§ 9. Клеи на основе водных растворов клеящих веществ

К группе клеев, изготовляемых путем растворения или разведения клеящих веществ животного или растительного происхождения в воде, относятся казеиновый, мездровый, декстриновый, мучной и клей из сульфитноспиртовой барды.

Казеиновый клей

Казеин представляет собой сложное белковое вещество, получаемое из обезжиренного коровьего молока (обрата). В зависимости от способа получения различают сычужный и кислотный казеин. Для приготовления казеинового клея применяют кислотный казеин.

Казеин - крупнозернистая масса от белого или светло-кремового до желтого или темно-желтого цвета (в зависимости от сорта) плотностью 1,26 ^г/_см³. Казеин не растворяется в воде, но заметно в ней набухает; в водных растворах едких и углекислых щелочей, аммиака и буры казеин хорошо растворяется.

При длительном хранении в результате гидролитического распада казеина резко снижаются вязкость и клеящая способность его растворов.

На обувных фабриках казеиновый клей приготовляют преимущественно растворением казеина в водном растворе аммиака с добавкой или без добавки мочевины.

При изготовлении клея казеин сначала подвергают набуханию в воде в течение 13-14 ч, а затем разваривают при температуре не выше 70° С в воде с добавкой 25%-ного раствора аммиака в количестве 12-15% и мочевины в количестве 12-25% от веса воздушносухого казеина. Аммиак можно заменить бурой, едким натром или кальцинированной содой в количествах (соответственно) 15,2 и 16% от веса воздушносухого казеина. Концентрация казеинового клея - от 12 до 20% в зависимости от его назначения. Для предупреждения или замедления загнивания в казеиновый клей зачастую вводят антисептики (фенол и др.).

Для уменьшения жесткости, присущей клеевым казеиновым пленкам, в состав казеинового клея в ряде случаев вводят водорастворимые пластификаторы - глицерин или ализариновое масло. Последнее представляет собой сульфированное, т. е. обработанное концентрированной серной кислотой, касторовое масло; это вязкая жидкость коричневого цвета, образующая с водой устойчивую эмульсию.

Казеиновый клей по своим свойствам резко отличается от ранее рассмотренных каучукового, перхлорвинилового и других I клеев. К наиболее важным особенностям казеинового клея относятся: малая водоустойчивость клеевых пленок; высокая прочность склеивания по сравнению с другими водными клеями (мучным, декстриновым и т. п.); высокая жесткость клеевых казеиновых пленок даже при добавлении некоторых количеств пластификатора; отсутствие липкости высушенных пленок и вытекающая отсюда возможность склеивания деталей непосредственно после нанесения на них клея без его высушивания; медленное схватывание и в связи с этим необходимость длительного выдерживания склеенных деталей в прессах; недостаточная сохранность при хранении, выражающаяся в загнивании клея и появлении неприятного запаха, зачастую менее чем через 24 ч после изготовления клея (при отсутствии в нем антисептиков).

Особенности казеинового клея предопределяют его использование в основном для выполнения наименее ответственных операций. До недавнего времени казеиновый клей широко применялся в обувной промышленности для вклеивания кожаных и картонных задников, вкладных стелек, полустелек и подпяточников, приклеивания межподкладки к деталям верха, склеивания слоев комбинированных стелек и фликов, сборных кожаных каблуков и т. д. В настоящее время применение казеинового клея в обувной промышленности для целей склеивания заметно сократилось; его используют в основном в качестве загустителя латексных клеев и при изготовлении материалов для отделки верха и низа обуви.

Мездровый клей

Мездровый клей представляет собой продукт переработки мездры, спилковой обрези, головок, лап и обрезков сырой шкуры, а также кожаных стружки и обрези. В зависимости от способа производства различают мездровый клей в плитках, дробленый и в чешуйках.

Для приготовления клеевого раствора берут 20-30 вес. ч. плиточного клея и 80-70 вес. ч. воды. Клей оставляют набухать в воде на 14-24 ч и затем разваривают при температуре 60-70° С.

При высокой прочности склеивания клеевые растворы мездрового клея обладают многими существенными недостатками. К этим недостаткам относятся: возможность использования раствора лишь в горячем состоянии; быстрое загнивание раствора, уменьшающее возможность хранения изготовленного клея; жесткость и хрупкость клеевых пленок; малая устойчивость клеевых пленок к действию воды. Мездровый клей используют для загущения латексных клеев, а в отдельных случаях для склеивания фликов наборных кожаных каблуков и промазки их боковой поверхности.

Декстриновый клей

Декстринами называют углеводы, получаемые из крахмала путем его частичного расщепления. В отличие от крахмала, имеющего химический состав, соответствующий формуле (С₆Н₁₀О₅)_х, декстрины имеют состав, соответствующий формуле (С₆Н₁₀О₅)_n, где n меньше, чем х. В промышленности для получения декстринов сухой крахмал (в основном картофельный) смешивают с незначительным количеством (0,1%) соляной или азотной кислоты, а затем нагревают при температуре до 150° С при непрерывном помешивании. В зависимости от степени декстринизации крахмала различают белый, палевый и желтый декстрин.

Декстрин имеет мучнистый вид и под микроскопом обнаруживает сохранившееся строение крахмальных зерен; он растворяется не только в горячей, но и в холодной воде, образуя густые клейкие прозрачные растворы, обладающие слабо выраженной кислой реакцией. Однако, учитывая наличие в декстрине известного количества нерасщепленных частиц крахмала, декстриновый клей приготовляют путем растворения декстрина вводе при нагревании до температуры, обеспечивающей клейстериза-цию крахмальных зерен.

Декстрин сначала замачивают в небольшом количестве холодной воды, затем, непрерывно помешивая, добавляют кипящую воду; для получения однородной, без комков, клеящей массы необходимо дальнейшее тщательное размешивание при одновременном' нагреве клея при температуре 80-90° С. Весовые соотношения декстрина и воды в клее следующие: декстрина - 62-65%, воды - 38-35%. Концентрация клея большая при его изготовлении из палевого и желтого декстрина, меньшая - из светлого. Зачастую при изготовлении декстринового клея часть декстрина заменяют мучной пылью.

Декстриновый клей дешев, его можно применять на холоду, он удовлетворительно сохраняется, обладает быстрым схватыванием, но клеящая его способность невелика, к тому же она резко уменьшается при действии влаги и тепла.

Декстриновый клей, так же как и казеиновый, в прошлом широко применялся при изготовлении обуви. Эти клеи, как приготовляемые из пищевого сырья, в последние годы заменяются клеями на основе непищевого сырья, в частности, латексными клеями. Декстриновый клей используют теперь лишь в отдельных случаях - для приклеивания простилки, наклеивания межподкладки и при выполнении некоторых других вспомогательных операций.

Мучной клей

Для изготовления мучного клея обычно применяют так называемую техническую пшеничную муку, к которой относят сметки, содержащие примеси минеральных веществ (песка, глины), муку, засоренную растительными примесями (спорыньей, головней), а также муку с большой кислотностью, заплесневелую и затхлую.

Для приготовления клея муку небольшими порциями высыпают в кипящую воду при непрерывном перемешивании; образовавшуюся массу, содержащую комки и крошки, подвергают дальнейшему перемешиванию и нагреванию при 85-90° С в течение 1-2 ч до полной клейстеризации крахмала в муке и получения клея однородной консистенции. Весовые соотношения воды и муки в клее зависят от свойств муки, в частности, от содержания в ней клейковины; концентрация мучного клея колеблется от 20-25 до 35-40%.

Мучной клей отличается от декстринового в основном более светлым цветом, меньшей сохранностью при хранении и несколько большей устойчивостью клеевых пленок к действию влаги и тепла. Благодаря дешевизне, доступности и несложности применения мучной клей в отдельных случаях используют при производстве обуви для приклеивания межподкладки к деталям верха обуви, вклеивания кожаных и кожкартонных задников, вкладных стелек и др.

Клей из концентрата сульфитноспиртовой барды

Концентрат сульфитноспиртовой барды представляет собой однородную твердую, несколько смолоподобную массу темно-коричневого цвета, легко растворимую в воде. Концентрат сульфитноспиртовой барды получают путем переработки щелока, являющегося отходом производства при изготовлении целлюлозы из древесины сульфитным способом. Клей из концентрата по клеящей способности уступает казеиновому и резиновому, но мало отличается от декстринового и мучного; клеевые пленки из концентрата - темного цвета, хрупки и мало устойчивы к действию воды.

Клей из концентрата сульфитноспиртовой барды приготовляют путем разварки концентрата при температуре 80-90° С; весовые соотношения концентрата и воды изменяются в зависимости от назначения клея; большей частью концентрация клея достигает 55-60%. В ряде случаев в клей из концентрата сульфитноспиртовой барды для увеличения клеящей способности и уменьшения хрупкости и осыпания клеевых пленок вводят канифоль и мездровый клей. Из-за темного цвета клеевых пленок клей из концентрата сульфитноспиртовой барды применяют для выполнения вспомогательных операций лишь при производстве юфтевой обуви (для наклеивания боковинок, поднаряда, футора и др.).