Клей слишком долго хранился	а) Подогреть клей б) Применять свежий клей
12. Клей разбрызгивается	а) Велик расход б) Велика температура клея в) Низкая вязкость клея г) Площадки слишком сильно прижимаются к клеенаносящему валику д) Поврежден клеенаносящий валик	а) Уменьшить расход б) Уменьшить температуру до 20-28°С в) Применять клей с более высокой вязкостью г) Отрегулировать прижим д) Заменить клеенаносящий валик
13. Клей образует нити	а) Велико количество наносимого клея б) Поврежден клеенаносящий валик	а) Уменьшить расход б) Заменить клеенаносящий валик