DD254588A1 - Formstabiler, leicht abreibbarer klebestift - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Klebestift auf der Basis gelbildender Ammonium- bzw. Alkalisalze aliphatischer Carbonsaeuren, der sich durch eine hohe Festigkeit und Formbestaendigkeit, einen weichen gleichmaessigen Abrieb ohne Klumpen- und Fadenbildung sowie eine gute Anfangshaftung auszeichnet, in wirtschaftlicher Weise herstellbar ist und bevorzugt zum Verkleben von Papieren und Kartonagen im Haushalt und Gewerbe verwendet werden kann. Bei dem erfindungsgemaessen Klebestift wird ein Harnstoff-Formaldehyd-Harz als Klebstoffkomponente eingesetzt, der eine gute Bestaendigkeit gegenueber Chemikalien und Mikroorganismen besitzt.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft, einen Klebestift, der bevorzugt zum Verkleben von Papieren und Kartonagen geeignet ist.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

In den letzten Jahren sind zahlreiche Versuche unternommen worden, Flüssigleime (Emulsionsprodukte) durch feste·

Klebmassen in Form von Stiften zu ersetzen. . ·

Klebestifte besitzen gegenüber den bekannten Flüssigleimen eine Reihe von Vorteilen, wie bessere Handhabbarkeit, sauberes Arbeiten, geringes Durchschlagvermögen bei Papieren u.v.a.

Die bekannten Klebestifte bestehen in der Regel aus einer formgebenden Gerüstsubstanz, Dispersions- oder Lösungsmitteln und Klebstoffkomponenten sowie ggf. aus weiteren Zusatzstoffen, wie Weichmacher, Feuchthalter, Farbpigmente, Geruchskomponenten u.a. Als Gerüstsubstanz finden Wachssäuren und deren Derivate (DE-OS 2054503, DE-OS 2133127), Alkali- bzw. Ammoniumsalze aliphatischer Carbonsäuren (US-PS 3576776, DE-OS 2311095, DE-PS 1817985) und Sorbit- bzw.

Xylitderivate (DE-AS 2204482, DE-OS 3328099) Anwendung.

Als Dispersions- oder Lösungsmittel werden meist Wasser und/oder mit Wasser mischbare organische Lösungsmittel, wie niedere ein- und mehrwertige Alkohole, eingesetzt.

Als Klebstoffkomponenten werden filmbildende natürliche und synthetische polymere Substanzen verwendet, wie Polyacryl- und Polymethacrylsäuren und deren Derivate, Polyvinylpyrrolidon, Zellulosederivate, Stärkederivate, Phenolharze, Alkydharze, Polyvinylderivate (US-PS 3576776, DE-OS 2311095, DE-OS 3328099).

Es ist bekannt, daß Klebestifte auf der Basis von Alkali- bzw. Ammoniumsalzen aliphatischer Carbonsäuren als gerüstbildende Substanz Nachteile, wie mangelnde Formbeständigkeit, geringe Anfangshaftung, ungleichmäßiger Abrieb mit Fadenbildung, uneffektive Herstellung infolge zeitintensiver Mischungsvorgänge u.a., aufweisen.

Es wurde versucht, durch den Einsatz von Polyvinylpyrrolidon als Klebstoffkomponente diese Nachteile zu beseitigen. Stifte dieser Art besitzen jedoch aufgrund des erforderlich hohen Anteils an Gleitmitteln (z.B. Glycerin) eine sehr weiche Konsistenz und damit eine geringe Formstabilität. Bei den z.T. sehr weichen Stiften ist oftmals ein ungleichmäßiger Abrieb mit lästiger Fadenbildung zu verzeichnen, wobei der Verbrauch relativ hoch ist.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Entwicklung eines Klebestiftes, der bei einer guten Anfangshaftung eine höhere Festigkeit und Formbeständigkeit sowie einen weichen gleichmäßigen Abrieb ohne Klumpen- und Fadenbildung aufweist und in wirtschaftlicherWeise herstellbar ist.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Zusammensetzung für einen Klebestift auf der Basis von aliphatischen Carbonsäuresalzen zu finden, der sich durch einen weichen gleichmäßigen Abrieb ohne Klumpen- und Fadenbildung, eine hohe Festigkeit, Formbeständigkeit und gute Anfangshaftung sowie durch ausreichendes Klebevermögen für Papier, Karton, Fotomaterial u.a.

auszeichnet, wobei Kosten- und Herstellungsaufwand gering sein sollen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß als Klebstoffkomponente ein Harnstoff-Formaldehyd-Harz eingesetzt wird. Derartige Klebstoffkomponenten wurden bisher in Klebestiften noch nicht verwendet.

Die erfindungsgemäßen Klebestifte bestehen aus Harnstoff-Formaldehyd-Harz als Klebstoffkomponente, Alkali- oder Ammoniumsalzen aliphatischer Carbonsäuren als Gerüstsubstanz und Lösungsmitteln. Als Harnstoff-Formaldehyd-Kondensate lassen sich handelsübliche Produkte (z. B. Leunaleim 1310) einsetzen.

Geeignete Carbonsäuresalze sind Alkali- oder Ammoniumsalze aliphatischer Carbonsäuren, vorzugsweise mit 8-35 Atomen, insbesondere Natrium- oder Ammoniumstearat.

Als Lösungsmittel werden Wasser oder Gemische von Wasser und Lösungsmitteln verwendet, wobei Alkohole, insbesondere Glycerin und Isopropanol, als organische Lösungsmittel bevorzugt sind. Der erfindungsgemäße Klebestift hat einen weichen Abrieb. Bereits bei leichtem Ausstreichen erhält man einen gleichmäßigen dünnen Klebefilm. Lästige Fäden oder Klumpen treten nicht auf. Die Anfangshaftung ist gut und vergleichbar mit Stiften auf der Klebebasis Polyvinylpyrrolidon.

Die Härte und Formbeständigkeit konnte gegenüber anderen Natriumstearatstiften, einschließlich jenen, die Polyvinylpyrrolidon enthalten, verbessert werden. Der Klebestift ist in einem Temperaturbereich zwischen 5-4O⁰C ohne Beeinflussung der Gebrauchswerteigenschaften anwendbar. Neben kommerziellen Papieren, Kartons und Photos ist der Klebestift auch zum Verbinden von transparenten Papieren und Folien geeignet.

Je nach Alkoholanteil kann die Lichtdurchlässigkeit des Klebefilms variiert werden. Selbst bei Klebestiften ohne Alkoholanteil ist keine wesentliche Beeinträchtigung der Lichtdurchlässigkeit am Klebefilm festzustellen und damit die Eignung für derartige spezifische Verwendungszwecke gegeben (z.B. Folienüberklebungen von Bild- und Schriftmaterial).

Die erfindungsgemäßen Klebestifte zeichnen sich ferner durch eine gute Chemikalienresistenz aus und sind außerdem beständig gegen Mikroorganismen.

Die Herstellung des Klebestiftes ist einfach. Die Ausgangskomponenten (Gerüstsubstanz und Klebstoffkomponente) werden jeweils in Wasser gelöst und anschließend unter Zugabe der restlichen Komponenten ca. 20-30min bei 60°C miteinander vermischt.

Die heiße klebrige Masse ist leichtflüssig und läßt sich daher problemlos abfüllen. Geeignet sind zylinderförmige Stifthülsen.

Nach dem Abfüllen der Klebeflüssigkeit in die Behälter und anschließendem Erkalten ist der Klebestift gebrauchsfertig. Das Verfahren ist mit geringen Kosten und minimalem apparativen Aufwand durchführbar.

Ausführungsbeispiele

Im Folgenden werden einige Ausführungsbeispiele beschrieben und die Prüfergebnisse der erfindungsgemäßen Stifte im Vergleich mit anderen bekannten Stiften in Tab. 1 dargestellt.

Beispiel 1

Zusammensetzung: 10Gew.-%Natriumstearat

40Gew.-% Hamstoff-Formaldehyd-Harz

42 Gew.-% Wasser 6Gew.-% Ethanol bzw. Isopropanol 2Gew.-% Glycerin

Natriumstearat und Harnstoff-Formaldehyd-Harz werden jeweils in Wasser gelöst. Nach der Zugabe von Glycerin zur Natriumstearat-Lösung werden beide Komponenten 20—30 min bei 60⁰C miteinander gemischt. In der letzten Phase wird Ethanol bzw. Isopropanol eingemischt. Anschließend wird die leichtflüssige, heiße Masse in zylindrische Behälter aus Polyethylen gegossen. Nach dem Abkühlen erhält man einen stabilen, transparenten Klebestift. Der Abrieb ist weich unter Bildung eines gleichmäßigen und dünnen Klebefilms ohne läsitge Nebenerscheinungen.

Beispiel 2

Zusammensetzung: 5 Gew.-% Natriumstearat

35 Gew.-% Harnstoff-Formaldehyd-Harz 57 Gew.-% Wasser

1 Gew.-% Glycerin

2 Gew.-% Isopropanol

Die Herstellung des Klebestiftes erfolgt analog dem Beispiel 1.

Beispiel 3

Zusammensetzung: 15Gew.-% Natriumstearat

30Gew.-% Hamstoff-Formaldehyd-Harz 48Gew.-% Wasser 2 Gew.-% Glycerin 5Gew.-% Isopropanol Die Herstellung des Klebestiftes erfolgt analog dem Beispiel 1.

Vergleichsbeispiel 4

Zusammensetzung: 10Gew.-% Natriumstearat

40Gew.-% PVAC

30 Gew.-% Wasser 18Gew.-% Ethanol bzw. Isopropanol 2 Gew.-% Glycerin

Natriumstearat wurde in Wasser gelöst. Anschließend wurde PVAC in Alkohol eingemischt. Nach der Zugabe von Glycerin wurde bei 60°C ca. 30min gerührt.

Vergleichsbeispiel 5

Analog Vergleichsbeispiel 4 unter Verwendung einer wäßrigen PVAC-Dispersion als Klebstoff komponente.

Vergleichsbeispiel 6

Zusammensetzung: 7 Gew.-% Natriumstearat 32Gew.-% Polyvinylpyrrolidon (MG ca. 700000)

47 Gew. -% Wasser 14Gew.-% Glycerin

Nachdem das Natriumstearat in Wasser und Glycerin gelöst wurde, ist Polyvinylpyrrolidon portionsweise zugegeben worden. Die heiße Lösung wurde ca. 6h bei 90⁰C gerührt, bis eine transparente und blasenfreie Klebstoffmasse entstanden war. Die auf diese Weise gefertigten Klebestifte zeigten wie auch verschiedene kommerzielle Erzeugnisse auf dieser Basis bemerkenswerte . Nachteile. Aufgrund des erforderlich hohen Gleitmittelanteils (z. B. Glycerin) wird die Anfangshaftung und Anzugsgeschwindigkeit verringert und der Abrieb erhöht. Die z.T. sehr weichen Stifte zeigen einen ungleichmäßigen Klebefilm mit lästigen Nebenerscheinungen. Der Verbrauch ist bei diesen weichen Stiften sehr hoch.

Vergleichsbeispiel 7

Zusammensetzung: 7Gew.-% Natriumstearat

28Gew.-% Polyvinylalkohol 51 Gew.-% Wasser 14Gew.-% Glycerin

Dieser Stift wurde analog dem Vergleichsbeispiel 6 hergestellt. Er zeigt ähnliche Gebrauchswerteigenschaften wie das Produkt auf der Basis Polyvinylpyrrolidon.

Tabelle 1

Beispiel Nr. Anfangshaftung^1lZeichenkarton Härte²¹ Härte³¹

Schreibpapier Filterpapier (holzfrei)

Formbeständig-⁴¹ Temperatur-⁵¹ digkeit verhalten

	(A)	(B)	(A)	(B)	(A)	(B)	/kp/cm2	/ /mm/	/Zyklenzahl/	/0C/
	/s/	/s/	lsi	lsi	lsi	lsi	0,3	16	>200	50
1	5	20	10	35	10	50	0,2	18	<150	40
2	15	25	15	40	15	80	0,3	8	>200	50
3	10	25	10	40	15	70	0,2	22	<100	50
4	20	80	30	95	40	90	0,1	30	< 10	50
5	30	95	40	110	90	180	0,2	20	<100	50
6	5	25	10	30	10	60	0,2	20	<100	50
7	10	25	15	30	20	90				indem zwei Blatt Papier gleicher Art und Charge durch Aufbringen eines
1) Anfangshaftung:	Die Anfangshaftung wurde gemessen.

gleichmäßigen, dünnen Klebefilms unter gleichem Druck zusammengepreßt wurden. Der Zeitpunkt, bei welchem durch schnelles Abziehen (A) bzw. durch langsames Abziehen (B) der Papiere voneinander ein Abschälen der gesamten Papieroberflächenschicht zu verzeichnen war, gilt als Maß für die Anfangshaftung.

Mit Hilfe eines Newton-Meters konnte die Härte der einzelnen Stifte verglichen werden. Dazu wurde eine Vorrichtung verwendet, bei der der Prüfling (40 mm Länge, 16 mm 0) zwischen zwei gegeneinander verschiebbaren Platten fixiert ist. Die Platten wurden bis zur Zerstörung des Prüflings gegeneinander zubewegt. Die dabei aufgewendete Kraft wurde am Newton-Meter abgelesen.

Die Härte wurde bestimmt, indem die Eindringtiefe einer mit 60 g beschwerten Metallnadel nach 5 see. gemessen wurde. Die Formbeständigkeit wurde durch die Anzahl der Zyklen ermittelt, bei dem der Prüfling (40 mm länge, 16 mm 0) solange aus dem zylindrischen Verpackungsbehälter mittels eines Schraubmechanismus heraus- und wieder hereingedreht wurde, bis es unmöglich war, den Stift in den Behälter zu bringen. 5) Temperaturverhalten :Ermittlung der Temperatur, bei welcher der Klebestift seine Gebrauchseigenschaften verliert.

2) Härte:

3) Härte:

4) Formbeständigkeit:

Claims (7)

1. Formstabiler, leicht abreibbarer Klebestift, bestehend aus Alkali- bzw. Ammoniumsalzen aliphatischer Carbonsäuren, Wasser oder Gemischen aus Wasser und organischen Lösungsmitteln, einer Klebstoffkomponente sowie ggf. üblichen Zusatzstoffen, gekennzeichnet dadurch, daß als Klebstoffkomponente ein Harnstoff-Formaldehyd-Harz enthalten ist.

2. Klebestift gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß 20-60% Harnstoff-Formyldehyd-Harz enthalten ist.

3. Klebestift gemäß Anspruch 1-2, gekennzeichnet dadurch, daß

20-60 Gew.-% Harnstoff-Formaldehyd-Harz

5-20 Gew.-% Carbonsäuresalz
30-70 Gew.-% Wasser oder

30-65Gew.-% Wasser und 1-10% organische Lösungsmittel enthalten sind.

4. Klebestift gemäß Anspruch 1-3, gekennzeichnet dadurch, daß

30-45Gew.-% Harnstoff-Formaldehyd-Harz

5-15 Gew.-% Carbonsäuresalz
40-60 Gew.-% Wasser oder

40-50 Gew.-% Wasser und 2-8% organische Lösungsmittel enthalten sind.

5. Klebestift gemäß Anspruch 1-4, gekennzeichnet dadurch, daß ein Alkali- bzw. Ammoniumsalz einer aliphatischen Carbonsäure mit 8-36 C-Atomen eingesetzt wird.

6. Klebestift gemäß Anspruch 1-5, gekennzeichnet dadurch, daß als Carbonsäuresalz Ammoniumbzw. Natriumstearat eingesetzt wird.

7. Klebestift gemäß Anspruch 1-6, gekennzeichnet dadurch, daß als organische Alkohole, vorzugsweise Glycerin und Isopropanol eingesetzt werden.