DE10119218A1 - Klebstoff, haftende Beschichtung und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Abstract

Ein Klebstoff auf Wasserbasis zum Auftragen auf mindestens eine von zwei zu verklebenden Substratflächen wird durch Zusatz von mindestens 0,01 Gewichtsprozent Borsäure und mindestens 0,5 Gewichtsprozent Glyzerin, bezogen auf den Festkörpergehalte, geeignet, um schnell Papier (1) - Papier/Karton (2) - Flächen zu verkleben, ohne dass eine unerwünschte Wellenbildung eintritt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Klebstoff auf Wasserbasis zum Auf­ tragen auf mindestens eine von zwei zu verklebenden Substratflä­ chen, der Borsäure enthält. Die Erfindung betrifft weiter eine haftende Beschichtung für eine Heissiegelfähigkeit, wiederbe­ netzbare Gummierung oder einen Haftklebereffekt. Schliesslich betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des Kleb­ stoffes und der Beschichtung.

Ein solcher Klebstoff in Gestalt einer aufsprühbaren Dispersion ist aus der EP 0 624 634 der Anmelderin bekannt. Diese Dispersi­ on ist geeignet, Schaumstoffe miteinander zu verkleben, wobei nach kurzem Andrücken die Initialhaftung so hoch ist, dass so­ fort mit einer Weiterverarbeitung des verklebten Gutes begonnen werden kann.

Klebstoffe auf Dispersionsbasis können ebenfalls zum Verkleben von Kartonagen und Papier eingesetzt werden. Dabei tritt jedoch im Allgemeinen der nachteilige Effekt auf, dass eine Wellenbil­ dung der verklebten Substratlagen eintritt. Diese ist beispiels­ weise bei Verpackungen in keiner Weise erwünscht, da sie das Aussehen des verklebten Produktes schmälert. Das Problem wird im Stand der Technik dadurch gelöst, dass der Klebstoff langsam ge­ macht wird und so das in ihm enthaltene Wasser über verhältnis­ mässig lange Zeiträume abgibt, die eine Wellenbildung vermeiden.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Klebstoff auf Wasserbasis anzuwenden, der bei solchen Wasser aufsaugenden Substraten diese schnell oh­ ne Wellenbildung verklebt und somit die unerwünschte Wellenbil­ dung weitestgehend eliminiert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss für einen Klebstoff der ein­ gangs genannten Art dadurch gelöst, dass dieser, bezogen auf den Festkörpergehalt, mindestens 0,01 Gewichtsprozent Borsäure und mindestens 0,5 Gewichtsprozent Glycerin enthält.

Dadurch, dass dem Klebstoff neben Borsäure Glycerin zugeführt wird, ergibt sich überraschenderweise kein verlangsamtes Abbin­ den des Klebstoffes ohne nachteilige Wellenbildung.

Vorteilhafterweise besteht ein Verhältnis von Borsäure zu Glyce­ rin von 1 : 4 bis 1 : 200.

In einem weiteren Anspruch ist ein vorteilhaftes Herstellungs­ verfahren gekennzeichnet.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Beschreibung näher erläutert, wobei die Zeichnungen in beispielhafter Weise das Verhalten von zu verklebenden Flächen beim Einsatz des Klebstof­ fes im Stand der Technik und gemäss der Erfindung darstellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine gemäss der Vorgehensweise beim Einsatz eines erfin­ dungsgemässen Klebers getrocknete Papier-Kartonverklebung mit einem Klebstoff nach dem Stand der Technik und

Fig. 2 eine getrocknete Papier-Kartonverklebung mit einem Kleb­ stoff gemäss der vorliegenden Erfindung.

Unter dem Begriff Klebstoffe werden alle Substanzen erfasst, die der Verbindung zwischen zwei Substratflächen dienen. Praktisch alle wässrigen Klebstoffe können für die erfindungsgemässe Aus­ rüstung herangezogen werden. Ein wichtiger Teilaspekt ist, dass durch die Zumischung der erwähnten Zusätze die Grundeigenschaf­ ten des Klebstoffs wie Wiederbenetzbarkeit zum Beispiel bei Gum­ mierleim, Kunststoffhaftung, Abbindegeschwindigkeit, Heissiegel­ fähigkeit nicht oder nur in vernachlässigbarer Weise verändert werden. Vorteilhafterweise werden bei der Herstellung des er­ findungsgemässen Klebstoffes, bezogen auf den Festkörpergehalt und in Gewichtsprozenten 0,01% bis 15% Borsäure und 0,5% bis 50% Glycerin eingemischt.

Mit dem erfindungsgemässen Klebstoffzusatz können beliebige Oberflächenbeschichtungen und Verklebungen so eingestellt wer­ den, dass sich die Substrate von konkav bis konvex verhalten. Die Fig. 1 zeigt eine Verklebung nach dem Stand der Technik, wo­ bei mit dem Bezugszeichen 1 der dickere Karton beispielsweise einer Verpackung bezeichnet ist. Mit dem Bezugszeichen 2 ist die häufig mit dem Markenzeichen und gegebenenfalls Erläuterungen des Produktes bedruckte Papierfläche bezeichnet, die auf den Karton kaschiert ist. Dabei sind Versuchsbedingungen eingesetzt worden, die im industriellen Massstab bei den Versuchen und dem Einsatz eines erfindungsgemässen Klebers auftreten und die bei Einsatz eines erfindungsgemässen Klebers zu den Ergebnissen der Fig. 2 geführt haben.

In der Fig. 2 ist im wesentlichen die Verklebung der gleichen Materialien dargestellt, wobei hier der erfindungsgemässe Kleber zum Einsatz kommt. Wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist, die das Ergebnis von Versuchen der Anmelderin darstellt, kann hier eine fast vollständig plane Verklebung erreicht werden und dies mit erheblich grösseren Geschwindigkeiten, als beim Stand der Tech­ nik. Das Problem der wässrigen Klebstoffe liegt in der Notwen­ digkeit der langsamen Wasserabgabe desselben, um die unerwünsch­ te Wellenbildung oder Verzug zu vermeiden.

Es ist nun möglich, den erfindungsgemässen Klebstoff beispiels­ weise beim Herstellen von Umschlägen in den Verklebungsregionen einzusetzen. Wie oben im Zusammenhang mit der Zeichnung erläu­ tert, können auch kaschierte Kartons mit dem erfindungsgemässen Klebstoff versehen werden. Insbesondere ist der Klebstoff also für Papier-Papier- und Papier-Kartonklebungen vorteilhaft. Er ist ebenfalls einsetzbar für Karton- bzw. Papier-Klebungen mit Kunststoffen.

Mit dem Klebstoff gemäss der Erfindung wird das Problem beim Stand der Technik gelöst, dass eine schnelle Verklebung zu Wel­ lenbildung führt, so dass durch geeignete Einstellung der Ver­ klebungsbedingungen eine langsame Wasserabgabe erreicht wird, die sich als notwendig erweist. Mit dem erfindungsgemässen Kleb­ stoff kann nun eine plane Verklebung auch bei hohen Verarbei­ tungsgeschwindigkeiten erreicht werden.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung werden 222 Gramm Borsäure mit 778 Gramm Glycerin bei 70° Celsius gemischt, um die Borsäure im Glycerin aufzulösen. Das hier eingestellte Verhält­ nis von knapp 1 : 4 stellt ungefähr eine Untergrenze des Mi­ schungsverhältnisses dar, welches eine rasche und vollständige Auflösung der Borsäure in Glycerin gestattet. Zu diesem erhalte­ nen Kilogramm an Borsäure-Glyceringemisch werden weitere 6 Kilogramm Gly­ zerin hinzugegeben und zu 7 Kilogramm Klebstoffbeimischung ver­ rührt. Für diesen Schritt ist keine erhöhte Verarbeitungstempe­ ratur erforderlich. Das Zumischen der Borsäure zum Glycerin kann natürlich auch in grösseren Glycerinmengen erfolgen, wobei dann der Nachteil der erhöhten Wärmezufuhr in eine grössere Menge an Glycerin auftritt.

Die genannten 7 Kilogramm Beimischung werden zu 100 Kilogramm Nasskleber ergänzt, welcher in der Regel ca. 50 Kilogramm Fest­ stoffe enthält. Die hierfür verwendeten Materialien sind Stand der Technik und können Stärke, eine Base und weitere bekannte Stoffe umfassen. Insbesondere kann der Klebstoff auf Stärke- oder Dextrinbasis und Dispersion von Homopolymeren, Copolymeren, mit Äthylengehalt, Acrylsäure-Copolymeren und Polyuretha­ nen/Polyestern ausgestaltet sein.

Damit ergibt sich beim beschriebenen Ausführungsbeispiel eine ca. 15%ige Konzentration des Borsäure-Glyceringemisches im Fest­ stoff des Klebers. Vorteilhafte Mischungsverhältnisse zwischen Borsäure und Glycerin liegen zwischen ca. 1 : 4 bis 1 : 200, wobei bei abnehmendem Borsäureanteil die erreichbare Abbindegeschwin­ digkeit der Verklebung abnimmt. Der Anteil der Borsäure liegt bei dem genannten Beispiel zwischen 3% und 0,05% und das Glyce­ rin macht zwischen 12 und 15% des Feststoffes des Klebers aus.

Die Konzentration des Borsäure-Glyceringemisches kann auch zwi­ schen ca. 5% und 25% im Feststoff des Klebers ausmachen, wobei sich entsprechend höhere oder geringere Konzentrationen an Bor­ säure und Glycerin ergeben.

Claims (7)

1. Klebstoff auf Wasserbasis zum Auftragen auf mindestens eine von zwei zu verklebenden Substratflächen, der Borsäure ent­ hält, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff, bezogen auf den Festkörpergehalt mindestens 0,01 Gewichtsprozent Borsäure und mindestens 0,5 Gewichtsprozent Glycerin enthält.

2. Klebstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er, bezogen auf den Festkörpergehalt und in Gewichtsprozenten 0,01% bis 15% Borsäure und 0,5% bis 50% Glycerin enthält.

3. Klebstoff nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das Mischungsverhältnis in Gewichtsprozenten zwischen Borsäure und Glycerin zwischen 1 : 4 bis 1 : 200 beträgt.

4. Klebstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, dass er als Dispersionskleber oder als echte Lö­ sung in wässriger oder organischer Flüssigphase vorliegt.

5. Klebstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, dass er auf Basis von Stärke- oder Dextrin-, Homo­ polymer-, Copolymer-, äthylenhaltiger Acrylsäure-Copolymer-, Acrylsäureester-Copolymer-, carboxylhaltiger Acrylsäure- Copolymer- und Polyurethanen/Polyester-Dispersion vorliegt.

6. Beschichtung zum Auftragen auf eine Substratfläche, um damit eine Heissiegelfähigkeit oder eine wiederbenetzbare Gum­ mierung oder einen Haftklebereffekt zu erreichen mit einem Kleb­ stoff nach einem der vorstehenden Ansprüche.

7. Verfahren zur Herstellung eines Klebstoffes nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil Borsäure in 4 bis 200 Teilen Glycerin bei Temperaturen über 50 Grad Celsius gelöst wird, dass ggf. weitere bis zu insgesamt 200 Teilen Glycerin bei Umgebungstemperatur zugemischt werden und dass die sich ergebende Barsäure-Glycerin-Mischung zu 2 bis 60 Teilen Nasskleber zugesetzt werden, wobei alle Teile Gewichts­ verhältnisse angeben.