CZ133395A3

CZ133395A3 - Pressure-responsive adhesive, process of its preparation and use

Info

Publication number: CZ133395A3
Application number: CZ951333A
Authority: CZ
Inventors: Hans-Joachim Dittmers; Jurgen Stock; Detlef Thorns
Original assignee: Detlef Thorns
Priority date: 1992-11-25
Filing date: 1993-11-25
Publication date: 1995-10-18
Also published as: DE9216278U1; EP0705313A1; WO1994012582A1

Description

Lepidlo citlivé na tlak, způsob jeho výroby a jeho použití

Oblast techniky

Vynález se týká lepidla citlivého na tlak s funkčními vlastnostmi a reversibilitou v širokém teplotním rozmezí. Dále se vynález týká způsobu výroby tohoto lepidla a jeho použití.

Dosavadní stav techniky

Je známa řada provedení lepidel citlivých na tlak. Tato lepidla slouží k pokud možno spolehlivému lepivému spojení, které je však reversibilní, tj. je možno ho za použití vhodných mechanických sil znovu rozpojit, přičemž jedna s přilepených ploch zůstane prostá zbytků lepidla.

Jsou známa lepidla citlivá na tlak, která v širokém teplotním rozmezí (od -20 do +70’C) vykazují přibližně konstantní lepivost. Tato lepidla citlivá na tlak však nejsou v tomto teplotním rozsahu rovnoměrně reversibilní, tj. lepené spoje nelze rovnoměrně rozpojit. Dále jsou známa lepidla citlivá na tlak, která jsou sice v uvedeném teplotním rozsahu reversibilní, ale přitom jejich lepivost podléhá neovlivnitelným změnám.

Až dosud se tedy nepodařilo vyrobit lepidlo citlivé na tlak, které by bylo v širokém teplotním rozmezí rovnoměrně reversibilní a vykazovalo by konstantní lepivé vlastnosti.

Vynález řeší tyto problémy.

Podstata vynálezu

Předmětem vynálezu je lepidlo citlivé na tlak s funkčními vlastnostmi a reversibilitou v širokém teplotním rozmezí, jehož podstata spočívá v tom, že sestává z

- 40 až 90 % hmotnostních prvního lepidla dispergovatelného ve vodé tvořeného jednou nebo více látkami zvolenými ze souboru zahrnujícího vinylestery, přírodní kaučuk, vinylacetát, styren-butadien, polyvinylisobutylen, vinylalkoholy, kopolymery esterů kyseliny akrylové, polymethakryláty, polymer butylesteru kyseliny akrylové, akryl-styrenový kopolymer a akryl-vinylový kopolymer,

- 5 až 50 % hmotnostních alespoň jednoho druhého lepidla rozpustného v organických rozpouštědlech, které je odlišné od prvního lepidla, zvoleného ze souboru zahrnujícího kaučuk, polyvinylchlorid, dibutylftalát, trimethylester, IC-pryskyřici, hydrogenovanou aromatickou uhlovodíkovou pryskyřici, balzámovou pryskyřici a kalafunovou pryskyřici a

- 0 až 20 % hmotnostních případných přísad, zejména zahušťovadel.

Lepidlový systém podle vynálezu sestává tedy ze dvou lepidel, které se vzájemně modifikují. Změnou relativních podílů lepidel je možno v širokém rozsahu nastavit lepivost lepidla citlivého na tlak. Lepidlo citlivé na tlak podle vynálezu je možno vyrobit tak, že vykazuje v širokém teplotním rozsahu od -40 do 110’C konstantní lepivost a rovnoměrnou reversibilitu.

Díky široké možnosti nastavovat viskozitu a lepivost lepidla citlivého na tlak podle vynálezu, je možno tohoto lepidla používat například přenosovým způsobem, zejména pro přenos na nosiče, zvláště pak nosiče z bavlněných vláken, jehlovaného rouna, kobercových podlahovin nebo jiných dekoračních nebo izolačních materiálů s nerovným povrchem. Přitom je možno lepidla citlivého na tlak používat pro výrobu lepivé vrstvy jak na silikonizované, tak na neošetřené folii z vysokohustotního polyethylenu nebo polypropylenu, kterážto folie současně slouží později jako snadno oddělitelná separační podložka. Tato lepivá vrstva se potom nalisuje ve vlhkém nebo vysušeném stavu na materiál, na který má být přenesena. Lepivost se přitom přednostně nastavuje tak, aby byla pevnost v tahu materiálu s lepivou vrstvou vyšší než pevnost adheze mezi lepidlem citlivým na tlak a přilepeným prvkem, pro umožnění oddělení lepidla spolu s přilepeným materiálem od prvku. Adheze k prvku je určena elektrostatickými přitažlivými silami organických molekul lepidla, které působí vzájemně mezi těmito molekulami a mezi těmito molekulami a prvkem, povrchovým napětím lepidla citlivého na tlak, jakož i polaritou mezi lepidlem citlivým na tlak a povrchem prvku.

V důsledku vysokých kohesních sil uvnitř lepidla citlivého na tlak nabývá vrstva tohoto lepidla charakteru folie, což umožňuje bezproblémové oddělení lepidla citlivého na tlak od povrchu prvku, po němž nezůstávají na prvku žádné zbytky lepidla.

Lepidlo citlivé na tlak podle vynálezu umožňuje úplnou recyklaci zboží z bavlněných vláken, vpichovaného rouna, kobercové podlahoviny nebo jiných dekoračních a těsnicích materiálů s hrubým povrchem, které slouží jako substrát, poněvadž lepidlo citlivé na tlak je biologicky odbouratelné a nenarušuje proces recyklování lepeného zboží.

Lepidlo podle vynálezu umožňuje lepit jinak obtížně lepitelné prvky z kovu a plastů, například prvky s povrchem z polypropylenu, polyethylenu, ethylen-propylen-dienového kaučuku (EPDM), akrylonitril-butadien-styrenových pryskyřic (-ABS) a kovů povrchově upravených vrstvou KT, lakovaných kovových povrchů apod. Žádný z těchto prvků nevyžaduje předběžnou úpravu pro lepení lepidlem citlivým na tlak podle vynálezu.

V přednostním provedení vynálezu činí podíl prvního lepidla 55 až 90, přednostně 55 až 60 % hmotnostních a podíl druhého lepidla 5 až 40, přednostně 35 až 40 % hmotnostních. Případné zahušťovadlo, které je například tvořeno ethylcelulosou, může tvořit podíl 5 % hmotnostních.

První lepidlo může být ve zvláště vhodném provedení tohoto vynálezu tvořeno směsí kopolymeru kyseliny akrylové se styren-butadienem. V tomto případě je druhé lepidlo přednostně tvořeno měkkou pryskyřicí na přírodní bázi (například IC-pryskyřicí) a latexem.

Způsob výroby výše uvedeného lepidla citlivého na tlak se podle vynálezu vyznačuje tím, že se vodná disperse prvního lepidla zvoleného ze souboru zahrnujícího vinylestery, přírodní kaučuk, vinylacetát, styren-butadien, polyvinylisobutylen, vinylalkoholy, kopolymery esterů kyseliny akrylové, polymethakryláty, polymer butylesteru kyseliny akrylové, akryl-styrenový kopolymer a akrylvinylový kopolymer rozmíchá s organickým roztokem druhého, od prvního lepidla rozdílného, lepidla, zvoleného ze souboru zahrnujícího kaučuk, polyvinylchlorid, dibutylftalát, trimethylester, IC-pryskyřici, hydrogenovanou aromatickou uhlovodíkovou pryskyřici, balzámovou pryskyřici a kalafunovou pryskyřici za vzniku viskosní směsi. Proces míchání vyžaduje obvykle několik minut, například asi 15 minut.

Organický roztok druhého lepidla může přitom tvořit 5 až 50, přednostně 25 až 45 nebo 35 až 40 % hmotnostních a disperse prvního lepidla může tvořit 40 až 90, přednostně 50 až 70 nebo 55 až 60 % hmotnostních.

Jako příklad provedení způsobu podle vynálezu je možno uvést postup, při němž se nejprve vyrobí organický roztok druhého lepidla, který se skládá ze dvou složek, například IC-pryskyřice a latexu. Složky mohou být přitom předem rozpuštěny nebo se mohou ke směsi přidávat v pevné formě. Jako rozpouštědla přicházejí v úvahu polární rozpouštědla, zejména butylacetát nebo alkoholy.

Vodná disperse zahrnuje přednostně směs kopolymeru kyseliny akrylové se styren-butadienem a její obsah vody činí asi 50 %. Do disperse se za míchání přidá vyrobený organický roztok a zahušéovadlo. Jako příklad provedení je možno uvést tyto podíly jednotlivých látek v % hmotnostních: disperse - 79 %, organický roztok - 20 %, zahuštovadlo 1 %.

Jako jiný příklad provedení je možno uvést tuto recepturu :

Obsah (% hmotnostní) vodná disperse kopolymeru kyseliny akrylové še styrenem a butadienem (s obsahem vody asi 50 %) 70 změkčovadlo na přírodní bázi (IC-pryskyřice) 10 latex 10 butylacetát 7 zahušíovadlo 3

Takto vyrobená lepidla citlivá na tlak vykazují konstantní funkční vlastnostmi a reversibilitu v širokém teplotním rozmezí. Proto je možno jich použít zejména k lepení roun z bavlněných vláken pojených termoplasty, například na polypropylenové prvky. Jekoliž by mohla hustota rouna z bavlněných vláken umožňovat příliš silný průnik lepidla citlivého na tlak, používá se přednostně rouna z bavlněných vláken s krycím rounem o vyšší hustotě.

Za použití lepidla citlivého na tlak podle vynálezu je možno se díky jeho reversibilitě vyhnout výrobě zmetků vznikajících chybným nánosem. Podíl zmetků za použití nereversibilního lepidla činí 7 až 10 %, takže je podle vynálezu možno dosáhnout značných úspor.

Při lepení na prvky z plastů a také na prvky z lakovaných kovů nebo kovů ošetřených základní povrchovou úpravou není zapotřebí povrchy lepených prvků žádným způsobem předběžně upravovat.

Lepidlo citlivé na tlak podlé vynálezu umožňuje poprvé dosáhnout prakticky využitelného lepeného spojení mezi plochou karoserie motorového vozidla s těsnicím a/nebo ozdobným plošným materiálem, kteréžto spojení lze bez poškození rozpojit, aniž by na lepeném substrátu zůstaly jakékoliv zbytky lepidla.

Až dosud bylo obvyklé pokrývat přinejmenším část ploch karoserie, zejména vnitřních ploch karoserie motorových vozidel izolačními rohožemi a/nebo ozdobnými plošnými materiály. Tak je například již dlouhou dobu známo obkládat, pro zlepšení celkového estetického dojmu, vnitřní plochy dveří motorových vozidel plošnými materiály, obkládat plochy střechy prostoru pro cestující vhodnými obklady a pokrývat úložné prostory ozdobnými plochými materiály. Pro snížení hluku hnacího agregátu a motoru, jakož i pro tepelné těsnění prostoru pro cestující je také známo použití izolačních rohoží. Reversibilního trvalého spojení vnitřních ploch karoserie s těsnicími a/nebo ozdobnými plošnými díly se dosahuje pomocí mechanických spojovacích prvků, jako jsou nýty, svorky apod. Mechanická spojení tohoto typu jsou však velmi náročná na práci, materiály, a proto jsou drahá. Také je známo, že se pro výrobu trvanlivých spojení mezi zvolenými částmi může používat lepidel, taková spojení jsou však jen obtížně rozpojitelná. Všechna dosud známá spojení mají společnou vlastnost v tom, že je možno je uvolnit jen podmínečně a/nebo s poškozením přinejmenším jedné z plošných částí. Mají-li se od sebe oddělit části spojené lepidlem, ulpí zpravidla část substrátu na přilepovaném materiálu a/nebo část lepidla na substrátu. Není tedy možné s přijatelnou produktivitou rozpojit taková spojení na materiály, které slouží jako jednotlivé nosiče. S ohledem na rostoucí potřeby ochrany životního prostředí a rostoucí požadavky materiály recyklovat a po odpovídajícím zpracování znovu používat, existuje snaha dosáhnout zejména v automobilové výrobě a v jiných velkosériových výrobách technických předmětů, jako například elektrických přístrojů pro domácnost, domácí elektroniky a počítačů, čistého oddělení materiálů. Za použití dosavadních způsobů spojování částí karoserie s těsnicími a/nebo ozdobnými plošnými materiály nelze takové recyklovatelnosti v požadovaném rozsahu s nízkými náklady a nízkou pracností dosáhnout.

Za použití lepidla citlivého na tlak podle vynálezu pro spojování ploch karoserie s těsnicími a/nebo ozdobnými plošnými materiály se na jedné straně dosáhne i

dostatečně pevného dlouhodobého lepivého spojení vzdorujícího namáhání za provozu, přičemž však na druhé straně lze lepením spojené části od sebe manuálně bez problémů oddělit tahovými silami. Tak je možno výjimečně rychle, nekomplikovaně a tedy s nízkými náklady, dosáhnout vzájemného čistého oddělení materiálů, které jsou k sobě připojeny, pro účely recyklace. Další výhoda spočívá v tom, že za použití lepidla citlivého na tlak nedochází při oddělení spojených materiálů k tomu, že by na jednom materiálu zůstaly zbytky druhého materiálu a/nebo na druhém zbytky lepidla. Tím je také možno následující postup recyklování cíleně orientovat na vždy nejvýhodnější postup pro ten který materiál.

Podobných výhod při recyklování se dosáhne nejen při výše uvedených, nýbrž i při podobných aplikacích.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Lepidlo citlivé na tlak s funkčními vlastnostmi a reversibilitou v širokém teplotním rozmezí, vyznačující se tím, že sestává z

- 40 až 90 % hmotnostních prvního lepidla dispergovatelného ve vodé tvořeného jednou nebo více látkami zvolenými ze souboru zahrnujícího vinylestery, přírodní kaučuk, vinylacetát, styren-butadien, polyvinylisobutylen, vinylalkoholy, kopolymery esterů kyseliny akrylové, polymethakryláty, polymer butylesteru kyseliny akrylové, akryl-styrenový kopolymer a akryl-vinylový kopolymer,

- 5 až 50 % hmotnostních alespoň jednoho druhého lepidla rozpustného v organických rozpouštědlech, které je odlišné od prvního lepidla, zvoleného ze souboru zahrnujícího kaučuk, polyvinylchlorid, dibutylftalát, trimethylester, IC-pryskyřici, hydrogenovanou aromatickou uhlovodíkovou pryskyřici, balzámovou pryskyřici a kalafunovou pryskyřici a

- 0 až 20 % hmotnostních případných přísad, zejména zahušťovadel.
2. Lepidlo podle nároku 1, vyznačující se tím, že podíl prvního lepidla je 55 až 90 % hmotnostních a podíl druhého lepidla 5 až 40 % hmotnostních.
3. Lepidlo podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že první lepidlo je tvořeno směsí kopolymeru kyseliny akrylové se styren-butadienem.
4. Lepidlo podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že druhé lepidlo sestává z měkké pryskyřice na přírodní bázi a latexu.
5. Lepidlo podle některého z nároků 1 až 4, zejména podle nároků 3a4, vyznačující se tím, že podíl prvního lepidla je 70 až 80 % hmotnostních, podíl druhého lepidla je 10 až 25 % hmotnostních a podíl zahušťovadla je 1 až 5 % hmotnostních.
6. Lepidlo podle některého z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že je naneseno na nosiči.
7. Lepidlo podle nároku 6, vyznačující se t i m , že je naneseno na vláknitém rouně, zejména na rouně z bavlněných vlánek pojeném termoplastem s krycím rounem o vyšší hustotě.
8. Způsob výroby lepidla citlivého na tlak s funkčními vlastnostmi a reversibilitou v širokém teplotním rozmezí, vyznačující se tím, že se vodná disperse prvního lepidla zvoleného ze souboru zahrnujícího vinylestery, přírodní kaučuk, vinylacetát, styren-butadien, polyvinylisobutylen, vinylalkoholy, kopolymery esterů kyseliny akrylové, polymethakryláty, polymer butylesteru kyseliny akrylové, akryl-styrenový kopolymer a akrylvinylový kopolymer rozmíchá s organickým roztokem druhého, od prvního lepidla rozdílného, lepidla, zvoleného ze souboru zahrnujícího kaučuk, polyvinylchlorid, dibutylftalát, trimethylester, IC-pryskyřici, hydrogenovanou aromatickou uhlovodíkovou pryskyřici, balzámovou pryskyřici a kalafunovou pryskyřici za vzniku viskosní směsi.
9. Způsob podle nároku 8, vyznačující se tím, že podíl vodné disperse je 40 až 90 a podíl organického roztoku je 5 až 50 % hmotnostních.
10. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že podíl vodné disperse je 55 až 90 a podíl organického roztoku je 5 až 40 % hmotnostních.
11. Způsob podle některého z nároků 8 až 10, vyznačující se tím, že se vodná disperse vyrábí ze směsi kopolymeru kyseliny akrylové se styrenbutadienem.
12. Způsob podle některého z nároků 8 až 11, vyznačující se tím, že se použije organického roztoku měkké pryskyřice na přírodní bázi a latexu.
13. Způsob podle nároků 11 a 12, vyznačující se t í m , že se 35 až 40 % hmotnostních organického roztoku rozmíchá v 55 až 60 % hmotnostních vodné disperse a přidáním 1 až 5 % hmotnostních zahuštovadla se nastaví předem určená viskosita.
14. Použití lepidla podle některého z nároků 1 až 7 pro výrobu reversibilního lepeného spojení mezi plochou karoserie motorového vozidla a plošným těsnicím a/nebo ozdobným prvkem.
15. Použití podle nároku 14 pro výrobu reversibilního lepeného spojení vnitřní plochy dveří s obkladem dveří, vnitřní plochy střechy karoserie s obkladem střechy, odkládacích prostor s ozdobnou rohoží, vnitřního povrchu kapoty motorového vozidla s tepelně a/nebo akusticky těsnicí rohoží.
16. Použití lepidla podle některého z nároků 1 až 7 pro výrobu reversibilního lepeného spojení s prvkem z plastu, zejména polypropylenu, polyethylenu, kaučuku EPDM nebo pryskyřice ABS.
17. Použití lepidla podle některého z nároků 1 až 7 pro výrobu reversibilního lepeného spojení s prvkem z lakovaného kovu nebo kovu opatřeného základní povrchvou úpravou.
18. Použití lepidla podle některého z nároků 1 až 7 po jeho nanesení na nosič.
19. Použití podle nároku 18, při němž se jako nosiče použije vláknitého rouna, zejména rouna z bavlněných vláken pojeného termoplastem s krycím rounem o vyšší hustotě.
20. Použití lepidla podle některého z nároků 1 až 5, při němž se lepidlo nanese na folii z plastu a potom spojí s lepeným materiálem.
21.

jení lepidla ponechá jako

Použití podle nároku 20, při němž se po připok lepenému materiálu folie z plastu na lepidle ochranná folie až do reversibilního přilepení.
22. Použití podle nároku 20 nebo 21, při němž se jako folie z plastu použije silikonizovanizované nebo neošetřené folie z vysokohustotního polyethylenu nebo polypropylenu.