DE1916135A1

DE1916135A1 - Verfahren zum Verkleben der Oberflaechen von geformten Gebilden aus Olefin-Polymerisaten oder hochmolekularen Polyestern auf Oberflaechen aus aehnlichen oder anderen Werkstoffen

Info

Publication number: DE1916135A1
Application number: DE19691916135
Authority: DE
Inventors: Raymond Lincoln; Richard Pateman
Original assignee: Metal Containers Ltd
Current assignee: Metal Containers Ltd
Priority date: 1968-03-29
Filing date: 1969-03-28
Publication date: 1969-10-09
Also published as: FR2005093A1; CH531036A; BE730651A; GB1214748A; NL6903080A

Description

DR. ELISABETH JUNG, DR- VOLKER VOSSIUS. DIPL.-ING. GERHARD COLDEWeV

PATENTANWÄLTE 8 MÖNCHEN 23 · S 1 E G ESST RASSE 26 - TEL EFON 345.067 · TELEGRAMM-ADRESSE: IN VENT/MÖNCH EN

² 8-MIK. 1369

UoZo: E 208 (Vo/kä)
Case 4305

METAL COKTAINERS LIMITED
Weybridge, Surrey, England

" Verfahren zum Verkleben der Oberflächen von geformten Gebilden aus Olefin-Polymeriaaten oder hochmolekularen Polyestern auf Oberflächen aus ähnlichen oder anderen Werkstoffen "

Priorität: 29. März 1968, Grosabritannien, Hr. 15 320/68

Orientierte Folien aus Olefin-Polymerisäten, wie Polyäthylen oder Polypropylen, oder Polyestern, wie Polyätbylenterephthalat, werden mit Vorteil als Verpackungsmaterial verwendet. Die bisher üblichen Verfahren zum Verkleben von Olefin-Polymerisaten und hochmolekularen Polyestern, d.h. das Heiüverschweissen und die Verwendung einer heiasen Schmelze eines Klebstoffes, kann jedoch auf orientierte Folien dieser Polymerisate nicht übertragen werden, da durch Erhitzen der Folien zwangsläufig eine Desorientierung, Faltenbildung, Schrumpfung und Kriechen der Folien bei erhöhten Temperaturen erfolgt. Lusungsmittelhaltige Klebstoffe sind ebenfalls zum Verbleben derartiger Folien bekannt, _: doch müssen hl«r verhaltniemässig lange Trocknungszeiten angewandt werden.

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POSTSCHECKKONTO: MÖNCHEN EOt78 ■ BANKKONTO: DEUTSCHE BANK A.C. MÖNCHEN, LEOPOLDSTR. 71, KTO. NR. 80/35784

— 2 —

Aufgabe der Erfindung ist es, ein neues Verfabren zuja

der Oberflächen von geformten Gebilden aus Olefin-Polymerisaten oder hochmolekularen Polyestern auf Oberflächen aus ähnlichen/ oder anderen Werkstoffen zu schaffen. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass man zum Verkleben ein Gemisch aus . ..

(a) mindestens einem kautschukartigen Polyurethan-Vorpolymerisat, das bei Temperaturen unterhalb 50⁰C flüssig ist,

(b) mindestens einem mehrwertigen Alkohol, der bei . Temperaturen unterhalb 50°G flüssig ist,

, wobei gegebenenfalls weniger als die Hälfte des mehrwertigen Alkohole durchdie stöchiometrisch äquivalente Menge eines Amins ersetzt ist, ale Härter, und

(c) gegebenenfalls bis zu 2 Gew.-56, bezogen auf das Vorpolymerisat, eines Härtungsbeschleunigers verwendet.

Der im Verfahren der JBrfindung verwendete Klebstoff kann bei Temperaturen bis zu 50⁰C angewendet und ausgehärtet werden. Man erhält eine ausgezeichnete Verklebung zwischen Oberflächen aus Olefin-Polyaerisaten oder hochmolekularen Polyestern und Ober» flächen aus ähnlichem oder anderem Material.

Das Verfahren der Erfindung kann zur Herstellung von Beuteln und anderen Verpackungsgegenständen aus orientierten Folien aus Ölefin-Polymerieaten oder Polyestern angewandt werden, ee kann jedoch auch zum Verkleben von nicht orientierten Folien aus Olefinpolymerisat en oder Polyestern und zum Verkleben dieser Polymerisate mit gleichen, ähnlichen oder anderen Werkstoffen dienen,

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Unter 3y^siniö^*£g^ versteht man

Hä*fcer eitfic^ts^^

der Erfindung weiten ¥o*pio2yitteriB&%e verwendet* Öle bei Ifemperjaturen unteriislb 50^C* ÄBtssig siiaide Diese VörpölymeriBate können durch Walzeaöeßfehichtüng ödfiraitt^le einer Spritzpistole bei llauoteiaperätur oder etwas erhöhten Teiaperaturen angewandt werden ο _ ■ .-.--.--■ ·-.-,.-■.,..■ ·..-

Die im Verfahren der Erfindung, verwendeten Polyurethan-Vorpolymerisate werden durch Umsetzung eines organischen Diisocyanate mit einem Hydroxylgruppen enthaltenden Polyäther oder. Polyester hergestellt. Sie enthalten freie, endetändige Iepcyanatgruppen. Es sind verschiedene Polyurethan-Vorpolymerisate im Handel, die im Verfahren der Erfindung verwendet werden können. Vorzugsweise wird als Polyurethan-Vorpolymerisat ein Umsetzungsprodukt eines Toluylendiisocyanats mit einem PoIy-(I₈4— oxytmtylenglykol) mit einem Molekulargewicht von lOOÖ bis 20C0 verwendete

Beispiele für die im Verfahren der Erfindung verwendeten mehrwertigen Alkohole sind 1,4-Butandiol, Glycerin; Triäthanolamin und Castoröl. Es können auch Gemische aus zwei oder mehreren dieser mehrwertigen Alkohole,verwendet werden. Bevorzugt ist 1,4-Butandiol und Glycerin»

Der Härter wird vorzugsweise in einer Menge von 75 bis 125 $ der zur Umsetzung mit den freien Isocyanatgruppen im Vorpolymerißat erforderlichen Menge verwendet,- . Die mehrwertigen Alkohole werden vorzugsweise in den naciib teneiid genannten Mengenverhältnissen eingesetst. In jedem palle bezieht sich die ange-

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gebene Menge auf 100 Gew.-teile Vorpoiyaerieat, das 9» 5 1» freie Isoojanatgruppen enthält:

1,4-Butandiol 9 Gew.-teile

Glycerin 9 Gew.-teile

Triäthanolamin 10 Gew«,-teile

Castoröl 72 Gew.-teile

Wenn der mehrwertige Alkohol, wie 1,4-Butandiol, in erheblichem Überschuss über das Vorpolymerisat verwendet wird, wirkt er ale Weichmacher, und die Bindung zwischen den Oberflächen ist schlecht. Wenn andererseits der mehrwertige Alkohol in geringerer Menge verwendet wird, bleibt der Klebstoff klebrig, er hat schlechte Kriecheigenschaften, und die verklebten Gebilde haben eine zu geringe Abziehfestigkeit an der Verklebungestelle.

Gegebenenfalls kann weniger als die Hälfte des mehrwertigen Alkohols durch die stb'chiometrisch äquivalente Menge eines Amins als Härtungsmittel ersetzt werden«

Als Härtungsbeschleuniger werden im Verfahren der Erfindung vorzugsweise Zinnoctoat oder Zinn(II)-chlorid verwendet. Zinn(Il)-chlorid ist bevorzugt, wenn man dieses Salz in dem verwendeten mehrwertigen Alkohol lösen kann« Bei Verwendung bestimmter mehrwertiger Alkohole, wie 1,4-Butandiol, ist die Aushärtungsgeschwindigkeit gewöhnlioh genügend rasch, so dass kein Härtun^sbeschleuniger erforderlich ist· Bei Verwendung anderer mehrwertiger Alkohole, wie Glycerin, ist jedoch die Verwendung eines Härtungsbesohleünigers bevorzugt, da andernfalls tie Aushärtungegeechwindigkeit zu langsam ist. Der Httrtungebeeohleiui&^⁷ ^?Irl im allgemeinen in einer Menge bis zu 2 &©w_o~^ Gesogen an£ das

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Vorpolymerisat verwendet» Vorzugsweise beträgt der Anteil weniger, als 1 Qew-ff, insbesondere 0,02 bis O₁I Gev.-jE.

Sie im Verfahren der Erfindung verwendeten Klebstoffe sind nicht lagerstabil, da die Vernetzung des Vorpolymerisats sofort einsetzt, wenn es mit dem Härtungsinittel versetzt wird. Es ist daher notwendig, die Bestandteile des Klebers kurz vor der Verwendung miteinander au vermischen. Bei Verwendung eines Härtungsbesohleinigers kann dieser entweder mit dem Vorpolymerisat oder vorzugsweise mit dem mehrwertigen Alkohol vorgemisoht werden, oder sämtliche drei Komponenten werden getrennt voneinander auf τ bewahrt, bis man den Kleber herstellt. Bas Mischen der Bestandteile wird in Üblicher Weise durchgeführt.

Der Klebstoff kann auf die zu verklebende Oberfläche bzw· die Oberflächen nach herkömmlichen Verfahren aufgetragen werden, a.B. durch Aufspritzen mit einer Spritzpistole, wobei in diesem Falle die Spritzpistole mit einer Rischvorrichtung versehen ist, durch Walzenbeschichtung, Aufstreichen oder Tauchen» Die angewandte Menge des Klebstoffes ist nicht von entscheidender Bedeutung. Es wurde festgestellt, dass man gute Verklebungen z₀B« bei Verwendung von 10 g Klebstoff/m erhält.

Zur Erzielung einer guten Verklebung der Oberfläche von geformten Gebilden aus Olefin-Polymerisaten oder hochmolekularen Polyestern ist es im zuerst genannten Pail notwendig und im letztgenannten Fall bevorzugt, die geformten Gebilde einer oxydatlven Vorbehandlung zu unterworfene Die Vorbehandlung kann z.B. durch Plammenb@handlung oder durch Behandlung mit einer Coronaentladung erfolgenο Durch diese Behandlung, werden aktive Zentren in

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ORIGINAL INSPECTED

der obersten Schicht der Polymerisat-Moleküle durch partielle . Oxydation gebildet. Biese Art der behandelten Oberfläche würde als "polare" Oberfläche beschrieben» Beispiele für Olefin-Polynerisate, die nach einer derartigen oxydativen Vorbehandlung nach dem Verfahren der Erfindung erfolgreich verklebt werden können, sind Polyäthylen, Polypropylen, Polybuten, Äthylen-Butylen-Copolymerisate und Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisate.

Die Beispiele erläutern die Erfindung· Beispiel 1

100 Gewe-teile eines kautschukartigen Polyurethan-Vorpolymerieate ("Adiprene" L 315) und 9 Gew,-teile 1,4-Butandiol werden bei Raumtemperatur gründlich miteinander vermischt. Das Gemisch wird durch Walzenbeschichtung in einer Menge von 10 g/m auf eine flammenbehandelte Folie aus Polyäthylen hoher Dichte aufgetragen. Sie beschichtete folie wird auf eine ähnliche, jedoch unbeschichtete Folie aufgebracht, indem man die beiden Folien im Walzenspalt eines Zweiwalzenstuhls miteinander zusammenbringt.

Der Klebstoff wird 2 Tage bei Baumtemperatur auegehärtet,, Die Abziehfestigkeit der Verklebung beträgt 1 kg/cm.

Beispiel 2

100 Gew.-teile eines kautachukartigen Polyurethan-Vorpolymerisats ("Adiprene" L 315) und 9 6ew_o-teile 1,4-ButandiQl werden bei Baumtemperatur gründlich miteinander vermischt» Das Gemisch %?ird duroh Walzenbeschichtung in einer Menge von 10 g/rn^ auf ein® •mit einer C©ronaentladung befeandelte orientierte Folie aus Polyäthylen hoher Dichte und einer Stärke; von ICO Mikron aufgewalzt<,

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«. 7 —

Sie beschichtete Folie wird auf eine ähnliche_s jedoch unbeschichtete Folie im Walzenspalt eines Zve!walzenstuhls aufgebracht« Der Klebstoff wird 2 Tage bei Raumtemperatur ausgehärtetα Die Abziehfestigkeit der Verklebung beträgt 700 g/cm.

Beispiel 3

100 Gew.-teile eines elastomeren Polyurethan-Vorpolymerisats ("Adiprene" L 315) und 7 Gew.-teile 1,4-Butandiol sowie 2 Gew.-teile Triniethylolpropan und 0,03 Gew.-teile Tetrabutyltitanat werden bei Raumtemperatur gründlich miteinander vermischte Das Gemisch wird durch VJalzenbeschichtung in einer Menge von 10 g/m auf eine mit einer Coronaentladung vorbehandelte Polypropylenfolie aufgetragene Die beschichtete Folie wird auf eine ähnliche« jedoch unbeschichtete Folie im Walzenspalt eines Zweiwalzenstuhls aufgebracht ₀

Der Klebstoff wird 2 Tage bei Raumtemperatur ausgehärtete Die Abziehfestigkeit der Verklebung beträgt 900 g/cm«

Beispiel 4

100 Gew.-teile eines kautsohukartigen Polyurethan-Vorpolymerisats ("Adiprene" L167) und 6 Gew_o-teile 1,4-Butandiol sowie 0,04 Gew,-teile Dibutylzinndilaurat werden bei Raumtemperatur gründlich miteinander vermischte Das Gemisch wird durch Walzenbeschichtung

2
in einer Menge von 10 g/m auf eine mit einer Coronaentladung vorbehandelte orientierte Polyisobutenfolie aufgetragen, und die beschichtete Folie wird auf eine ähnliche, jedoch unbeschichtete Folie im Walzenspalt eines Zweiwalzenstuhls aufgebrachte

Der Klebstoff wird 2 Tage bei Raumtemperatur ausgehärtet₀ Die Abjsiehfestigkeit der Verklebung beträgt 600 g/cm„

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Der Klebstoff ist nach 24 Stunden bei Raumtemperatur praktisoh auegehärtet ο In Abwesenheit von Dibutylzinndilaurat ist die Aushärtung nach 24 Stunden nicht vollständigο

Beispiel 5

100 Gewo-teile eines kautschukartigen Polyurethan-Vorpolymerisats ("Adiprene" L 315)₉ 9 Gew_o-teile 1_B4-Butandiol und 0_P5 Gewo-teile Triäthanolamin werden bei Raumtemperatur gründlich miteinander vermischt« Das Gemisch wird durch Walzenbeschichtung in einer Menge von 10 g/m auf eine durch Coronaentladung vorbehandelte orientierte Folie aus einem Äthylen-Butylen-Copolymerieat aufgetragene Die beschichtete Folie wird auf eine ähnliche„ jedoch unbeschichtete Folie im Walzenspalt eines Zweiwalzenstuhls aufgebracht.

Der Klebstoff wird 2 Tage bei Raumtemperatur ausgehärtet» Danach beträgt die Abziehfestigkeit der Verklebung 700 g/om»

Beispiel 6

100 Gew_o-teile eines kautschukartigen Polyurethan-Vorpolymerisats ("Adiprene" L 315) und 9 Gew„-teile 1,4-Butandiöl werden bei Raumtenperatur gründlich miteinander vermischt« Das Gemisch wird durch Wal zenbe schichtung in einer Menge von 8 g/m auf eine orientierte Folie aus einem Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisat aufgetragen. Die beschichtete Folie wird auf eine ähnliche, jedoch unbeeohiohtete Folie im Walzenspalt eines Zweiwalzenstuhls aufgebracht«

Der Klebstoff wird 2 !Page bei Raumtemperatur ausgehärtet ο Daaaoh beträgt die Abziehfestigkeit der Verklebung 1 j£g/©m_e

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Beispiel 7

Zwei Folien der in Beispiel 2 genannten Art werden mit einem Heiseverschweiasungsgerät verklebt. Die Folien sind verzogen, und beim Versuch der Bestimmung der Abziehfestigkeit reiset die Verbindungsstelle entlang der Verechweiesungsnaht«

Beispiel 8

Zwei Proben aus einer orientierten Folie aus einem Polyester werden durch HeiBsverechweiesung miteinander verklebt» Ss erfolgte ebenfalls starkes Verziehen und es erfolgte Reiesen entlang der Versohweissungsnahtβ

Beispiele 9 bis 12 Beispiel 2 wird mit unterschiedlichen Mengen an mehrwertigem Al-

kohol wiederholte Die Abaiehfestigkeit der erhaltenen Verklebungen wird bestimmtο Es werden folgende Ergebnisse erhalten!

Abziehfestigkeit, kg/cm 0,55 0,8 0,75 0,7 Beispiel 13

Zwei 100 Jfikron starke» mit Coronaentladung behandelte orientierte Folien aus Polyäthylen hoher Dichte werden miteinander auf die vorstehend beschriebene Weise unter Verwendung folgenden Klebers verklebt% 100 Gewo-teile des Polyurethan-Vorpolymerisats "Adiprene" L 315 werden mit 15 Gew_e-teilen 4,4^l-Methylen-bie-(2-chlpranilin) das bei 80⁰C in 15 Sewo«teilen Castoröl gelöst wurde, vermischt» Nach 2-tägiger Aushärtung bei Raumtemperatur beträgt die Abziehfestigkeit 800 g/cm„

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Beispiel 14

Zwei mit Coronaentladung behandelte orientierte Folien aus Polyäthylen hoher Dichte, die gemäes Beispiel 13 verklebt wurden, und die eine 1 em breite Verklebung aufwiesen, bestanden den Kriechtest, der 3 Tage bei 38⁰C und einer Belastung von 1,25 kg/cm durchgeführt wurde. Ähnliche Proben, die mit einer heissen Schmelze mittlerer Viskosität aus gleichen Teilen Slvax und Holzharz verklebt waren, und die eine Abziehfestigkeit von 1,5 kg/offl ergaben, versagten nach 4 Stunden unter den Bedingungen des vorstehend beschriebenen Versuchsc

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Claims

.~ χι «,

Pat entan a prüche

Verfahren zum Verkleben der Oberflächen von geformten Ge- . bilden aus Olefin-Polymerisaten oder hochmolekularen Polyestern auf Oberflächen aus ähnlichen oder anderen Werkstoffen,, dadurch gekennzeichnet^ dasß wan stim Verkleben ein Gemisch auc

(a) mindestens einem kautschukartigen Polyurethan-Vorpolymerisat, das bei Temperaturen unterhalb 50⁰C flüesig iet_P

(b) mindestens einem mehrwertigen Alkohol, . der bei Temperaturen unterhalb ijO°G fliiosig ißt,

wobei gegebenen=

falls weniger als die Hälfte des Tnöhrwertigen Alkohols durch die stöchiometrisch äquivalente Menge eines Amins ersetzt ist_t als Härter» und

(c) gegebenenfalls bis zu 2 Gew*~#_r bezogen auf das Vorpolymerisat- einofä Härtungsbe schleuniger β verwendet.

2« Verfahren nach Anspruch I₀ dadurch gekennzeichne t_s dass man als geformte Gebilde aus Olefin-Polymerisaten und bzw. oder hochmolekularen Polyestern orientierte Folien miteinander verklebt,

3, Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man als kautechukartiges Polyurethan- Vorpolymerisat das Reaktionsprodukt von Toluylendiiiocyanat mit einem PoIy-(I„4-oxybutylenglykol) mit einem Molekulargewicht von 1000 bis 2000 verwendet.

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~ 12

4« Verfahren nach Anspruch 1 bis 3* dadurch g e -kencte ielini t_{ dass nsn als Härter 1,4-Butand£ol ©der Glycerin verwendet,

5. Verfahre« nach Anspruch 2 bis ft, d a ä u r c h g ε -k ι β η ϊ e 1 β h R β t, dass man den HSrter iß einer Menge fen 15 bi* 125 Ϊ der stir laasstisung ndt den freien Isoeyaziatfrnp|>*n i» Vorpolymerltfet crforderliclien Kenge verwendet.

£· Terf«hren naoh Anspruch 1 bis 5> dadurch gte -tee· η & β « i c h η e t» dees man als KSrtungebeschleisniger Zinaeeteat oder Zinn(ZXJ-diloriä verwendet.

7· Terfahren naoh Anspruch 1 bis S₉ ü a <S. « r e h g e -kenn ζ e lehne t, dass nan den Hfirtungsbesekletmiger in einer Henge von weniger als 1 Getf-#„ insbesondere von 0,02 bis O₁I G#w-?_f bezogen auf das Torpolynerisat, verwendet.

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BAD ORIGINAL