Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klebstoffzusammensetzung, welche Glitterpartikel enthält.

So genannte Glitzerkleber (glitter glue) sind mit Glitzerpartikeln versehene, meist transparente oder zumindest transparent trocknende Klebstoffe. Diese werden bestimmungsgemäß neben Klebezwecken zur Dekoration und/oder Beschriftung von unterschiedlichen Materialien eingesetzt. Die aus dem Stand der Technik bekannten Glitzerkleber bestehen dabei im Wesentlichen aus einem wässrigen Bindemittelsystem zum Beispiel auf Basis von Polyacrylat sowie Glitzerpartikeln. Diese Glitzerpartikel sind in der Regel aus einem metallbeschichteten Kunststoff auf Basis von Polyethylentereph- talat (PET) aufgebaut. Solche Glitzerkleber können darüber hinaus weitere Additive, wie zum Beispiel Farbstoffe, Konservierungsmittel etc. enthalten. Um ein Absetzen oder Aufschwimmen der Glitzerpartikel zu verhindern, wird häufig ein geeignetes Verdickungsmittel, wie zum Beispiel Polyacryl säure eingesetzt.

Bei der Betrachtung von Abfallströmen dieser Produkte oder der daraus entstandenen Basteleien muss man jedoch feststellen, dass die aus dem Stand der Technik bekannten Glitzerkleber bereits von vomeherein zugesetzte Mikroplastikpartikel enthalten. Auch die Bindemittel selbst fallen oft unter die Definition von Mikroplastik. Kleinste Kunststoffpartikel werden als Mikroplastik gemäß dem Dossier (Restriction Report - Microplastics; Annex XV, Tabelle 17, 2&3) der Europäischen Regulierungsbehörde für Chemikalien (ECHA) einerseits über deren Größe bzw. Dimension und andererseits über deren fehlende biologische Abbaubarkeit klar deklariert und definiert. Die ECHA- Definition legt darin auch genau fest, welche Tests zur biologischen Abbaubarkeit akzeptiert werden, um festzustellen, ob ein polymerer Werkstoff als Mikroplastik anzusehen ist oder nicht. Zulässige Testmethoden sind beispielsweise in ISO14851 und ISO14852 beschrieben.

Im Hinblick auf die inzwischen besorgniserregende Verschmutzung der Ozeane durch Mikroplastikpartikel, insbesondere durch Kunststoffabfälle und dem in der Bevölkerung steigenden Umweltbewusstsein, besteht in der Gesellschaft zunehmend das Bedürfnis, diesen Missstand zu ändern. Ein Teil der Lösung ist es, Mikroplastikpartikel aus Endprodukten zu eliminieren und gegebenenfalls durch nachhaltigere Lösungen zu ersetzen. Alle aus dem Stand der Technik bekannten Glitzerkleber enthalten Glitzerpartikel, welche biologisch nicht abbaubare Kunststoffpartikel umfassen. Diese Mikroplastikpartikel kommen teilweise aus den zugesetzten PET-Glitzerpartikeln selbst, teils aber auch aus den nicht biologisch abbaubaren polymerbasierten Bindemittelsystemen. Dem Einsatz von nachhaltigen mikroplastikfreien Glitzerklebem, basierend auf bioabbaubaren Glittern, stehen bislang mangelnde Lagerstabilität in wässriger Umgebung sowie eine ausreichende Bioabbaubarkeit des gesamten Bindemittelsystems entgegen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Klebstoffzusammensetzung der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, welche die Nachteile aus dem Stand der Technik überwindet. Der vorliegenden Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine Klebstoffzusammensatzung mit Glitterpartikeln zur Verfügung zu stellen, welche insgesamt bioabbaubar und frei von Mikropartikeln ist bei gleichzeitiger hoher Lagerstabilität.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Klebstoffzusammensetzung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Mit der erfindungsgemäßen Klebstoffzusammensetzung wird erstmals eine Klebstoffzusammensetzung mit biologisch abbaubaren Glitterpartikeln sowie biologisch abbaubaren Binde- und Verdickungsmitteln zur Verfügung gestellt.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klebstoffzusammensetzung weisen die Glitterpartikel eine Basis aus mindestens einem biologisch abbaubaren Polymer auf, wobei die Basis vorzugsweise Cellulose und/oder Cellulosederivate umfasst und wobei die Basis mit Metall, vorzugsweise Aluminium beschichtet ist. Besonders vorteilhaft hat sich Cellulose als Basis der biologisch abbaubaren Glitterpartikel herausgestellt, da Cellulose eine besonders hohe Abbaugeschwindigkeit unter verschiedenen Bedingungen (zum Beispiel Kompostierung und Frischwasser) aufweist.

Glitter sind kleine Partikel mit verschiedensten Formen. Insbesondere weisen sie eine Größe, beispielsweise einen maximalen Durchmesser in einer Hauptausdehnungsrichtung des Partikels, von 0,02 mm bis 7,0 mm, bevorzugt 0,050 mm bis 6,0 mm, beispielsweise 0,06 mm bis 2,0 mm, z.B. 0,1 mm bis 0,5 mm auf. Hinsichtlich der Form sind die Glitterpartikel nicht besonders beschränkt und können beispielsweise als Plättchen, Nadeln, Quader, etc. vorliegen, oder zu bestimmten Formen gestanzt sein, beispielsweise Sechsecken, Quadraten, Kreisen, Ovalen, Sternen, etc. Gemäß bestimmten Ausführungsformen sind die Glitter flach ausgeführt, beispielsweise als Plättchen mit verschiedensten Formen, z.B. auch sechseckig, rechteckig, quadratisch, sternförmig, rund, oval, etc., wobei bevorzugt die Dicke der Plättchen zwischen 4 pm und 50 pm, beispielsweise zwischen 5 pm und 45 pm, z.B. zwischen 10 pm und 5 pm, beispielshaft zwischen 14 pm und 23 pm liegen kann, und/oder die Größe, beispielsweise ein maximaler Durchmesser in einer Hauptausdehnungsrichtung der Glitter, von 0,02 mm bis 7,0 mm, bevorzugt 0,050 mm bis 6,0 mm, beispielsweise 0,06 mm bis 2,0 mm, z.B. 0,1 mm bis- 0,5 mm betragen kann.

In der Regel sind die Glitterpartikel der erfindungsgemäßen Klebstoffzusammensetzung durch Zerkleinern einer metallbeschichteten Folie auf Polymerbasis, insbesondere auf Cellulosebasis hergestellt. Hierdurch sind die biologisch abbaubaren Glitterpartikel schnell und einfach herstellbar.

Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klebstoffzusammensetzung enthält ferner mindestens eine Feuchthaltemittel, insbesondere mindestens ein Polyol, wobei das Feuchthaltemittel vorzugsweise mit einem Anteil von ca. 1 Gew.-% bis ca.

15 Gew.-% enthalten ist. Mit Vorteil enthält die erfindungsgemäße Klebstoffzusammensetzung als Feuchthaltemittel mindestens eine Verbindung aus der Gruppe von Glycerin, Zuckeralkohol, wie zum Beispiel Xylit, Poly dextrose und 1,2-Propylenglykol. Diese Feuchthaltemittel sind allesamt biologisch abbaubar. Diese Feuchthaltemittel haben sich als besonders vorteilhaft im Hinblick auf Anzugsverhalten, Klebeperformance und Papierwellung erwiesen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klebstoffzusammensetzung sind die biologisch abbaubaren Glitterpartikel mit einem Anteil von ca. 2 Gew - % bis ca. 10 Gew.-%, vorzugsweise ca. 4 Gew.-% bis ca. 8 Gew.-% enthalten. Das biologisch abbaubare Bindemittel ist mit Vorteil mit einem Anteil von ca. 1 Gew.-% bis ca. 35 Gew.-%, vorzugsweise von ca. 2 Gew.-% bis ca. 20 Gew.-% enthalten. Mit Vorteil ist das mindestens eine Verdickungsmittel mit einem Anteil von ca. 0,1 Gew.-% bis ca. 3 Gew.-% enthalten. Mit Vorteil ist das mindestens eine Konservierungsmittel mit einem Anteil von < 3 Gew.-% enthalten. Wasser ist vorzugsweise mit einem Anteil von ca. 55 Gew.-% bis ca. 90 Gew.-% enthalten.

Mit Vorteil handelt es sich bei der Komponente a) der erfindungsgemäßen Klebstoffzusammensetzung um ein wasserlösliches und vorzugsweise nach EN ISO 14851 biologisch abbaubares Bindemittel, vorzugsweise um ein natürliches Bindemittel, wie zum Beispiel Stärke und/oder Stärkedrivat und/oder um ein synthetisches Polymer, wie zum Beispiel Polyvinylalkohol. Diese Bindemittel, die allesamt biologisch abbaubar sind, haben sich als besonders vorteilhaft auch hinsichtlich der Lagerstabilität erwiesen.

Besonders vorteilhaft handelt es sich bei der Komponente a) um eine enzymatisch verzweigte Stärke, vorzugsweise um Maltodextrin und/oder um einen alkalisch aufgeschlossenen Stärkeether, vorzugsweise um eine alkalisch aufgeschlossene propoxylierte Stärke.

Mit Vorteil ist als Verdickungsmittel Xanthan und/oder Mikrocellulose und/oder mikrofibrillierte Cellulose und/oder Natriumalginat und/oder Carboxymethylcellulose und/oder Pektin und/oder ein modifiziertes Schichtsilikat in der erfindungsgemäßen Klebstoffzusammensetzung enthalten. Diese Verdickungsmittel sind allesamt biologisch abbaubar und haben sich als besonders vorteilhaft im Hinblick auf Anzugsverhalten, Klebeperformance und Papierwellung erwiesen.

Mit Vorteil ist als Konservierungsmittel mindestens eines aus der Gruppe von Isothiazo- linonen, Natriumpyrithion, Bronopol, Phenoxyethanol und lodpropylcarbamat enthalten. Diese Konservierungsmittel haben sich als besonders vorteilhaft hinsichtlich der Verlängerung der Lagerstabilität erwiesen. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klebstoffzusammensetzung weist einen pH-Wert im Bereich von ca. 5,5 bis ca. 8,5, vorzugsweise von ca. 6,0 bis ca. 8,0 auf. Der pH-Wert wird vorzugsweise über Hilfsstoffe, wie beispielsweise pH-Puffer eingestellt. Es hat sich herausgestellt, dass im genannten pH-Bereich eine besonders gute Lagerstabilität der erfindungsgemäßen Klebstoffzusammensetzung erreicht wird. Der später gewollte biologische Abbau erfolgt so erst unter typischen Umweltbedingungen, wie zum Beispiel in Kläranlagen oder in offenen Gewässern durch Kontakt mit den dort vorherrschenden Bakterien bzw. durch andere Mikroorganismen.

Mit Vorteil umfasst die erfindungsgemäße Klebstoffzusammensetzung ferner Duftstoffe, Pigmente, Antioxidantien, Lichtschutzmittel, Bleichmittel, pH-Puffer und/oder Entschäumer, wobei der Anteil an diesen Additiven maximal ca. 5 Gew.-% beträgt.

In der Regel beträgt der Anteil an natürlichen bzw. nachwachsenden Rohstoffen mehr als 97 Gew.-%.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner einen Behälter, insbesondere eine Flasche oder Tube mit Applikator, enthaltend eine erfindungsgemäße Klebstoffzusammensetzung.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner die Verwendung einer erfindungsgemäßen Klebstoffzusammensetzung zum Dekorieren von und Basteln mit Papier, Pappe, Holz, Filz, Kork, Glas und/oder textilen Materialien.

Beispiele

1. Herstellung von Formulierungen

Die festen Bindemittelkomponenten entsprechend Tabelle 1 wurden unter Pegel per Vakuum in Wasser eingesaugt und für 1 h gerührt. Je nach Löslichkeit wurde dieser Vorgang bei Raumtemperatur oder bei 60°C durchgeführt. Anschließend wurde zur Lösung die entsprechende Menge Glycerin und/oder andere flüssige Komponenten zugegeben. Danach wurden unter Rühren die Glitter (PET od. Bioglitter) zugegeben. Abschließend wurden zur Formulierung unter Rühren Hilfsstoffe, z.B. Konservierungsmittel und/oder Bleichmittel zugegeben. Die so hergestellte Klebstoffzusammensetzungen wurden dann in Applikationsflaschen abgefüllt.

1) Mowiol ® 18-88 oder Mowiol ® 8-88 je nach gewünschter Viskosität

2) Enzymatisch hyperverzeigte Stärke

3) Carbomer ® 4) Neutralisationsmittel

Tabelle 1 : getestete Formulierungen

2. Anwendungstechnische Prüfungen

Sämtliche anwendungstechnischen Prüfungen wurden unter konstanten Prüfbedingun- gen durchgeführt. Die Formulierungen und Prüfmaterialien wurden dazu vor Prüfbeginn für 24 h bei 23 °C / 50% r.F. temperiert. Farbe und Aussehen wurden visuell beurteilt. Der pH-Werte wurden mittels eines kalibrierten pH-Meters der Firma Mettler Toldeo bestimmt. Die Viskositäten wurden mittels eines Rotationsvikosimeters der Fa. Brookfield mit Spindel 5 und 20rpm bei 20°C bestimmt. Lagerstabilität:

Um eine mind. 2-jährige Lagerstabilität zu simulieren, wurden die Formulierungen für 6 Monate bei 40°C gelagert und am Ende der Lagerzeit mit dem Ausgangszustand verglichen. Diese Methode beruht auf der Annahme einer Verdopplung chemischer Alterungsprozesse alle 10K. Somit entspricht die Lagerung von 6 Monaten bei 40°C in etwa der gleichen Alterung bei 24 Monaten und 20°C. Beurteilt wurden Farbe und Aussehen der Formulierungen, insbesondere die Integrität der Glitzerpartikel.

Biologische Abbaubarkeit:

DIN ISO 14851 legt ein Verfahren fest, mit dem durch Messung des Sauerstoffbedarfs in einem geschlossenen Respirometer der Grad der aeroben Bioabbaubarkeit von Kunststoffen (einschließlich solcher Kunststoffe, die Formulierungs- Additive enthalten) bestimmt werden kann. Die Formulierungen aus den Beispielen 1-7 wurden in einem wässrigen Medium unter Laborbedingungen einem Inokulum (= Impfkultur) aus Belebtschlamm, Kompost oder Boden ausgesetzt. Gemäß ECHA-Microplastics restriction report (Annex XV, Table 3) wird ein Abbau von mind. >90% innerhalb von 6 Monaten als Kriterium für die Einstufung als mikroplastikfrei gefordert.

Durchbluten:

Es erfolgte ein Raupenauftrag auf einem Papierstreifen (Kopierpapier) der Dimension 297 x 52,5 mm. Die Rückseite des Papierstreifens wird nach 1 Tag qualitativ ausgewertet.

Papierwellung:

Es erfolgte ein Raupenauftrag auf einem Papierstreifen (Kopierpapier) der Dimension 297 x 52,5 mm. Die Wellung des Papierstreifens wird nach 1 Tag qualitativ ausgewertet.

Eigenschaften:

¹¹ nach 10 Wochen

²⁾ Kriterien für Mikroplastik gemäß dem ECHA-Microplastics restriction report (Annex XV, Table 3)

Tabelle 2: Versuchsergebnisse

Wie aus Tabelle 2 hervorgeht, zeigen die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen (Beispiele 4 bis 7) gegenüber den Vergleichszusammensetzungen (Beispiele 1 bis 3) eine hinreichende Lagerstabilität und erfüllen gleichzeitig die Kriterien der Bioabbau- barkeit und können somit als frei von Mikroplastik betrachtet werden. Interessant ist auch, dass ein niedriger pH-Wert (zum Beispiel 4,3 wie im Beispiel 3) eine Desintegration der Bioglitter bewirkt. Die Lagerstabilität bei 40°C beträgt bei Beispiel 3 nur zwei Monate, während bei den anderen Beispielen eine Lagerstabilität von mehr als sechs Monaten erzielt wurde.