DE1594261A1 - Heissschmelzklebstoff - Google Patents
HeissschmelzklebstoffInfo
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- DE1594261A1 DE1594261A1 DE19661594261 DE1594261A DE1594261A1 DE 1594261 A1 DE1594261 A1 DE 1594261A1 DE 19661594261 DE19661594261 DE 19661594261 DE 1594261 A DE1594261 A DE 1594261A DE 1594261 A1 DE1594261 A1 DE 1594261A1
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
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Description
Sie Erfindung bezieht sich auf- Heieklebstoffmassen. Insbesondere
bezieht sie eich auf Heieklebstoffmassen hoher
Leistungsfähigkeit, wobei deren Herstellung aus billigen
Beetandteilen erfolgt.
Heißklebetoffmassen erzeugen eine Bindung, die einfach
durch Abkühlen erfolgt, ein Voräug, der im Gegensatz zur Vernetzung oder anderen chemischen Reaktionen steht. Vor dem Erhitzen stellen die Klebstoffe thermoplastische, feste Materialien dar. Beim Erhitzen schmelzen sie ziemlich scharf und fließen frei, und sie können nach dem Abkühlen erneut geschmolzen werden. Die Tatsache, daß heiße Sohmelzen er-
durch Abkühlen erfolgt, ein Voräug, der im Gegensatz zur Vernetzung oder anderen chemischen Reaktionen steht. Vor dem Erhitzen stellen die Klebstoffe thermoplastische, feste Materialien dar. Beim Erhitzen schmelzen sie ziemlich scharf und fließen frei, und sie können nach dem Abkühlen erneut geschmolzen werden. Die Tatsache, daß heiße Sohmelzen er-
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8AD ORiGiNAL
.,_ 159*261
BOlUMlMa können, ermöglicht «β, sie «of «in Substrat
■a irgendeine* Zeitpunkt aufsubringen, al· dura erneut
au aohsjelsen,und später dl· Klebebindung aussubiIdea.
Hei0soha»lsklebetoffe könnt η iob Ttrbindtn τοη HoIb9 Papier,
Kunststoffen Textilien and anderen Materialien Texwendet werden· line besondere Anwendung let in der Herstellung
τοη Papierkartons gegeben· HelBeoluMlsen für Behälter aas
Xartoa mlieeen eine hone Bindefestigkeit unter den Bedingungen des Stofies, hoher feuchtigkeit und extreaen Teeperaturen
»eigen, die bei« transport und der Lagerung τοη Papierkartona auftreten können. Weitere xueätsllohe Anforderungen
besiehen eich auf den Soheelspunkt, die Srhlrtungsaeit,
die Topfseit und die allgemeinen Haadhabungseigen-BOhaften
bei Wellpappe sowie bei autoaatlachen Sohaohtelherβtellungemaachinen.
Sb hat sich geseIgt, daS eine hohe leietungafähigkeit
und geringe Kosten bei einen Heißachmeleklebetoff erhalten
werden können, wenn nan ataktisohes PoIjpropylen und ein
Material wie TaIlSl, einen Kohlenwaseeretoff -Aldehyd (forao-Iite)
oder ein Terpenhars miteinander Tereiecht. YOr besondere
Anwendungsforaen kann auch eine bestirnte Menge an ' ieotaktischem Dolypropylen anwesend sein. Die erfindungegea&ßen
Massen bealtsen gute Bigeneohaften but Terwendung
009840/1S51
bei Terbundmaterialen, insbesondere bei Papier. Die Heissohmelsklebstoffe
gemat der Brfindung können angewendet werden» um bei der Herstellung τοη Wellpapierkarton das
Wellmedium mit der oberen bsw. unteren fläch* τοη Bögen
su Torblnden. Diese Klebstoffe können auch auf Papier»
Oellophan und Knuststoffbändern aufgebracht werden« und
nach dem Verfestigen enthalten die Bänder einen druckempfindlichen
Klebstoff· Die Bänder mit dem druckempfindlichen Klebstoff kennen in Bollen aufbewahrt werden» τοη
denen das Band bei Bedarf gespendet wird. Die Bänder sind ferner brauchbar sum Ausbessern und Markieren τοη Kunststoffen und sum TersohlieSen und Abdichten τοη Kunststoffbehältera.
Die Heltsobmelsaaeeen kOnuen direkt auf Ttrpaokungen
aus Polypropylen- und PolyätlivJonfilmen aufgebracht
werden» die Tersohlossen werden kunuen nach dem
Füllen der Terpaokung durch einfaches Anprer fen des
Klebstoff enthaltenden Abschnitts der Terpaokung gegen den nicht überzogenen Film.
Da die HelssohmelsmsBse direkt auf das Substrat aufgebracht
wird» ist kein Lösungsmittel notwendig»« den Klebstoff
auf das Tragersubstrat su bekommen» was bei bekannten Klebstoffen oft erforderlioh war.
Ataktlsohes (im wesentlichen nicht-kristallines) Polypropylen
wird während der stezeospssif Ischen Polymerisation
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BAD OR!GWAL
▼on Polypropylen erhalten. BIe Polymerisation findet in
Gegenwart eines Katalysators statt, der einen Koordinationskomplex
aus einem Übergängen»tallhalogenid mit einer metall- . .,..
organischen Verbindung enthält. Bas ataktisohe Polypropylen stellt etwa 5 bis etwa 15 Gew. i» des Polymerisationsprodukte
dar, während der Rest kristallines oder isotaktisohes
Polypropylen Ist. Bas ataktlsohe Polymer hat ein Molekulargewicht ron etwa 15 000 bis etwa 60 000, insbesondere ron
16 000 bis 20 000. Xs ist löelioh in siedendem Pentan,
Hexan, Heptan und anderen Kohlenwasserstoffen. Bas für die erfindungsgemäßen Massen geeignete ataktisohe Polypropylen
1st ferner dadurch charakterisiert, daß es eine Brookfield-Vlskosität τοη etwa 4 200 cp. bis etwa 5 800 op.
bei 1500O (30O0P) sowie einen Ring- und Kugel-Schmelzpunkt τοη 115 bis 1210C besitzt.
Bei anderen bekannten Verfahren wird dae Polymerisationsprodukt in dem Heptan-Reaktlonsmedium mit einem Lösungsmittel
in Berührung gebracht, das aus Methanol und Wasser besteht, um den Katalysator zu zerstören. Ber Katalysator
wird dann in Löung entfernt und hinterläßt einen Heptanbrei. Bas ataktisohe Polypropylen befindet sich in
Lösung im Heptan, und diese Lösung wird von dem isotaktischen
Polymer abgetrennt. Bio Lösung wird destilliert, um das Heptanlösungsmittel zu erhalten, dae in den Kreislauf
zurückgeführt wird. Bas zurückbleibende Material 1st atak-
009840/1651 ÖAD 0^'nal
159A261
tiaohea !Polypropylent das für die erfindungsgemäöen
Maasen verwendet wird· Geeignetes, ataktiaohea Polypropylen
lat im Handel erhältlich, s.B. daajenige, das
Ton der Avisun Corporation unter der Bezeichnung "Öle ta ο
100" hergestellt und vertrieben wird.
TABEIiLB I
ΒΙβΒΗβΟΗΑΜΒ* TOV OEBIAO
100
Tiakoaität in op. bei 150°0 (3000V) 4 200 bia 5 840
Ring- und Eugel-Sohmelapunkt 115 bia 1250O
Intrinaio-Viakoeität fnj 0,28
Das isotaktiaohe (im wesentlichen kristalline) Polypropylen, das für die erfindungagemäBen Massen verwendet
wird, kann dasjenige sein, das bei dem oben beaohriebenen
Verfahren erhalten wird. Im allgemeinen haben solche isotaktischen Polymere Molekulargewichte ble eu 500
und mehr· laotaktiaohea Polypropylen ist in siedendem Pentau, Hexan und Heptan unlöslich und erleichtert dadurch
die Abtrennung dee ataktlsohen vom isotaktiaohen Polymer.
Das Molekulargewicht von isotaktischem Polypropylen hat
sich für die Zwecke der Brfindung ala besonders geeignet
erwiesen, wenn es swiaohon 85 000 und 95 000 liegt.
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Aromatische Kohlenwasserstoff-Aldehydhaxs· sind
allgemein bekannt. Ihre Herstellung ist in verschiedenen
Patenteohriften beβohrieben, 2.B. in den USA-Patenteohriften
1,827ι538 und 2,992,208 sowie in der Literatur, ».B.
Ton Walker "!formaldehyde", 2. Auegabe, Seiten 342 - 345.
typische Auegangsmaterialien für die Formolite-Reaktion
sind aromatische Xohlenwasserstoffraktionen mit
einem Siedebereich von etwa 93 bis 5100O (200 ble 95O0V),
die sich Ton Erdölraffinerieströmen ableiten, wie gekrackte
Traktionen, im Kreislauf geführte Ströme (oyole streams) ,
Hydroformierunga- Bodenprodukte, Brennöl, einfach durchlaufende Destillate sowie reine aromatische Traktionen.
Die Gasölfraktion, die bei der katalytischen Krackung erhalten
wird und zwischen etwa 232 bis 3430O ( 450 bis 65O0F)
siedet und 15 bis 50 ?£ aromatische Kohlenwasserstoffe enthält, ist ein besonders bevorzugtes Ausgangsmaterial·
Geeignete Aldehyde sind Formaldehyd und Materialien,
welche unter den Reaktionsbedingungen Formaldehyd ergeben, z.B. Formalin, Paraformaldehyd, Trioxymethylen und Trioxan.
Ton dieser Gruppe werden Formaldehyd und Paraformaldehyd bevorzugt, well sie leicht zur Verfugung stehen '
und sich bequem handhaben lassen. Andere Aldehyde, wie Acetaldehyd, Fropianaldehyd und Butyraldehyd können verwendet
werden. Der Aldehyd wird in Mengen von 1 bis 30 Gew.
8AD
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belogen auf AAe aromatische Kbhlenwaaseretoffe In der
fttr dl« forselite-leaktion sind Tlele Katalysatoren
rerwendet «orden· β.B. Ε^βΟ^, Bf9 Ameisensäure, Phosphorsäure, BT., Metallohlprlde und andere, Bauer reagierende
Katalysatoren. Me Verwendung von Sohwefeleftare oder BT5
in Gegenwart ton Seeigelare let Torsusiehen· Bseigeäare
dient ale Btodlfikator fOz Schwefelsäure und fttr Bf5. Bssigelnre
sobelnt die Quelle tür Acetatgruppen su sein, die
eloh la der Noleiculetruktur dee fomolitenarsee gefunden
haben.
Me folgenden Bedingungen kBnnen angewendet werden: leaperatur 10 bie 200°0t Torsugeweiee 80 ble 1500O;
Druck 0,70 bie 17,6 kg/cm2 (10 bis 350 peia), vorsugewelee
1 bie 8,5 kg/om2 (U bis 120 peia);
BeaktioniMiten τοη 10 Minuten bis 10 Stunden.
TtIr dl· Herstellung de· fornoliteharsee wund sub Mischen
der Hebstoffamaeen gesAB der Erfindung wird eine übliche
Apparatur verwendet«
In den für die Zweoke der Erfindung geeigneten lerpenharsen
gehOren sowohl die alpha- wie auch die beta-Pinenharze. Die
ferpenbarse stehen im Handel but Verfugung· s.B. ale "Picco-
009840/1651 BAo oh:ginal
— β —
Iyte S-115" und "Pioeolyte IA-115". Jedes alpha- oder
beta-Pinenhars mit einen Molekulargewicht von etwa 1 200
and einen Ring- and Kugel-Schmelepunkt von etwa 1150C kann
▼erwendet werden.
Nach einem bekannten Verfahren bot Herstellung der fe&penharze
wird das Pinen mit einen raffinierten Kohlenwasserstoff lösungsmittel, wie einem Vaphthasohnitt, verdünnt
and mit einem Friedel-Krafts-Katalysator in Berührung gebracht.
Nachdem eioh die anfängliehe Wärmeentwicklungsreaktionen
gelegt haben» wird eine zusätzliche Bertihrunge«» :■·-·
seit mit dem Katalysator rorgesehen. Der Katalysator wird
durch aufeinanderfolgendes Waschen mit Wasser und vetdttnntem,
wäßrigen Alkali und durch Abtrennen der wäßrigen und Kohlenwasserstoffphasen entfernt. Die Kohlenwasserstoffphase
wird dann einer hohen. Temperatur ausgesetzt und dampfdestilliert. Das für die Zwecke der rorligenden Erfindung
geeignete Plnenhars bleibt im Destillationsgefäß.
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Piooolyte S - 115 Plocolyt· AX beta-Ilnenhaxs
alpfaa-finenhaxs
Ring*- und Kugel- Schaelspankt |
115°0 | 1150O |
Bxoasahl | 5-5 | 15-20 |
Diohte ImI 13,50O | 0,980 | 0,980 |
Farbwert (Gardnerakala) | 1-3 | 5-6 |
Molekulargewicht | •turn 1 200 | •tv* 1 200 |
Hei&echaelxklebetoff wixd durch gründliohee Ttxaisohtn
Bestandteil* bsi sinsx T«
(200 bis 3000J) hsxgsstsllt.
(200 bis 3000J) hsxgsstsllt.
dsx Btstftndtsils bsi sinsx T««p«ratur ton 93 bis 1490O
Di· erfindungBgeaaoen Kaaaen «nthalten Toxsogsweiss 75
bis 85 Osw. % ataktisob·· Polypropylen and 15 bis 25
Qsv· % ·1ηββ 5P«rp«nh*rMe, nialioh alpha-Pinenhari oder
bsta-Pinsnhaxs.
Zu AofbXinfsn auf «in· Oberfläoh· wird d«x Klebstoff
auf 121 bis 1770O (250 bis 35O0I) «xnitst und auf di·
Obsxflloti· des Sub·trat· in geeignete! Veise aufgebracht.
Geeignete relativ· Mengen τοη Bestandteilen sind
etwa 69 bis 90 Oew· t atakti»oh·· Polypropylen, etwa 1 bis
.009840/1851 BAD original ,
15 Oev. f isotaktieohee Polypropylen und etwa 1 via It
Oev. Ji Terpenhar*. BIa beTorsugten Bereiche sind 70 bla
78 0aw. + ataktiaches Polypropylen, 8,5 Dia 15 flaw. +
ieotaktisohee Polypropylen and 15 bla 17 flew, jt lerpeahars.
Bu für dia Zwaotaa dar rorliegenden Srfindang
geeignete IaIlBl let einee, d*a eich la dar übllolian
Valaa τοη das Ansäuern dar aohwarian, abgesohluiien Flllealgkalt
bei dar Herstellung τοη alkalische* ^pierbrei
ableitet und la Handel erhältUoh ist, e.B. ala «Baal«
SH" odar "Indue Oil JO-RO", hergestellt τοη dar Yaat
Tlrginia Paper and Pulp Coapany. Jedes IaIlOl pit einer
Sinresahl τοη 155 bla 1839 einer Terseifungeeahl τοη
158 bis 185 and einer Jodsahl τοη 143 bis 210 iet geeignet.
Geeignete relatiTe Mengen τοη Bestandteilen sind
etwa 75 bla etwa 95 Gew. £ ataktlsohaa Polypropylen
und etwa 5 bla 25 Oaw. * Tallöl.
Baa für die $weoke der BrXindung Temandata Polyäthylen
iatellgeaein bekannt. Bin geeignetes Polyäthylen hat
einen Ring- ind Engel-Brwalohungspunkt τοη etwa 115 bla
etwa 1200O u»d einen ΗΣ (Sohaelsindex)-Vert von 2 bla
(ASIM B 1238*621). Bla Herstellung τοη Polyäthylen ist in
■ahlrelhhen ?atenteohriften be a ehr leben, s.B. la dan SSA-
009840/1851 ßAD
Patentschriften 2,377,779 «ad 2,395,785 eowie in der
Literatar, i.B. tob Golding In "Polymere and Resins",
D. Tan loretrand Company, Ine. (lew Toric - 1959).» Seiten
574 Ma 387.
Bit erfindungsgesAeen Hassen enthalten Toreugsweiee
bis 95 öew. % ataktisches Polypropylen und 5 Dta 25
Oew. Jt ieotaktieohes Polypropylen odez Polyäthylen. Massen,
die bie su 40 Gew. Ji ieataictisohes Polypropylen
oder Polyttthylen besitsen, wurden hergestellt and gapiUft.
Obwohl dice« letzteren Massen befriedigende
lofreieTerflohlOflse (tear eeale) und BntlamlLierungD-ergebniese
«eigen, sind sie doch wegen ihrer hohen Yisfcoiitttt
nicht Tollständig geeignet. Obwohl die 5 bis 25 Gew. jt-Maeeen eine Tiskosität bei 1500O (3000P) besitzen,
die eine wirtschaftliche und rasche Aufbringung dee !Klebstoffe auf das Substrat ermöglicht, erfordern
die 40 Gew. jt-Kaaeen Temperaturen in der Gegend τοη
1850O (365°?), vm brauchbare Tiskosltäten bu erreichen.
Der HeiÖechaelBlclebstoff wird hergestellt durch
gründllohee Teraieohen der Bestandtuile bei eine* Temperatur
Ton 93 bis 249°q (200 bis 480°?). Obwohl die hier be»
eohriebenen Massen sit einea SigBa-Plattenaleoher liergeetellt
worden sind, kennen sie auch in irgendeiner anderen
geeigneten Weise erseugt werdeu.
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Zum Aufbringen auf eine Oberfläche wird der Klebstoff auf eine Temperatur τοη 121 bis 1850O (250 bis 3650F)
erhitzt und auf eine der su verbindenden Oberflächen aufgebracht.
Die Heißsohmelzklebstoffe werden durch «wei einfache
Tereuohe ait Kraftpapier getestet.
Sie trete Prüfung ist der BeiSbindungstest. Bio Probe
wird aus einem 22,7 kg (50 lbs.) Kraftpapier hergestellt,
das in 2,5 ζ 15 »2 ca (1 χ 5 Zoll) Streifen geschnitten
wird. Sin Streifen wird auf einer einsigen Seite über eine länge von 5,1 cm (2 Zoll) mit einem 25t4 bis 50,8
μ. (1 bis 2 mil) dicken Überzug τοη Heißklebstoff ttbersogen,
und ein anderer Streifen wird auf den ersten Streifen gelegt. Die Probe besteht dann aus zwei Papier-
2 2
schichten, die miteinander ttber eine 12,9 cm (inch)
fläche an einem Ende verbunden sind. Der !Test wird ausgeführt, indem man die freien Enden der Streifen ergreift
und sie langsam in'entgegengesetzten Richtungen senkrecht en der Bindung zieht. Eine reißfeste Bindung besteht,
wenn ein Versagen In dem Substrat (in diesem Fall Kraftpapier) auftritt, und kein Fehler in der Klebstoffbindung*
Der Test wird durchgeführt bei Raumtemperatur und bei -31,60C (-250F). Die letztere Temperatur wird angewendet,
um eine Brlichigkeit der Bindung an der besonders
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extremen, niederen Temperatur zu prüfen, die in der Praxis erwartet werden kann.
Die zweite Prüfung ist der Entlaminierungstest. Diese
Prüfung wird durchgeführt, indem man eine 5,1 cm (2ZoIl)
Überlappungsverbindung mit 2,5 x 15,2 cm (1 χ 6 Zoll)
Streifen aus 22,7 kg (50 lbs.) Kraftpapier durchführt. Sie Probe wird an einer 12,9 cm (Zoll ) großen Fläche
von Klebstoff mit einer Dicke von 25,4 bis 50,8^u (1 bis
2 mil) durchgeführt. Die gesamte Länge der Probe beträgt 25,4 cm (10 Zoll). Der Streifen wird in einem 660O (1500P)
heißen Ofen eine halbe Stunde lang aufgehängt. Es sollte sich kein Anzeichen dafür bilden, daß sich die Papiersubstrate
trennen, wenn der Versuch als erfolgreich bestanden angesehen wird.
Bei einer dritten Prilling, dem Kriechtest, werden Proben hergestellt, welche zunächst die beiden ersten Tests
zu bestehen haben. Dieser Versuch wird durchgeführt, indem man eine 5,1 cm (2 Zoll) Überlappungsverbindung mit
2,5 x 15,2 cm (1 χ 6 Zoll) Streifen aus 22,7 kg (50 lbs.)
ρ Kraftpapier herstellt. Die Probe wird an einer 12,9 cm
(2 Zoll ) großen Fläche vom Klebstoff mit einer Dicke von 25,4 x 50,8μ (1x2 mil) hergestellt. Die gesamte Länge
der Probe beträgt 25,4 cm (10 Zoll). Der Streifen wird eine halbe Stunde lang in einem Ofen bei der gewünschten
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Temperatur aufgehängt, mit einem 100 g schweren Gewicht
am unteren Seil des unteren Streifens. Dieser Test soll die Bereitschaft der Klebstoffbindung gegen Seformierung
als eine Funktion der Temperatur bestimmen. Die Stabilität der Bindung bis ssu 750O oder höher wird als aisreiohend
betrachtet.
Sie folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Frfindung,
sollen sie jedoch nicht einschränken.
80 g ataktischee Polypropylen, enthaltend 0,8 g 2,6-Di-tbutyl-4-methylphenol
(Antioxydationsmittel) wurden in einem Sigma-Plattenmlscher mit 20 g Resin SH, einem
Tallöl, bei etwa 1500O (3020F) vermischt, bis eine
homogene Schmelze erhalten war. Sie heiße Schmelze
2 2
wurde auf eine 6,5 cm (1 Zoll ) große Fläche im Hittelpunkt
eines 2,5 x 7,6 cm (1 χ 5 Zoll) großen Streifens
aus 22,7 kg (50 lbs.) Kraftpapier aufgebracht, und man UeB sie in einer staubfreien Umgebung abkühlen. Sie
Klebstoff enthaltenden Streifen wurden dann auf 2,5 x 7,6 cm (1 χ 3 Zoll) große Streifen von unbehandeltem
Kraftpapier, auf Aluminiumfolie, Polypropylen und Cellophan aufgelegt, und es wurde mit der Hand Druck aufgebracht,
um die Bindung herzustellen. Sie Streifen wurden
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009840/1651 AL
dann, wit oben beschrieben« auf Abeiehfestigkeit und
Scherfestigkeit geprüft.
Zum Vergleioh worden 100 g ataktlaches Polypropylen,
enthaltend 1 g BHT-Antioxydationamittel, auf 1210C
(25O0I) erhltst, bis sich eine Heißsohmelze bildete,
alt der Teststreifen wie la Beispiel 1 hergestellt und geprüft wurden.
Der Test wurde auf einem Tlnlus-Olsen-Zugfestigkeits-PrUfeerät
unter Verwendung einer Trenngeschwindigkeit τοπ 5,1 cm (2 Zoll) pro Minute durchgeführt.
Ill
Abeiehfestigkeit (g/om) |
0 | atak | Scherfestigkeit (g/om2) |
atak | |
36 | tisches | tisches | |||
Substrat, an welches | a tak | 216 | Polypro | a tak | Polypro |
das Kraftpapier mit | tische s | 54 | pylen + | tisches | pylen + |
Klebstoff gebunden | Polypro | Tallöl | Polypro | Tallöl | |
wurde | pylen | 36 | pylen | 471 | |
Papier | 198 | 0 | 889 | ||
Aluminiumfolie | 288 | 974 | 388 | ||
Polypropylen | 450 | 444 | 5H | ||
Cellophan | 546 |
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BAD ORIGINAL
Ein anderer Ansatz unter Verwendung von Inlus Oil JO-HO
anstelle dee TaUöls gab Ergebnisse, die mit denen des
Beispiele 1 vergleichbar sind.
Ee ist ohra weiteres zu erkennen, daß die Zugabe vot
Tallöl i-n den angegebenen Mengen die KIebeeigenaohaf ti η
-von <> taktischem Polypropylen erheblich erhöht. Sie Zug&be
vor Tallöl verringert etwas die Scherfestigkeit, doch
nicht so ausreichend wie dies im Vergleich zur Zunahme
de? Abziehfestigkeit in Erscheinung tritt.
It: TOrmolite-Harz wurde wie folgt hergestellt: 4-5,7 1
(12 gallons) katalytisches G&ettl mit einem Siedebereich
von 204 bis 343°C <400 bis 65O0P) und einem Gehalt von
43 $ Aromaten (Gel) wurden in ein mit Glas ausgekleidetes,
75,7 1 (20 gallons) fassendes Reaktionsgefäß gegeben, das lui.ft einem Turbinenrlihrwerk ausgestattet
war.
Anschließen^ wurden 1,81 kg (4 lbs.) Paraformaldehyd und
7*57 1 (2 gallons) Essigsäure zugegeben und die Mischung
mit Hilfe eines heißen Ölbads auf 930O (200°P) erhitzt.
In einem gesonderten ReaktionsgefäB wurden 2,063 kg (4,56 lbs.)
mit 3*03 1 (0,30 gallon) Essigsäure einer Eomplex-
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bildungs-Reaktion unterworfen· Dor Ka-taly θα torkomplex
wurde den anderen Bestandteilen zugegeben. Die Temperatur wurde auf etwa 1040C (220°?) gehalten. Es wurde
ohne Druck gearbeitet. Nach 15 Hinuten wurde das Erwärmen unterbrochen und die Säureschicht abgezogen. Der zurückbleibende
Reaktionsgefäßinhalt wurde dreimal mit 750 ml HpO gewaschen. Das Wasser wurde dekantiert und der Reaktorinhalt
in eine Vakuum-Destillationsvorrichtung überfuhrt. Se wurden die folgenden Fraktionen abgetrennt:
Anfangssiedepunkt von 343,50C (6510F), 62,8 # (dies
wird als unumgesetztas Ausgangsmaterial betrachtet);
544 bis 434,50O (652 bis 8140P), 5,1 #; 435 bis 482,50O
(815 bis 9010F), 10,9 $i 482,50C (9010F), 21,1 $. Die
zwischen 345 und 434,50C (652 bis 8140F) übergehende
Fraktion ist ein schwachgelboa, flüssiges Harz. Die
zwischen 435 und 482,50C (815 bis 9010F) übergehende
Fraktion ist ein weiches, festes Harz mit einem Ring- und Kugel-Schmelzpunkt von 450C bis 500C. Diese beiden
Fraktionen werden normalerweise nicht bei den erfindungsgemäßeη
Heieschmelzklebstoffen verwendet; sie
können nochmals einer anschließenden Reaktion erneut zugeführt werden, um sie zu einem harten Harz aufzuarbeiten.
Die bei der Destillation anfallenden Bendenprodukte mit
einem Siedepunkt oberhalb 482,50C (9010F) und mit einem
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Ring- and Kugel-Schmelzpunkt von etwa 12O0O sind der
Typ an hartem lOrmdlite-Harz, der ftir die erfindungsgemäßen
Klebstoff massen Terwendet wird. Harte Barze mit einem Ring- und Kugel-Schmelzpunkt von 49 bis 1770O
(120 bis 3500P)9 vorzugsweise von 74 bio 1490O (165 bis
30O0F) sind geeignete Formolite-Komponenton,
Sin nach der obigen Beschreibung hergestelltes» hartes Harz wurde analysiert mit Hilfe von analytischen Standardmethoden;
es enthielt ungefähr 2 bis 3 Gew. £ Sauerstoff.
Ein zweites Pormolite-Harz wurde wie folgt hergestellt:
102,5 kg (226 lbs.) katalytisches Gaeöl mit einem Siedebereich
von 231 bis 300°C (448 bis 5720F) und einem
Gehalt von 47,3 £ Aromaten (GEL) und 6,35 kg (14 lbs.)
Paraformaldehvd wurden in ein mit Glas ausgokleidetee,
189 1 (50 gaXlona) fassendes Reaktlonsgefäß gegeben, das
mit einem Rührwerk versehen war. Die Mischung wurde auf
88 bis 11O0O (ISO bis 2300P) erhitzt.
Anschließend wurden 8,16 kg (18 lbs.) 96 Gew. Schwefelsäur« langsam zu 24,9 kg (55 lbs.) Bisessig unter
009840/1651 8ad original
Rühren gegeben, und die Säuremiaohung wurde langaam
in das Reaktionagefä0 unter Rühren eingemeasen.
Das Reaktionsgemisoh wurde etwa 30 Minuten bei 88 bie
1100C (190 bis 23O0F) gerührt. Se wurde ein geeohlosaenea
System verwendet, und der Druck atieg langaam auf etwa 2,25 bie 2,32 kg/cm2 (32 bis 33 peig).
Daa Brhitsen wurde unterbrochen, die Säureeohloht duroh
Abaetsenlaaaen entfernt, und die Reaktionsprodukte wurden
heiß EU Waeaer-WaeohYorriohtungen gepumpt. Die Produkte
wurden viermal gewaaohen. Bs wurde Vaeaer duroh Abaetsenlaaaen entfernt und das Reaktloneprodukt im YaicuuB destilliert. Man erhielt 13,92 kg (30,7 lbs.) hartes Hars.
Es stellt eine Bodenfraktion alt einem Siedebereioh von oberhalb 260°0/1 bsi Hg (500°I) dar. Das Material hatte
einen Ring- und Kugel-Sofamelspunkt von 1050O. Das Bars
und andere hergestellte Bari·, die in den Beispielen 3 und 4 angegeben worden sind, wurden auf ihren Aoetatgehalt
untersucht« Xs wurde gefunden, daß sie etwa 0,1 bis 1,0 Aoetatgruppen pro Molekül ronollte-Bars enthalten.
Die Analyse wurde duroh Ermittlung der TerseifungsBahl und mit Hilfe der Infrarotspektren durchgeführt. Der .
HelBaohmelBklebBtoff wird hergestellt duroh gründliches
Mischen der nach den Beispielen 3 und 4 erhaltenen Barse
mit ataktieohem Polypropylen und laotaktiaohem PoIy-
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propylen bei 93 bis 204°ö (200 bis 4000F) und vorzugsweise
bei 149 bis 177°ö (300 bis 35O°P).
Zum Aufbringen auf eine Oberfläche wird der Klebstoff
auf eine Temperatur von 121 bis 149°0 (250 bis 30O0P)
erhitzt, dann auf die Oberfläche aufgebracht, welche in irgendeiner geeigneten Weise zu verbinden ist.
70 bis etwa 95 Gew. £ ataktieches Polypropylen, etwa
1 bis etwa 15 Gew. % isotalctisches Polypropylen und etwa
1 bis 20 Gew. 5* lOxmolite-Harz. Die bevorzugten Bereiche
der relativen Mengen der Bestandteile sind 75 bis 89 Gew. i»
ataictisches Po> propylen, 9 bis 11 Gew. # Isotaktisches
Die folgenden Ansätze zeigen die Eigenschaften von verschiedenen Hassen aus ataktischem Polypropylen, isotaktischem
Polypropylen und Eomollte-Harz:
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IABBIIE 17
Tiskoeität-bei Ring und Molekular- Intrinsic-1500C
(3000E1) Kugel gewicht Tiakoeität
ep. 0G. JTn J
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4 200 bia 115 bis 16 000 bis 0,28
5 800 121 20 000
SAHBIXB V
Ansatz
O | 2 |
O | |
to | |
00 | 5 |
*·» | 4 |
O *>. |
5 |
cn | |
AIAKTISCHB-ISOSAKEISOKB MISOHOTGBIi, ENTHALESHI)
BIK HAHTES PORMOLISiE-HARZ
Sew·-Seile
ataktisches Polypropylen
'Öletao 100)
90* 90* 90* 90* 90* 90* 90* 90*
isotalctiseheß
Polypropylen
10 10 10 10 10 10
3?ormo-Ii te-
ffarss
10
20
10
20
20
10
20
Schmelz- und
Ο«
158 156
156 157
155 155 118
11?
Yiskoei-
Η9να
(500 ?)cvd.
30 COC 28 000 24 000
28 000 20 COO 30 000
5 300
4 900
Versagen durch
^riechst:
>120 >120
>130 >130 >130 120 120
Reiöbinäum?
•paratar
τ α
Q Q
IC -
Ο ΰ-D
H-
1 feil Antiorrdationemittel beim Verarbeiten des Klebstoffs zugegeben
Aufreißverschluß
Zweifelhafter Aufreißverachluß (AofreißYersohluB, wenn die Streifen mit mäßiger
Gesohwindiglceil; abgesogen werden; lain Aufreißverschluss wenn sie langsam weg-
gesogen werden)
Kein Aufreißyerachluß
T N Ή N
Müssen, bei denen eich keine Reißbindung oder eine fragliche
bsw. sweifelhaft· Beißbindung bei Räumte rape ra tür
und tin« Beiebindung bei -31,60C (-25°?) ergibt, würden
Bum Verpacken τοη gefrorenen lahrungsmitteln geeignet
sein, weil hierfür eine Reißhindung bei niederen Temperaturen erwünscht ist, aber zum leichten Öffnen eine schwache
Reißbindung bei Raumtemperatur gewünscht wird. Hassen für Verschlüsse, die sich bei Raumtemperatur aufreißen
lassen aber nicht bei -31,60O (-250F) könnten flir Zwecke
Texwendet werden, bei denen es erwünscht ist, daß die Verschlüsse sich bei niederen Temperaturen 'offnen lassen,
s.B. für Sisoremebehälter.
Die Hassen, welche eine zweifelhafte oder keine Reißbindung
bei Raumtemperatur oder bei-31,6°C (-250F) ergeben,
besitaen eine hohe Scherfestigkeit bei diesen Temperaturen.
80 g ataktisohes Polypropylen, enthaltend 8 g 2,6-Di-tbtttjl-4-methy!phenol
(Antioxydationsmittel) wurden in einem Sigma-Flattenmischer mit 20 g alpha-Pinenharz bei
etwa 1500O (3020P) vermischt, bis eine homogene Schmelze
2 erhalten war. Die heiße Schmelze wurde auf eine 6,45 cm
(1 inch2) fläche eines 2,54 χ 7,62 cm (1 χ 3 Zoll) großen
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Streifens aus 22,7 kg (50 IbB.) Kraftpapier im Mittelpunkt
gebracht. Man ließ sie in einer »taubfreien Umgebung abkühlen. Sie Klebstoff enthaltenden Streifen
wurden dann auf 2,54 χ 7,62 cm (1 χ 3 Zoll) große Streifen
Ton nioht behandeltem Kraftpapier, Aluminiumfolie, Polypropylen und Gellophan gelegt, und es wurde mit
der Hand Druck aufgebracht, um die Bindung herzustellen. SLe Streifen wurden dann nach den folgenden Angaben auf
ihre Abziehfestigkeit und Scherfestigkeit geprüft.
Zum Vergleich wurden 100 g ataktiaohes Polypropylen,
enthaltend 1 g BHT-Antioxydationsmittel, auf 1210O
(2500P) erhitzt, mit der Teststreifen wie im Beispiel 1
hergestellt und geprüft wurden.'
Die Prüfung wurde auf einer Tinius-Olaen-Zugfestigkeitsmaschine
unter Einhaltung einer Trenngeschwindigkeit von 5»1 cm (2 Zoll) pro Minute durchgeführt.
Der Abziehversuch wird durchgeführt, indem man einen Streifen befestigt und einen Zugarm an einem Ende des
zweiten Substrats befestigt, so daß das zweite Substrat senkrecht zu der Klebstoffschicht gezogen wird. Wenn die
Prüfvorrichtung in Tätigkeit gesetzt wird, zeichnet sie
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die notwendigen g auf, die bis zum Versagen der Bindung bei der Geschwindigkeit von 5,1 cm (2 Zoll) pro Hinute
quer über die 2,5 cm (1 Zoll) Breite der Klebstoffläche
notwendig sind.
Die Scherfestigkeit wird bestimmt, indem man ein Ende
eines Substrats befestigt and an dem gegenüberliegenden Ende des anderen Substrate den Zugarm anbringt. Wenn das
Prüfgerät in Tätigkeit gesetzt wird, zeichnet es die erforderlichen g auf, bis eine Scherung an der quadratischen
2,5 cm Klebstofflache entlang dar Achse der beiden verbundenen
Streifen in einar Hate von 5,1 cm (2 Zoll) pro
Minute stattfindet.
Substrat, an welches das Kraftpapier mit Klebstoff gebunden wurde
Papier
Aluminiumfolie Polypropylen Cellophan
Abziehfestigkeit (g/om)
. atak-
tlsches
atak- Polyprotisohes pylen
Polypro- PinenpyleS Harss
36
216
54
216 666 700
Scherfestigkeit (g/om*)
ataktisches
atak- Polyprotisches pylen + Polypro- Pinenpylen
Harz
974.
444
546
444
546
457 755 458 380
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BAD
Die Zugabe von Texpanharsen zn ataktlöchern Polypropylen
erhöht gans erheblich die Abziehfeatigkeit der druckempfindlichen
Bindungen, vSlirend im. wesentlichen die
hohe Scherfestigkeit des atnktischen Polypropylens
erhalten bleibt.
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Wenn auch die Ansätze der Versuche 2 bis 6 sowie 8 bis 10 keine geeignete AufreiSbindung but Verwendung ale
HeiÖBohmelsklebatoffe bei der Herstellung von Wellpappe
aus Kraftpapier ergeben, so gibt es doch Tiele andere
AnwendungsmCgllohkeiten, für die sie eioh eignen wurden,
s.B. als Verschlüsse an den Enden von Brotelnwiokelpapieren,
bei denen eine AufrelBbindung unerwünscht w&re.
In einem Sigma-Plattenmisoher wurden bei etwa 1500O
(3020V) 90 g ataktisohes Polypropylen (Oletao 100), enthaltend
1 g 2,6-Di-t-butjl-4-oethylphenol als Antioxydationsmittel,
mit 10 g isotaktlschem Polyproplyen vermischt, bis eine homogene KLsohung entstanden war· Die
temperatur wurde dann auf 2380C (4600V) unter kontinuierlichem
Mischen erhöht, wobei man eine homogene Sehmeise erhielt. Der Heißsohmelsklebstoff wurde auf 22,7 (50 lbs.)-Kraftpapier
aufgebracht und dem oben angegebenen fest unterworfen. Die Masse gab eine gute Aufreifibindung bei
Baumtemperatur und bei -31,60C (-250P). Ss konnte bei 660O
(1500V) nach einer halben Stunde keine Bntlarainierung
beobachtet werden.
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In einem Sigma-Plattenmischer wurden bei etwa 126f5°0
(2590P) 80 g ataktisches Polypropylen (Oletac 100), enthaltend
0,8 g BHaS-Antioxydationsmittel, mit 20 g Polyäthylen
vermischt, bis eine homogene Mischung erhalten war. Sie Temperatur wurde dann auf 194,50O (383°?) unter
Bildung einer homogenen Schmelze erhöht, die auf Kraftpapier aufgebracht wurde, das dann geprüft wurde. Sie
Masse ergab eine befriedigende Aufreißblndung bei Raumtemperatur
und bei -31,60O (-250P) und zeigte nach einer
halben Stunde bei 660O (1500P) keine Ent !.aminierung.
Sie erfindungsgemäßen Klebstoffmassen können funktionelle
Materialien, wie Weichmacher, Klebrigmacher, Füllmittel,
lösungsmittel, Verdünnungsmittel, Antioxydationsmittel und Farbeubstanzen enthalten.
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Claims (2)
1. Thermoplastischer Heißscheelzklebstoff, ge lc e η η
zeichnet durch ein hoaogenes Gemisch mit einem Gehalt eines größeren Anteils, Insbesondere von 60 bis
95 Gew. 56, eines ataktischen Polypropylens und eines geringeren Anteils, insbesondere τοη 5 bis 40 Gew. #, eines
isotaktleohen Polypropylens und/oder von 1 bis 20 Gew. %
Pormolite-Harz oder eines Polyäthylens oder von 15 bis 25 Gew. $>
eines Terpenharzes oder von 5 bis 25 Gew. %
Sallöl.
2. Heißschmelzklebstoff nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet , daß er ein ataktisches Polypropylen mit einem Hblekulargevicht von 15 000 bis
60 000 und/oder ein isotaktisches Polypropylen mit einem Molekulargewicht von 85 000 bis 95 000 und/oder
ein Polyäthylen mit einem Schnelzindez von 2 bis 10
enthält.
3· Heiöschmelzklebstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet , daß er 75 bis 95 Gew. %„
insbesondere 75 bis 85 oder 85 bis 95 Gew. ^, ataktisches
Polypropylen und/oder 5 bis 25 Gew. ^, insbesondere 5 bis
'15 Gew. i> oder 15 bis 25 Gew. 3C, isotaktisches Polypropylen
oder Polyäthylen enthält.
009840/1651 ßA0 original
4· HeißechmelBklebetofi nach Ansprach 1 bis 3,(bdurch
gekennzeichnet , daß er 75 bis 85 Gew. i» ataktisohee Polypropylen, Torsagsveise alt eines Molekulargewicht
Ton 16 000 bis 25 000, enthält.
5· Heieeohnelssklebatoff naoh Ansprach 1 bis 4» dadurch
gekenn«eiohnet , daS er ein lerpenhare
mit eines Molekulargewicht ron etwa 1 200v inebesondere
ein alpha-Plnen- oder ein beta-Pinen-Har» enthält.
6« HeiflechneleklebBtoff naoh Anepruch 1 bis 5# dadurch
gekenneelchnet , dal er 1 bis 15 Gew. £
iBOtaktleohes Polypropylen und 1 bis 20 Sew. % Tonaolite-Hara
mit einem Ring- and lugel-SchaelBpankt τοη 50 bis
180°0 enthält.
7· Heieeohneleklebatoff naoh Anepruch 1 ble 6, daduroh
gekenneeiohnet , daß er 1 bie 16 dew. +
formollte-Hars enthält·
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE10197108B3 (de) * | 2000-12-29 | 2013-01-03 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Laminierte Struktur |
Also Published As
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NL6603073A (de) | 1966-09-12 |
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