DE1912117B1

DE1912117B1 - Verkleben von Gegenstaenden nach dem Schmelzklebeverfahren

Info

Publication number: DE1912117B1
Application number: DE19691912117
Authority: DE
Inventors: Gardziella Dr Arno; Blaschke Dr Franz; Schade Dr Gerhard
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Dynamit Nobel AG
Priority date: 1969-03-11
Filing date: 1969-03-11
Publication date: 1970-12-17
Also published as: SU648112A3; NL7003370A; DE1912117C2; ES377326A1; NL168862C; PL71011B1; AT303930B; CS181161B2; GB1233868A; FR2037849A5; RO55385A; BG17337A3; BE747199A; SE371452B; BR7017367D0; CH533165A

Description

Thermoplastische Klebstoffe werden zum Verkleben von Werkstoffen, wie Papier, Leder, Holz, Kunststoffen usw. eingesetzt. Der Auftrag der lösungsmittelfreien Klebstoffe erfolgt in geschmolzenem Zustand. Solche thermoplastischen Klebstoffe werden auch als »Schmelzkleber« bezeichnet.

Die aus der Literatur bekannten Schmelzkleber auf der Basis von gesättigten Polyestern genügen aber bezüglich ihrer Abbindezeit in der Praxis nicht. Unter »Abbindezeit« versteht man den Zeitraum vom Zeitpunkt des Auftrages an bis zur festen Verklebung der zu verbindenden Stoffe.

Die Entwicklungen in der einschlägigen Industrie, welche Maschinen zum Auftrag von Schmelzklebern herstellt, hat nämlich zu Maschinen geführt, welche möglichst rationell arbeiten und zu einem schnellen Arbeitszyklus im Rahmen eines größeren Verarbeitungsprozesses führen sollen.

Ein Beispiel für einen solchen größeren Verarbeitungsprozeß ist die Herstellung von Schuhen. Zur Herstellung eines Schuhes sind mehrere Arbeitsgänge erforderlich. Innerhalb des Gesamtvorganges der Schuhherstellung steht das sogenannte Spitzenwicken von Schuhen, welches vollautomatisch auf entsprechenden Spitzenwickmaschinen mit thermoplastisehen Klebstoffen (Schmelzklebern) durchgeführt wird. Um einen insgesamt gesehen schnellen Fabrikationszyklus zu bekommen, ist es erforderlich, daß auch der Einzelprozeß, nämlich das Spitzenwicken, sich zeitlich günstig einfügt. Zur vollen Ausnutzung der Arbeitskapazität solcher Spitzenwickmaschinen fehlten bisher Schmelzkleber, welche schnell genug abbinden können. Schnell abbindende Schmelzkleber werden nicht nur bei der Schuhherstellung zum Verkleben von Leder, sondern auch in anderen Verarbeitungsbereichen, z. B. im Verpackungssektor bei der Verklebung von Papier oder im Möbelsektor beim Verleimen von Furnierkanten, gewünscht. Es zeigt sieb, daß in allen Fällen der zeitbestimmende Faktor für die Produktion die Abbindezeit der thermoplastischen Klebstoffe ist.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von Polyestern mit einem Schmelzpunkt von 160 bis 220⁰C, die aus Terephthalsäure, gegebenenfalls neben Isophthalsäure, und einem oder mehreren GIykolen mit 2 bis 10 C-Atomen aufgebaut sind und 0,01 bis 0,3 Gewichtsprozent eines inerten, anorganischen Pulvers mit einer Korngröße von höchstens 5 Mikron enthalten, zum Verkleben von Gegenständen nach dem Schmelzklebeverfahren.

Bei den Mischpolyestern aus Tere- und Isophthalsäure handelt es sich dabei um ein Molverhältnis von 70 : 30 bis 90 : 10. Als Glykole kommen z. B. Ätbylenglykoi, Propylenglykol, Butylenglykol, Pentandiole, Hexandiole usw. in Frage. Bei Glykolgemischen handelt es sich bevorzugt um solche mit Äthylenglykol. Die anorganischen Pulver bestehen z. B. aus Kieselsäure, Titandioxid, Zirkonoxid, Aluminiumoxid, Talkum, Gips, Flußspat, Kaolin, Glimmer, Bariumsulfat, CaJciumcarbonat, Bentonit od. dgl. Der Zusatz dieser anorganischen Pulver erfolgt vorzugsweise während des Fabrikationsprozesses der Polyester.

Aus der deutschen Auslegeschrift 1190 984 ist die Verwendung von linearen Polyestern mit einem Zuschlag von 0,01 bis 0,5 Gewichtsprozent von anorganischen Pulvern mit einer Teilchengröße bis zu lOMikron zur Herstellung dünner Folien bekannt. Hieraus war aber bezüglich der vorliegenden Erfindung nichts zu entnehmen.

Beispiel 1
Ansatz a

Aus 18,94 kg Dimethylterephthalat, 3,36 kg Dimethylisophthalat, 21,8 kg 1,4-Butandiol, 1,2 g Zinkacetatdihydrat und 2,5 g Tetrabutyltitanat wurde in bekannter Weise ein Polyester hergestellt. Die reduzierte Viskosität des so erhaltenen Pulvers wurde bei 25⁰C zu 0,7 in einem Kapillarviskosimeter bestimmt. Die reduzierte Viskosität wurde errechnet nach folgender Formel:

^^red η₀ c '

Dabei bedeutet

η — Viskosität der Lösung,

'h — Viskosität des Lösungsmittels (60 Gewichtsteile Phenol und 40 Gewichtsteile
1,1,2,2-Tetrachloräthan),

ο = Konzentration der Lösung, 1, g/100 ml
Lösungsmittel

Der Schmelzpunkt (differentialthermoanalytisch als Schmelzmaximum bestimmt) betrug 200⁰C.

^Ansatz b

Der Ansatz a wurde wiederholt, wobei jedoch zusätzlich 12,5 g Talkum (0,05 %) mit einer Körnung kleiner als 5 Mikron dem Ansatz zugegeben wurden.

Ansatz c

Der Ansatz a wurde wiederholt, wobei jedoch zusätzlich 25 g Talkum (0,1 °/o) mit einer Körnung kleiner als 5 Mikron dem Ansatz zugegeben wurden.

Ansatz d

Der Ansatz a wurde wiederholt, wobei jedoch zusätzlich 37,5 g Talkum (0,15%) mit einer Körnung kleiner als 5 Mikron dem Ansatz zugegeben wurden.

Ansatz e

Der Ansatz a wurde wiederholt, wobei jedoch zusätzlich 25 g Bariumsulfat (0,1 °/_c) mit einer Körnung kleiner als 5 Mikron dem Ansatz zugegeben wurden.

Ansatz f

Der Ansatz a wurde wiederholt, wobei jedoch zusätzlich 25 g Calciumsulfat (0,1 %) mit einer Körnung kleiner als 5 Mikron dem Ansatz zugegeben wurden.

Ansatz g

Der Ansatz a wurde wiederholt, wobei jedoch zusätzlich 25 g Kieselgel (0,1 °/_c) mit einer Körnung kleiner als 5 Mikron dem Ansatz zugegeben wurden.

Ansatz h

Aus 13,6 kg Dimethylterephthalat, 2,5 kg 1,6-Hexandiol und 9,5 kg Äthylenglykol wurde in Gegenwart von 3,4 g Zinkacetatdihydrat in bekannter Weise ein Polyester hergestellt. Die reduzierte Viskosität des so erhaltenen Pulvers betrug 0,67. Das Schmelzmaximum (differentialthermoanalytisch bestimmt) betrug 203⁰C.

Ansatz i

Der Ansatz h wurde wiederholt, wobei jedoch statt 14 g Talkum dem Ansatz 14 g feinpulveriges Bariumsulfat zugegeben wurde.

Ansatz k

Der Ansatz h wurde wiederholt, wobei jedoch statt 14 g Talkum dem Ansatz 14 g feinpulveriges Calciumsulfat zugegeben wurde.

Ansatz 1

Der Ansatz h wurde wiederholt, wobei jedoch statt 14 g Talkum dem Ansatz 14 g feinpulveriges Kieselgel zugegeben wurde.

Die gemäß den Ansätzen a bis 1 hergestellten Schmelzkleber wurden auf einer Verklebungsmaschine in einem Schmelztopf bei 23O⁰C aufgeschmolzen und über ein Pumpsystem auf zwei zu verklebende Flächen (Leder) aufgegeben. Die verwendete Maschine ist beschrieben in »Schuhtechnik«, 61, Nr. 3, S. 283. Gemessen wurde als Abbindezeit die Zeit vom Auftrag der Schmelze bis zum festen Verbund der verklebten Flächen aus Leder. Beim Zerreißen der Verklebung wurde jeweils ein Bruch im Leder und nicht innerhalb des Klebstoffes beobachtet. Dies beweist, daß der Zusatz der mineralischen Pulver keinen störenden Einfluß auf die Festigkeit der Klebeverbindung ausübt. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle angegeben.

ralischer Pulver erreicht ist. Wesentliche Unterschiede in der Abbindezeit bei Mischpolyestern, welche Talkum, Bariumsulfat, Calciumsulfat oder Kieselgel in der gleichen Menge enthalten, bestehen nicht. Das Verhalten der Mischpolyester der Ansätze a bis g, welche chemisch die gleiche Zusammensetzung aus Terephthalsäure, Isophthalsäure und 1,4-Butandiol aufweisen, unterscheiden sich nicht von den Mischpolyestern aus den Ansätzen h bis 1, welche die gleiche

»o chemische Zusammensetzung aus Terephthalsäure einerseits und einem Gemisch Äthylenglykol/1,6-Hexandiol andererseits haben.

Beispiel 2
Ansatz a

9,7kg Dimethylterephthalat, 2,3kg Butandiol-1,4 und 6,1 kg Äthylenglykol wurden in Gegenwart von 2,4 g Zinkacetat-Dihydrat und 2,8 g Antimontrioxid in bekannter Weise zu einem Polyester verarbeitet. Das schwach graugrüngefärbte Endprodukt besaß eine reduzierte Viskosität von 0,74 und einen Schmelzpunkt von 21O⁰C.

Die Abbindezeit dieses Produktes beim Verkleben von Leder auf Leder wurde zu 8 Sekunden ermittelt.

In die Schmelze des reinen Polyesters nach Ansatz a wurden dann folgende Mengen nachstehend genannter anorganischer Füllstoffe homogen verrührt und dabei die angegebenen Abbindezeiten gefunden:

Schmelzkleber gemäß den Ansätzen:	Abbindezeit in Sekunden
a	6,5
b	4,0
C	2,0
d	2,0
e	2,5
f	3,0
g	2,0
h	2.0
i	2,5
k	2,5
1	2,0

b 0,05 %
c 0,17o
dO,2°/o
e0,l%
f 0,1%

Talkum Abbindezeit 5,0 Sekunden

Talkum .... Abbindezeit 2,0 Sekunden

Talkum Abbindezeit 2,0 Sekunden

Kieselgel ... Abbindezeit 2,5 Sekunden

Kieselgel ... Abbindezeit 7,0 Sekunden

Der Tabelle ist zu entnehmen, daß ein Optimum an Abbindezeit bei einem Zusatz von etwa 0,1 °/₀ rnine-Beim Versuch f betrug der mittlere Partikeldurchmesser des anorganischen Pulvers etwa 20 μ, bei den Versuchen b bis e 5 μ und weniger.

Claims

Patentanspruch:

Verwendung von Polyestern mit einem Schmelzpunkt von 160 bis 220°C, die aus Terephthalsäure, gegebenenfalls neben Isophthalsäure, und einem oder mehreren Glykoleu mit 2 bis 10 C-Atomen aufgebaut sind und 0,01 bis 0,3 Gewichtsprozent eines inerten, anorganischen Pulvers mit einer Korngröße von höchstens 5 Mikron enthalten, zum Verkleben von Gegenständen nach dem Schmelzklebeverfahren.