DE1912117C2 - Verkleben von Gegenständen nach dem Schmelzklebeverfahren - Google Patents

Verkleben von Gegenständen nach dem Schmelzklebeverfahren

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    • C09J167/00—Adhesives based on polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J167/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2666/00—Composition of polymers characterized by a further compound in the blend, being organic macromolecular compounds, natural resins, waxes or and bituminous materials, non-macromolecular organic substances, inorganic substances or characterized by their function in the composition
    • C08L2666/54—Inorganic substances

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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 Spitzenzwicken von Schuhen, welches vollautomatisch auf entsprechenden Spitzenzwickmaschinen mit thermoplastischen Klebstoffen (Schmelzklebern) durchgeführt wird. Um einen insgesamt gesehen schnellen Fabrikationszyklus zu bekommen, ist es erforderlich, daß auch der Einzelprozeß, nämlich das Spitzenzwicken, sich zeitlich günstig einfügt Zur vollen Ausnutzung der Arbeitskapazität solcher Spitzenzwickmaschinen 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 Purnierkanten, gewünscht. Es zeigt sich, 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 Glykolen 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. Äthylenglykol, PropylengJvkol, 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, Calciumcarbonat, Bentonit od. dgL Der Zusatz dieser anorganischen Pulver erfolgt vorzugsweise während des Fabrikationsprozesses der Polyester.
«> Aus der deutschen Auslegeschrift 11 90984 ist die Verwendung von linearen Polyestern mit einem Zuschlag von 0,01 bis 0,5 Gewichtsprozent von anorganischen Pulvern mit einer Teilchengröße bis zu 10 Mikron zur Herstellung dünner Folien bekannt
ι > Hieraus war aber bezüglich der vorliegenden Erfindung nichts zu entnehmen.
Beispiel 1
Ansatz a
Aus 18,94 kg Dimethylterephthalat, 336 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 25°C zu 0,7 in einem Kapillarviskosimeter bestimmt Die reduzierte Viskosität wurde errechnet nach folgender Formel:
'/ml —
'/O
Dabei bedeutet
Viskosität der Lösung,
Viskosität des Lösungsmittels (60 Gewichtsteile Phenol und 40 Gewichtsteile
1,1,2,2-Tetrachloräthan),
c = Konzentration der Lösung, 1 g/100 ml
Lösungsmittel
Der Schmelzpunkt (differentialthermoanalytisch als Schmelzmaximum bestimmt) betrug 200° C.
Ansatz b
Der Ansatz a wurde wiederholt, wobei jedoch zusätzlich 12,5g Talkum (0,05%) mit einer Körnung kleiner als 5 Mikron dem Ansatz zugegegen wurden.
Ansatz c
Der Ansatz a wurde wiederholt, wobei jedoch zusätzlich 25 g Talkum (0,1%) 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%) 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%) mit einer Körnung kleiner als 5 Mikron dem Ansatz zugegeben wurden.
Ansatz h
Aus 13,6 kg Dimethylterephthalat, 2J5 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 20J0C.
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 i,n einem Schmelztopf bei 230° C 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.
Fortsetzung
Schmelzkleber gemäß den
Ansätzen
Abbindezeit in Sekunden
b
c
d
e
6,5
4.0
2,0
2,0
23
Schmelzkleber gemäß den
Ansätzen
Abbindeveit in Sekunden
κι k
3,0
2,0
2,0
2,5
2,5
2,0
Der Tabelle ist zu entnehmen, daß ein Optimum an Abbindezeit bei einem Zusatz von etwa 0,1% minerali-
i. scher 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
2» 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 chemische Zusammensetzung aus Terephthalsäure einerseits und
>■) einem Gemisch Athylenglykol/1,6-Hexandiol andererseits haben.
Beispiel 2
Ansatz a
9,7 kg Dimethylterephthalat 2,3 kg 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 210° C.
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:
b 0,05% Talkum
c 0,1% Talkum
d 0,2% Talkum
e 0,1% Kieselgel
f 0,1% Kieselgel
Abbindezeit 5,0 Sekunden
Abbindezeit 2,0 Sekunden
Abbindezeit 2,0 Sekunden
Abbindezeit 24 Sekunden
Abbindezeit 7,0 Sekunden
Beim Versuch f betrug der mittlere Partikeldurchmesser des anorganischen Pulvers etwa 20 μ, bei den Versuchen b bis e 5 μ und weniger.

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Verwendung von Polyestern mit einem Schmelzpunkt von 160 bis 2200C, die aus Terephthalsäure, gegebenenfalls neben Isophthalsäure, und einem oder mehereren Glykolen mit 2 bis 10 C-Atomen aufgebaut sind und 0,01 bis 03 Gewichtsprozent eines inerten, anorganischen Pulvers mit einer Korngröße von höchstens 5 Mikron enthalten, zum Verkleben von Gegenständen nach dem Schmelzklebeverfahren.
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