DE19504007A1 - Feuchtigkeitshärtender Polyurethan-Schmelzklebstoff - Google Patents
Feuchtigkeitshärtender Polyurethan-SchmelzklebstoffInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen feuchtigkeitshärtenden Polyurethan-
Schmelzklebstoff, seine Herstellung und seine Verwendung in der
Schuhindustrie.
Unter "feuchtigkeitshärtendem Polyurethan-Schmelzklebstoff" wird
ein weitgehend lösungsmittelfreier Klebstoff mit Urethan-Gruppen
verstanden, der bei Raumtemperatur fest ist und nach der Applika
tion in Form seiner Schmelze nicht nur durch Abkühlen physikalisch
bindet, sondern auch durch chemische Reaktion von noch vorhandenen
Isocyanatgruppen mit Feuchtigkeit. Erst nach dieser chemischen
Aushärtung unter Molekülvergrößerung erhält der Klebstoff seine
endgültigen Eigenschaften.
Derartige feuchtigkeitshärtende Polyurethan-Schmelzklebstoffe sind
für verschiedene Substrate bekannt:
In der EP 0 421154 wird ein schnell kristallisierendes, Isocyanatgruppen enthaltendes Polyurethan-System beschrieben, das auf einem Polyesterdiol A mit einem Schmelzpunkt von 30 bis 60°C und einem Polyesterdiol B mit einem Schmelzpunkt von 65 bis 150°C sowie einem Polyisocyanat D basiert. Es kann auch noch als Kettenverlängerer ein Diol C mit einem Molekulargewicht von < 400 enthalten. Das Polyurethan-System kann direkt aus diesen Komponen ten in einer einzigen Stufe hergestellt werden, aber auch mehrere Stufen sind möglich. Das so erhaltene Polyurethan-System ist teil kristallin und soll als Montage-Klebstoff eingesetzt werden, ins besondere aber als Buchbinder-Klebstoff.
In der EP 0 421154 wird ein schnell kristallisierendes, Isocyanatgruppen enthaltendes Polyurethan-System beschrieben, das auf einem Polyesterdiol A mit einem Schmelzpunkt von 30 bis 60°C und einem Polyesterdiol B mit einem Schmelzpunkt von 65 bis 150°C sowie einem Polyisocyanat D basiert. Es kann auch noch als Kettenverlängerer ein Diol C mit einem Molekulargewicht von < 400 enthalten. Das Polyurethan-System kann direkt aus diesen Komponen ten in einer einzigen Stufe hergestellt werden, aber auch mehrere Stufen sind möglich. Das so erhaltene Polyurethan-System ist teil kristallin und soll als Montage-Klebstoff eingesetzt werden, ins besondere aber als Buchbinder-Klebstoff.
In der DE 32 36 313 wird ein Schmelzklebstoff beschrieben, der aus
20 bis 90 Gew.-% eines präpolymeren Isocyanats und 5 bis 50 Gew.-%
eines niedermolekularen Keton-Harzes besteht sowie noch 0 bis
75 Gew.-% eines thermoplastischen Polyurethans enthalten kann. Bei
dem präpolymeren Isocyanat handelt es sich um ein reaktives
Polyurethanpräpolymer aus
- 1. einem aromatischen Diisocyanat und/oder
- 2. einem Präpolymeren dieses Isocyanats sowie aus
- 3. einem Polyether oder einem Polyester mit OH-Gruppen und
- 4. einem kurzkettigen Diol.
In dem einzigen Herstellungsbeispiel werden neben 516 g eines
Polyesterdiols noch 74 g Tripropylenglykol als Kettenverlänge
rungsmittel zugegeben. Das Präpolymere wird in einer einzigen Stufe
aus den Komponenten hergestellt und hat eine Viskosität von 50 bis
40 000 Pa·s bei 20°C. Der Schmelzklebstoff eignet sich zum Ver
kleben von thermoplastischen und duroplastischen Kunststoffen,
Schaumstoffen, lackierten Oberflächen, Holz- und Holzwerkstoffen,
Papier, Leder, Kunstleder, Gummi, Textilien, Non-woven-Materialien
und Metallen.
In der EP 0 340 906 wird ein Polyurethan-Schmelzklebstoff be
schrieben, der eine Mischung von mindestens 2 amorphen
Polyurethan-Präpolymeren enthält, die dem Schmelzklebstoff unter
schiedliche Glasumwandlungstemperaturen verleihen. Sie liegen ei
nerseits über und andererseits unter Raumtemperatur. Die
Präpolymeren werden aus Polyisocyanaten und unterschiedlichen
Diolen hergestellt, nämlich vorzugsweise Polyesterdiolen einerseits
und vorzugsweise Polyester-, Polyether- und anderen Polymer-Diolen
andererseits. Der Schmelzklebstoff wird entweder durch Mischen der
separat hergestellten Präpolymeren hergestellt oder durch die Her
stellung des zweiten Präpolymeren in dem ersten. Es werden in der
Regel bei Raumtemperatur opake Schmelzklebstoffe erhalten, die nach
dem Beispiel eine Viskosität von 91 Pa·s bei 130°C haben. Der
Polyurethan-Schmelzklebstoff wird zum Verkleben von Holz verwendet.
In der EP 0 369 607 wird ein feuchtigkeitshärtender Polyurethan-
Schmelzklebstoff beschrieben, der mindestens zwei Polyurethan-
Präpolymere enthält, wobei das erste Präpolymer eine Glasumwand
lungstemperatur über Raumtemperatur hat und das zweite Präpolymer
eine Glasumwandlungstemperatur darunter. Der Schmelzklebstoff wird
aus Polyisocyanat und verschiedenen Diolen hergestellt, nämlich aus
einem Polyetherdiol einerseits und einem Polyether-, Polyester- oder
Polybutadiendiol andererseits. Das Beispiel III enthält 8,5
Gew.-% eines Polyesterdiols. Der Polyurethan-Schmelzklebstoff soll
in einer oder in mehreren Stufen hergestellt werden können. In der
Regel ist er bei Raumtemperatur transparent und hat gemäß Beispiel
I nur eine Glasumwandlungstemperatur. Seine Viskosität liegt ent
sprechend den Beispielen zwischen 6,8 und 20 Pa·s bei 130°C. Der
Schmelzklebstoff wurde zum Verkleben von Holz, Plastik und Stoff
verwendet.
In der EP 0 472 278 wird ein Klebstoff aus einem
Polyalkylenetherdiol, einem Polyalkylenethertriol, einem
Polyesterpolyol und einem aliphatischen Isocyanat beschrieben. Es
handelt sich dabei um einen feuchtigkeitshärtenden Schmelzklebstoff
für Stoffe, Holz, Metall, Leder und Plastik.
In der EP 0 242 676 wird ein Verfahren zur Herstellung von
aromatenlöslichen, als Lackbindemittel geeigneten, freie
Isocyanatgruppen aufweisenden Polyurethanen beschrieben, die durch
Umsetzung von Diisocyanaten, Makropolyolen des Molekulargewichtes
500 bis 10 000 und niedermolekularen Polyolen des Molekularge
wichtes 62 bis 499 erhalten werden. Bei den letzteren handelt es
sich um stark verzweigte Diole wie z. B. 2,2,4-Trimethyl
pentandiol-1,3, dessen Hydroxylgruppen noch mit ein oder zwei
Ethoxy- oder Propoxyeinheiten verethert sein können. Die
Polyurethane liegen als Lösung vor und werden als Bindemittel in
feuchtigkeitshärtenden Einkomponentenlacken verwendet.
In der EP 0 511 566 wird ein feuchtigkeitshärtender Polyurethan-
Schmelzklebstoff beschrieben, der aus a) einer bei Raumtemperatur
flüssigen Polyolkomponente mit einem mittleren Molekulargewicht von
500 bis 5000 und b) einer bei Raumtemperatur kristallinen
Polyolkomponente mit einem Molekulargewicht von 500 bis 10 000 so
wie einem Gemisch aus einer Polyisocyanat-Komponente mit 2 unter
schiedlich reaktiven NCO-Gruppen und einer Diisocyanatkomponente
mit einer NCO-Reaktivität gegenüber Hydroxygruppen, die größer ist
die der weniger reaktiven NCO-Gruppen der Polyisocyanat-Komponente
mit zwei unterschiedlich reaktiven NCO-Gruppen. Die Schmelzkleb
stoffe werden vorzugsweise zum Verkleben von Glas und Glas-Kunst
stoff-Verbunden verwendet.
In der EP 0 455 400 wird ein feuchtigkeitshärtender Polyurethan-
Schmelzklebstoff beschrieben, der im wesentlichen aus folgender
Mischung besteht:
- a) 10 bis 90 Gew.-Teile eines ersten Polyurethan-Präpolymeren aus Polyhexamethylenadipat und
- b) 90 bis 10 Gew.-Teilen eines zweiten Polyurethan-Präpolymeren aus Polytetramethylenglykol mit einem Molekulargewicht Mn von mindestens 500.
Dieser Schmelzklebstoff eignet sich zum Verkleben von einigen syn
thetischen Polymeren, Holz, Papier, Leder, Gummi, Textilien ein
schließlich Non-wovens, und Metallen.
Es ist auch bekannt, feuchtigkeitshärtende Polyurethan-
Schmelzklebstoffe in der Schuhindustrie zu verwenden.
So wird in der EP 0 125 008 ein Verfahren zum Verbinden einer Sohle
mit einem Schuhoberteil beschrieben. Das Polyurethan wurde aus ei
nem Diisocyanat, einem Hydroxypolyester und einem monofunktionellen
Reaktanten hergestellt, wobei der monofunktionelle Reaktant vor
zugsweise ein aliphatischer Alkohol mit 4 bis 14 Kohlenstoffatomen
und einem Siedepunkt über 100°C ist. Nach dem Auftrag des Kleb
stoffs und vor der eigentlichen Verklebung durch Erwärmen und
Pressen wird der Klebstoff der Luftfeuchtigkeit ausgesetzt, um die
Ketten zu verlängern. Dazu sind 10 bis 15 Minuten bei 80 bis 110°C
und eine Feuchtigkeit, die einem Taupunkt von 40 bis 60°C ent
spricht, sowie eine anschließende Behandlung bei atmosphärischer
Feuchtigkeit für 10 Minuten bis 18 Stunden notwendig.
Ein weiteres Verfahren zur Befestigung einer Sohle an einem Schuh
ist in der EP 0 223 562 beschrieben. Zunächst wird ein
feuchtigkeitshärtender lösungsmittelfreier Schmelzklebstoff auf die
Sohle und/oder das Schuhobermaterial aufgebracht, dann wird die
Klebstoffbeschichtung einer Heißhärtung mit Feuchtigkeit unter
zogen, bis schließlich Sohle und Schuhobermaterial zusammengepreßt
werden.
In der DE 26 09 266 wird ebenfalls ein Verfahren zum Verbinden von
Schuhsohlen mit Schuhoberteilen beschrieben. Der Schmelzklebstoff
wurde hergestellt durch Umsetzung eines Diisocyanats mit einem po
lymeren Polyol mit einem kristallinen Schmelzpunkt im Bereich von
40 bis 90°C. Nach dem Auftrag des Schmelzklebstoffs wird dieser
z. B. mit Wasser in Kontakt gebracht und der so behandelte Überzug
dann in einem durch Wärme erweichten Zustand gegen eine damit ver
trägliche Oberfläche gepreßt.
Schließlich sei auch noch auf die ältere, aber nicht vorveröffent
lichte Anmeldung mit dem Aktenzeichen PCT/EP93/03216 hingewiesen.
Dort ist von einem Kettenverlängerer keine Rede.
Die bekannten feuchtigkeitshärtenden Polyurethan-Schmelzklebstoffe
weisen jedoch gravierende Nachteile bei ihrer Anwendung in der
Schuhindustrie auf, die einer wirtschaftlichen Anwendung im breiten
Umfang bisher entgegenstanden:
- - Der Klebstoff sollte möglichst keine giftigen Stoffe enthalten, insbesondere keine Lösungsmittel.
- - Es sollte bei einer Temperatur aufgetragen werden können, die für die Schuhmaterialien nicht zu hoch ist.
- - Die zu verbindenden Schuhmaterialien sind vor allem Leder und Gummi.
- - Der Klebstoff sollte bei der Applikationstemperatur ein geeig netes Fließverhalten und eine gute Benetzung haben, so daß er problemlos aufgetragen werden kann.
- - Die Klebeverbindung sollte von Anfang an eine ausreichende Fe stigkeit für die weitere Verarbeitung haben. Das gilt insbe sondere für die Kriechfestigkeit und die Anfangsfestigkeit, wobei die Aushärtung in angemessener Zeit und möglichst unter Umgebungsbedingungen erfolgen sollte. Das heißt, der Klebstoff sollte innerhalb weniger Minuten so weit aushärten, daß seine Oberfläche nicht mehr klebrig ist, damit beschichtete Sohlen und Schuhoberteile nach dem Abkühlen problemlos gehandhabt und gelagert werden können, ohne daß sie zusammenkleben. Auch sollte die Bindung zwischen der Sohle und dem Schuhoberteil von Anfang an so fest sein, daß sie sich weder sofort noch nach einer Lagerung infolge geringer, aber ständiger Kräfte löst. Es muß also eine ausreichende Anfangsfestigkeit und vor allem eine hohe Kriechfestigkeit innerhalb der Taktzeiten der Schuhpro duktion erzielt werden. Wünschenswert ist eine Aushärtung un ter normalen Umgebungsbedingungen der Sohlenlagerung (20 ± 5°C, ca. 10% relative Luftfeuchtigkeit) in möglichst 24 Stunden, jedoch spätestens in 7 Tagen.
- - Die Klebeverbindung sollte beim Gebrauch ausreichend fest und flexibel sein. Insbesondere ist die Kälteflexibilität von Be deutung.
Die erfindungsgemäße Aufgabe besteht also darin, einen
feuchtigkeitshärtenden Polyurethan-Schmelzklebstoff für die Schuh
industrie bereitzustellen, der mit Maschinen auftragbar ist, die in
der Schuhproduktionslinie integriert sind, die keine Vorvernetzung
mit Dampf und keine Trocknung in einem Klimakanal enthalten. Dazu
müssen sie insbesondere eine hohe Kriechfestigkeit bei ausreichen
der Anfangsfestigkeit und Endfestigkeit in angemessener Zeit er
reichen. Die übrigen Verarbeitungs- und Gebrauchseigenschaften
sollten nicht verschlechtert werden. Das gilt insbesondere für die
Giftigkeit und Kälteflexibilität.
Die erfindungsgemäße Lösung ist den Patentansprüchen zu entnehmen.
Sie besteht in einem feuchtigkeitshärtenden Polyurethan-
Schmelzklebstoff der folgende Komponente enthält:
- A) mindestens ein Polyurethan-Präpolymer aus
- a) mindestens einem Polyisocyanat,
- b) mindestens einem Polyalkylenglykol in einer Konzentration von mehr als 10 Gew.-%, bezogen auf den Schmelzklebstoff insgesamt,
- c) mindestens einem Polyesterglykol und
- d) mindestens einem Kettenverlängerer sowie
- B) gegebenenfalls Zusätzen wie
- d) ein Harz und
- e) einen Stabilisator.
Unter einem "Polyurethan-Präpolymer" ist ein Oligourethan mit
Isocyanat-Gruppen zu verstehen, das als Zwischenstufe zu den
vernetzten Polyurethanen anzusehen ist. Mit "mindestens" ein
Polyurethan-Präpolymer ist gemeint, daß der Klebstoff mindestens
ein Maximum in der Verteilungskurve der Molekulargewichte hat. In
der Regel entspricht deren Anzahl der Anzahl der separat herge
stellten Präpolymere, aus denen sich bei rein physikalischer Mi
schung der Polyurethan-Schmelzklebstoff ergibt. Die obere Grenze
der Anzahl der Präpolymeren liegt also aus Praktikabilitätsgründen
bei 3.
Unter einem "Polyisocyanat" ist eine niedermolekulare Verbindung
mit 2 oder 3 Isocyanat-Gruppen zu verstehen. Die Diisocyanate wer
den bevorzugt, sie können aber bis zu ca. 10 Gew.-% an
trifunktionellem Isocyanat enthalten. Mit steigendem Gehalt an
trifunktionellem Isocyanat ist allerdings mit ungewollten
Vernetzungen sowohl bei der Herstellung als auch bei der Verwendung
des Schmelzklebstoffs zu rechnen. Neben aliphatischen und cy
cloaliphatischen Polyisocyanaten kommen vor allem aromatische
Polyisocyanate in Frage. Konkrete Beispiele sind: Toluol
diisocyanat, Diphenylmethandiisocyanat und deren Mischungen. Unter
Diphenylmethandiisocyanat wird sowohl das 4,4′- als auch das 2,4′-
Diphenylmethandiisocyanat verstanden. Vorzugsweise sollte das
2,4′-Isomere aber nicht mehr als 50 Gew.-% ausmachen. Es werden
vorzugsweise ein oder zwei verschiedene Polyisocyanate eingesetzt.
Vor allem wird reines 4,4′-Diphenylmethandiisocyanat verwendet.
Seine Mischung mit dem 2,4′-Isomeren beeinflußt unter anderem den
Gehalt an nicht umgesetztem Diisocyanat, die thermische Stabilität
sowie die Länge der Reaktivierbarkeit des Klebstoff-Films. Der An
teil des Polyisocyanates im Schmelzklebstoff sollte 15 bis 35,
vorzugsweise 20 bis 30 Gew.-% betragen.
Unter einem "Polyalkylenglykol" wird ein linearer Polyether mit 2
OH-Gruppen verstanden. Er hat vorzugsweise die allgemeine Formel
HO(-R-O)m-H, wobei R ein Kohlenwasserstoffrest mit 2 bis 4 C-Atomen
ist. Es kommen auch Copolymere in Frage, und zwar sowohl Blockpo
lymere als auch statistische Copolymere. Konkrete
Polyalkylenglykole sind: Polyethylenglykol, Polytetramethylenglykol
und vor allem Polypropylenglykol (R = -CH₂-CH(CH₃)-) vorzugsweise
wird nur eine Art von Polyalkylenglykolen eingesetzt. Es können
aber auch Mischungen verwendet werden aus 2 bis 3
Polyalkylenglykolen, die sich in ihrem mittleren Molekulargewicht
oder in der Art ihrer Bausteine unterscheiden.
Die Menge des einzusetzenden Polyalkylenglykols - insbesondere des
Polypropylenglykols - beträgt mindestens 10 Gew.-%, vorzugsweise 10
bis 70 und insbesondere 15 bis 35 Gew.-%, jeweils bezogen auf den
Polyurethan-Schmelzklebstoff insgesamt.
Vor allem ist reines Polypropylenglykol interessant. Sein mittleres
Molekulargewicht sollte in der Regel zwischen 250 und 1000, vor
zugsweise zwischen 350 und 600 und ganz besonders zwischen 400 und
450 liegen. (Gemeint ist das Zahlenmittel aufgrund von OH-
Bestimmungen). Außerhalb des angegebenen Bereiches tritt eine
deutliche Verringerung der positiven Wirkungen ein. Diese liegen
unter anderem in der hohen Anfangsfestigkeit (= Festigkeit vor der
Härtung), in der hohen Kriechfestigkeit (= Formbeständigkeit unter
Einfluß von kleinen aber ständigen Kräften) und in den guten
Fließeigenschaften bei den Anwendungstemperaturen.
Für diesen Zweck können unter Umständen auch andere Polymerdiole
außerhalb des bevorzugten Bereiches eingesetzt werden, z. B.
Polyesterdiole mit dem gleichen Molekulargewicht oder
Tetraethylenglykol in der gleichen Menge wie Polypropylenglykol,
vorzugsweise sollte die Menge dieser Polymerdiole, die außerhalb
der bevorzugten Bereiche liegen, nicht größer als die der bevor
zugten Polyalkylenglykole sein.
Unter einem "Polyesterglykol" wird ein Polyester mit 2 OH-Gruppen
verstanden, vorzugsweise mit 2 endständigen OH-Gruppen. Sie werden
auf bekanntem Wege hergestellt, sei es aus
- a) aliphatischen Hydroxycarbonsäuren oder aus
- b) aliphatischen Dicarbonsäuren mit 6 bis 12 C-Atomen und - ins besondere geradzähligen - Diolen mit 4 bis 8 C-Atomen.
Natürlich können auch entsprechende Derivate eingesetzt werden,
z. B. Lactone, Methylester oder Anhydride. Konkrete Ausgangsprodukte
sind: 1,4-Butandiol, 1,4-Hexandiol, Adipin-, Azelain-, Sebazinsäure
und Lacton. Die Säurekomponente kann bis zu 25 Mol-% einer anderen
Säure enthalten, z. B. Cyclohexandicarbonsäure, Terephthalsäure und
Isophthalsäure. Die Glykolkomponente kann bis zu 15 Mol-% eines
anderen Diols enthalten, z. B. Diethylenglykol, 1,4-
Cyclohexandimethanol. Neben Homopolymeren aus obigen Bausteinen
sind vor allem Copolyester aus den folgenden Bausteinen oder deren
Derivate wichtig:
- 1. Adipinsäure, Isophthalsäure, Phthalsäure und Butandiol,
- 2. Adipinsäure, Phthalsäure und Hexandiol,
- 3. Adipinsäure, Isophthalsäure, Phthalsäure, Ethylenglykol, Neopentylglykol und 3-Hydroxy-2,2-dimethylpropyl-3-hydroxy- 2,2-dimethylpropanoat und
- 4. Adipinsäure, Phthalsäure, Neopentylglykol und Ethylenglykol.
Der Copolyester aus Adipinsäure, Isophthalsäure, Phthalsäure und
Butandiol ist teilweise kristallin und hat eine hohe Viskosität. Er
führt daher zu hohen Anfangsfestigkeiten. Der Copolyester aus
Adipinsäure, Phthalsäure und Hexandiol hat eine niedrige Glasüber
gangstemperatur und führt daher zu einer verbesserten Kälteflexi
bilität.
Die Polyesterglykole sind also flüssig oder fest. Wenn sie fest
sind, sind sie vorzugsweise amorph. Sie können aber auch schwach
kristallin sein. Vorzugsweise wird eine Mischung aus teilweise
kristallinen und amorphen Polyestern eingesetzt. Die Kristallinität
ist allerdings so wenig ausgeprägt, daß sie sich in dem fertigen
Schmelzklebstoff nicht durch Trübung bemerkbar macht. Der Schmelz
punkt der teilkristallinen Polyester liegt im Bereich von 40 bis
70°C, vorzugsweise im Bereich von 45 bis 65°C. Der Schmelzpunkt
gibt die Temperatur an, bei der die kristallinen Bereiche des Ma
terials schmelzen. Er wird differential-thermoanalytisch bestimmt
durch den Endotherm-Hauptpeak. Vorzugsweise wird ein
Polybutandioladipat mit einem Molekulargewicht von etwa 3500 und
einem Schmelzpunkt von etwa 50°C als teilweise kristallines Poly
esterglykol verwendet.
Das mittlere Molekulargewicht des Polyesterglykols (Mn) sollte
zwischen 1500 und 30 000 liegen, vorzugsweise zwischen 2500 und
6000. Es wird aus der OH-Zahl berechnet. Das Molekulargewicht des
Polyesterglykols ist von gewisser Bedeutung: Mit zunehmendem Mole
kulargewicht wird die Extrusion des Schmelzklebstoffs und die Pe
netration in Leder erschwert, mit abnehmendem Molekulargewicht wird
der Schmelzklebstoff bei Raumtemperatur nicht genügend fest.
Die Polyesterglykole haben eine Glasumwandlungstemperatur (Tg) im
Bereich von vorzugsweise -40°C bis +50°C und insbesondere im Be
reich von -40 bis +40°C. Die Tg wird aufgrund von DSC-Messungen
mit einer Geschwindigkeit von 10°C/Min. im zweiten Lauf als Mit
telpunkt der Stufe bestimmt.
Zu den besonders geeigneten Polyesterglykolen gehören solche mit
einer Glasübergangstemperatur von etwa -40°C bis +40°C, mit einer
Viskosität von etwa 3000 bis etwa 30 000 mPa·s bei 130°C
(Brookfield, RVDV II + Thermosel) und mit einer Hydroxylzahl von
etwa 27 bis 60.
Vorzugsweise wird ein Gemisch aus 2 bis 6, insbesondere 2 bis 4
Polyesterglykolen mit unterschiedlicher Glasumwandlungstemperatur
eingesetzt. Zumindest ein Polyesterglykol sollte eine Glasumwand
lungstemperatur unter und einer über 0°C haben, wobei die
Glasumwandlungstemperatur mindestens 10, vorzugsweise mindestens
30°C auseinander liegen. Der Anteil der Polyesterglykole mit der
niedrigen Glasumwandlungstemperatur sollte im Bereich von 30 bis
100 Gew.-%, vorzugsweise von 50 bis 90 Gew.-% liegen, bezogen auf
die Gesamtmenge an Polyesterglykol.
Unter "Kettenverlängerer" sind Verbindungen mit mehreren - insbe
sondere zwei - funktionellen Gruppen wie -OH, -SH, -COOH und/oder
Amin zu verstehen, die ein relativ niedriges Molekulargewicht ha
ben. Im Falle von aromatischen Kettenverlängerern liegt es unter
500, bei aliphatischen Kettenverlängerern unter 300, vorzugsweise
in beiden Fällen unter 250, insbesondere unter 200. Als konkrete
Verbindungen seien beispielhaft genannt:
- - aromatische Kettenverlängerer wie 1,4- Bis-(β-hydroxy-ethoxy-)benzol und ethoxyliertes und/oder propoxyliertes Bisphenol A (= 2,2-(4,4′- Dihydroxydiphenyl)-dimethylmethan,
- - übliche gesättigte und ungesättigte Glykole wie Ethylenglykol oder Kondensate des Ethylenglykols, Butandiol-1,3, Butandiol-1,4, Butandiol-2,3, Propandiol-1,2, Propandiol-1,3, Neopentylglykol, Hexandiol-1,6, Bis-hydroxymethyl-cyclohexan, Dioxyethoxyhydrochinon, Terephthalsäure-bis-glykolester, Bernsteinsäure-di-2-hydroxyethylamid, Bernsteinsäure-di-N- methyl-(2-hydroxy-ethyl)amid, 1,4-Di(2-hydroxy methyl-mercapto)-2,3,5,6-tetrachlorbenzol, 2- Methylenpropandiol-(1,3),2-Methylpropandiol-(1,3), Thiodiglykol,
- - aliphatische, cycloaliphatische und aromatische Diamine wie Ethylendiamin, Hexamethylendiamin, 1,4-Cyclohexylendiamin, Piperazin, N-Methyl-propylendiamin, Diaminodiphenylsulfon, Diaminodiphenylether, Diaminodiphenyldimethylmethan, 2,4- Diamino-6-phenyltriazin, Isophorondiamin, Dimerfettsäurediamin, Diaminodiphenylmethan oder die Isomeren des Phenylendiamins. Weiterhin auch Carbohydrazide oder Hydrazide von Dicarbonsäuren,
- - Aminoalkohole wie Ethanolamin, Propanolamin, Butanolamin, N- Methylethanolamin, N-Methyl-isopropanolamin; Diethanolamin, Triethanolamin sowie Di- oder Tri(Alkanolamine) sowie deren Alkoxylierungsprodukte,
- - aliphatische, cycloaliphatische, aromatische und heterocyclische Mono- und Diaminocarbonsäuren wie Glycin, 1- und 2-Alanin, 6-Aminocapronsäure, 4-Aminobuttersäure, die iso meren Mono- und Diaminobenzoesäuren, die isomeren Mono- und Diaminonaphtheosäuren,
- - Wasser.
Zur Einstellung eines geringen definierten Verzweigungsgrades kön
nen auch höherfunktionelle Kettenverlängerer in geringen Mengen
eingesetzt werden, wie z. B. Trimethylololpropan oder Glycerin.
Im allgemeinen werden die Kettenverlängerer in Mengen von 0,1-16,
vorzugsweise 1-8 Gew.-% zugegeben. Bei niedrigeren Konzentrati
onen nimmt der Effekt deutlich ab, bei höheren können unerwünschte
Veränderungen bezüglich Haftung und Flexibilität auftreten. Natür
lich können auch Mischungen von Kettenverlängerern eingesetzt wer
den.
Mit dem Zusatz des Kettenverlängerers wird vor allem die Kriechbe
ständigkeit bei der Sohlenverklebung unmittelbar nach dem
Verpressen - also im noch nicht abgebundenen Zustand - verbessert.
Der Klebstoff muß nämlich nach dem Fügevorgang elastischen Rück
stellkräften standhalten. So wird z. B. die Sohle beim Verpressen
verformt und daher wirken auf die Fügenaht und auf den Klebstoff
Rückstellkräfte ein. Bei unzureichender Anfangsfestigkeit und
Kriechbeständigkeit öffnet sich die Fuge, so daß ein Spalt ent
steht. Bei Schuhboden/Sohlen-Konstruktionen mit verdeckter Fügenaht
ist dieser Klebefehler nicht unmittelbar sichtbar. Die Verklebung
wird in solchen Fällen jedoch durch die Verformung und die Span
nungsbelastung während der Aushärtung stark geschwächt. Dieser
Nachteil wird durch die Verwendung von Kettenverlängerern verhin
dert.
Die Kriechfestigkeit des Schmelzklebstoffes (= Formbeständigkeit
der Verklebung gegen irreversible Verformung bei Einwirkung ge
ringer Kräfte über längere Zeit) wird nicht nur durch die Poly
esterglykole, sondern auch durch den Zusatz eines Kohlenwasser
stoffharzes verbessert. Darunter werden Petroleum-, Kohlenteer- und
Terpenharze verstanden. Sie haben im allgemeinen ein Molekularge
wicht von weniger als 2000. Bevorzugte Kohlenwasserstoffharze sind
modifizierte aromatische Kohlenwasserstoff-Harze, Terpen-Harze wie
z. B. α- und β-Pinen- Polymere, niedermolekulare Polystyrole wie
etwa Poly-α-methylstyrol, Kolophoniumester und Cumaron/Inden-Harze.
Natürlich wirken diese Stoffe auch als Klebrigmacher.
Ihr Gewichtsanteil am Schmelzklebstoff beträgt 0 bis 15, insbeson
dere 3 bis 10 Gew.-%.
Mit den Stabilisatoren sind Zusätze gemeint, die die physikalischen
Eigenschaften möglichst konstant halten sollen, insbesondere die
Schmelzviskosität und die Farbe. Dazu kann mindestens einer der
folgenden beispielhaft genannten Stoffe verwendet werden: Phos
phorsäure, phosphorige Säure und Toluol-sulfonyl-isocyanat. Zweck
mäßigerweise werden 0 bis 0,5, insbesondere 0,01 bis 0,1 Gew.-% des
Stabilisators Toluol-sulfonyl-isocyanat zugesetzt.
Zur Beschleunigung der Härtungsreaktion können die bekannten
Polyurethan-Katalysatoren zugesetzt werden, z. B. Diorganozinn-
Verbindungen wie etwa Dibutylzinn-dilaurat oder eine
Mercaptozinn-Verbindung. Ihre Menge reicht von 0 bis 1,5, insbe
sondere von 0,5 bis 1 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des
Präpolymers.
Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Schmelzklebstoffe je
doch keinerlei Lösungsmittel. Darunter werden inerte, organische
Verbindungen mit einem Siedepunkt bis zu 200°C bei Normaldruck
verstanden. Die erfindungsgemäßen Schmelzklebstoffe enthalten
ferner vorzugsweise keine inerten Füllstoffe wie z. B. Tone,
Carbonate und Titandioxid.
Der erfindungsgemäße Schmelzklebstoff wird aus den obigen Kompo
nenten, vorzugsweise folgendermaßen zusammengesetzt:
- a) 15 bis 35 Gew.-% an Polyisocyanat,
- b) 10 bis 70, insbesondere 15 bis 35 Gew.-% an Polyalkylenglykol,
- c) 5 bis 65, insbesondere 30 bis 50 Gew.-% an Polyesterglykol,
- d) 0,1 bis 16, vorzugsweise 1 bis 8 Gew.-% an Kettenverlängerern,
- e) 0 bis 15, insbesondere 3 bis 10 Gew.-% an Harz und
- f) 0 bis 0,5, insbesondere 0,01 bis 0,1 Gew.-% an Stabilisator.
Wichtig ist aber nicht nur der Gewichtsbereich der einzelnen Kom
ponenten, sondern auch ihr Gewichtsverhältnis zueinander. So sollte
das Verhältnis der reaktiven Gruppen NCO : OH 1,1 : 1 bis 2 : 1
betragen, insbesondere 1,15 : 1 bis 1,5 : 1. Das für eine konkrete
Klebstoffzusammensetzung zu wählende NCO : OH-Verhältnis ist so zu
wählen, daß der Schmelzklebstoff ein brauchbares Molekulargewicht
hat, d. h. es sollte hoch genug sein, um eine gute Anfangsfestigkeit
zu ergeben, andererseits aber niedrig genug sein, damit die
Viskosität - auch ohne Lösungsmittel - ausreichend niedrig sowohl
bei der Herstellung als auch bei der Anwendung ist. Außerdem sollte
der Schmelzklebstoff noch mindestens 0,5 bis 3, vorzugsweise 1,0
bis 2 g an freien NCO-Gruppen pro 100 g Schmelzklebstoff haben, um
eine ausreichende Härtung mit Feuchtigkeit zu ergeben. Der NCO-
Gehalt wird bestimmt durch Titration.
Die Schmelzviskosität des erfindungsgemäßen Polyurethan-
Schmelzklebstoffes liegt im allgemeinen im Bereich von 10 bis 300
Pas, vorzugsweise im Bereich von 20 bis 100. Die Schmelzviskosität
wird bei 130°C nach Brookfield gemessen, indem man die Probe 15
min bei 130°C vorwärmt und anschließend den Wert abliest.
Die Art und die Menge der einzelnen Komponenten ist außerdem auch
so zu wählen, daß sie verträglich sind. Ein Anzeichen dafür ist
darin zu sehen, daß das Polyurethan-Präpolymer vorzugsweise nur
eine Glasumwandlungstemperatur (Tg) im DSC-Diagramin hat. Maßgeblich
ist dabei der zweite Lauf bei einer Temperaturerhöhung von
10°C/Min.
Das Polyurethan-Präpolymer gemäß der Erfindung kann sowohl in einer
Stufe als auch in mehreren Stufen hergestellt werden. Bei dem
mehrstufigen Verfahren wird z. B. zunächst das Polyisocyanat mit dem
Polyalkylenglykol, dem Kettenverlängerer bzw. mit dem Polyester
glykol separat umgesetzt und dann die Umsetzungsprodukte miteinan
der gemischt. Möglich ist auch die Umsetzung des Polyisocyanats
zunächst nur mit dem Polyalkylenglykol, dem Kettenverlängerer oder
nur dem Polyesterglykol und die weitere Umsetzung dieses Vorpro
duktes in Gegenwart aller übrigen Reaktionsteilnehmer.
Vorzugsweise wird jedoch das Polyurethan-Präpolymer gemäß der Er
findung im Einstufenverfahren hergestellt. Dazu werden die Poly
ester- und Polyalkylenglykole sowie der Kettenverlängerer zunächst
gemischt und dann 60 Min. bei 110 bis 130°C unter Vakuum
dehydratisiert. Nach Abkühlung der Mischung auf etwa 90°C wird
dann das Polyisocyanat zugesetzt. Das Reaktionsgemisch wird wie
derum auf 110 bis 130°C erwärmt. Wenn kein Katalysator zugesetzt
wird, dauert es im allgemeinen ca. 60 Min., bis unter Vakuum die
Umsetzung praktisch beendet ist, d. h. OH-Gruppen nicht mehr nach
weisbar sind, bzw. höchstens einer Menge von 2 g/100 g Präpolymer
vorhanden sind, oder aber die gewünschte Viskosität erreicht ist.
Falls die gewünschten Zusätze nicht bereits während der Bildung des
Polyurethan-Präpolymers zugesetzt wurden, müssen sie nun zugesetzt
und homogenisiert werden.
Da das Polyurethan-Präpolymer reaktive NCO-Gruppen aufweist, ist
der Polyurethan-Schmelzklebstoff gegenüber Feuchtigkeit aus der
Luft empfindlich. Es ist daher erforderlich, ihn während der Lage
rung gegen Feuchtigkeit zu schützen. Dazu wird er zweckmäßigerweise
in einem verschlossenen, trockenen und feuchtigkeitsundurchlässigen
Behälter aus Aluminium, Weißblech oder Verbundfolien aufbewahrt.
Der erfindungsgemäße Schmelzklebstoff zeichnet sich im wesentlichen
durch folgende wertvolle Eigenschaften aus:
- - Er enthält kein Lösungsmittel. Die Konzentration des nicht um gesetzten MDIs beträgt weniger als 2,0%, insbesondere weniger als 1,0 Gew.-%.
- - Er ist bei der Lagerung stabil, d. h. es findet keine Entmischung statt. Er ist bei der Auftragungstemperatur von z. B. 170°C relativ stabil, d. h. die Schmelzviskosität schwankt in einem Bereich von ± max. einem Drittel, vorzugsweise einem Fünftel des Ausgangswertes innerhalb von 4 Stunden.
- - Er läßt sich bei 110 bis 180°C leicht als frei fließende Schmelze auftragen.
- - Sowohl Gummi als auch Leder werden ausreichend benetzt, und der Schmelzklebstoff dringt sogar relativ tief in faserige Mate rialien ein.
- - Vor der Verfestigung bleibt genügend Zeit zur relativen Positionierung der Fügeteile.
- - Beim Abkühlen unter den Umgebungsbedingungen entstehen sofort Bindungen mit einer hohen Anfangsfestigkeit und einer hohen Kriechfestigkeit. Auch sind die Schichten nach der Abkühlung nicht klebrig.
- - Innerhalb der üblichen Lagerzeiten für Schuhhalbfabrikate wer den annehmbare Festigkeiten erreicht. Die Verklebungen sind außerdem auch bei tiefen Temperaturen flexibel.
- - Die Verklebung ist transparent.
- - Die Verklebung ist nach der Aushärtung sehr beständig gegenüber Wasser.
Aufgrund dieser positiven Eigenschaften eignen sich die
erfindungsgemäßen Schmelzklebstoffe zur Verklebung vieler Sub
strate, insbesondere zur Verklebung von offenporigen Materialien
wie Holz, Leder oder Textilien, z. B. Geweben oder Nonwovens.
Besonders gute Klebeergebnisse erhält man dabei, wenn der Schmelz
klebstoff mit einer Temperatur von 150°C bis 200°C, vorzugsweise
170°C bis 190°C auf vorgewärmte Substrate aufgetragen wird. Die
Oberfläche des Substrates sollte eine Temperatur von 40 bis 180°C,
insbesondere von 60 bis 100°C haben. Wird z. B. der Klebstoff mit
einer Temperatur von 180°C auf Leder aufgetragen, das auf eine
Temperatur von 80°C vorgeheizt wurde, werden nach Aushärtung des
Klebstoffes Schälwerte zwischen 5 und 30 N/mm gemessen. Wird der
Klebstoff mit 180°C auf Leder aufgetragen, welches Raumtemperatur
hat, liegen die Schälwerte nur bei 1 bis 5 kg/cm, je nach Festig
keit und Faserstruktur des Leders.
Derselbe positive Effekt wird erreicht, wenn das bereits mit dem
Klebstoff beschichtete Substrat auf 80 bis 180°C, vorzugsweise 120
bis 150°C nachgeheizt wird oder die Erhitzung des Materials par
allel zum Klebstoffauftrag erfolgt.
Als Heizquelle kommen insbesondere in Frage:
IR-Strahlen, Mikrowellen, Kontaktwärme oder heiße Luft und Wasser dampf.
IR-Strahlen, Mikrowellen, Kontaktwärme oder heiße Luft und Wasser dampf.
Der positive Effekt wird durch die tiefere Penetration des
Schmelzklebstoffes in das offenporige Material und die Verfestigung
des Materials durch den Klebstoff nach der Aushärtung erreicht. Als
ein weiterer Effekt können bei dieser Methode des Klebstoffge
brauches auch Reaktionen des Schmelzklebstoffes mit freien -OH- oder
-NH₂-Gruppen in den faserigen Materialien wie Textil sowie mit
dem darin befindlichen Wasser während des Prozesses des Erwärmens
auftreten und so zu einer chemischen Verbindung im Material führen.
Daher eignen sich die erfindungsgemäßen Klebstoffe vorzugsweise zur
Verwendung in der Schuhindustrie, insbesondere in Auftragsmaschi
nen, die in die Schuhproduktionslinie integrierbar sind, die keine
Vorvernetzungsstufe mit Dampf bzw. Trockenkanal enthält.
Mit "Schuh" ist die äußere Fußbekleidung gemeint, und zwar nicht
nur das verkaufsfähige Endprodukt, sondern auch die Zwischenpro
dukte dafür.
Mit "Sohle" ist die Schuhlauffläche gemeint, wobei die Absätze mit
eingeschlossen sind.
Die erfindungsgemäßen Schmelzklebstoffe eignen sich besonders vor
teilhaft zum Befestigen von Sohlen an Schuhoberteilen, darüber
hinaus aber auch zum Befestigen von unter Spannung stehenden Sub
straten und zum Verkleben von Leder.
Gegenstand der Erfindung ist daher auch die Verwendung der
erfindungsgemäßen Klebstoffe zum Befestigen von Sohlen am
Schuhobermaterial, insbesondere aus Leder, und zwar in folgenden
Arbeitsschritten:
- 1. Gegebenenfalls Vorbehandlung der Sohle und/oder des Schuhober materials, z. B. durch Aufrauhen, Grundieren, Halogenieren, Ab wischen mit Lösungsmitteln usw.,
- 2. Auftrag einer Schicht des Schmelzklebstoffes bei 110 bis 180°C auf mindestens eine der zu befestigenden Flächen, wobei die andere entweder keinen Klebstoff zu enthalten braucht oder aber einen Lösungsmittelklebstoff bzw. einen Dispersionsklebstoff,
- 3. Zusammendrücken der zu verklebenden Flächen und
- 4. gegebenenfalls Kühlen der zu verklebenden Fläche.
Vor dem Auftrag des erfindungsgemäßen Schmelzklebstoffes werden die
Sohle bzw. das Schuhobermaterial zweckmäßigerweise vorbehandelt.
Dabei handelt es sich um bekannte Methoden wie z. B. Aufrauhen, Ab
wischen mit Lösungsmitteln oder Grundieren mit einem Primer oder
Halogenieren von bestimmten Gummikomponenten.
Der Schmelzklebstoff enthält beim Auftragen vorzugsweise kein Lö
sungsmittel.
Der Klebstoff wird vorzugsweise mit einer Auftragsmaschine in einer
Dicke von 0,05 bis 0,7 mm aufgetragen. Nach dem Auftrag einer
Schicht des Schmelzklebstoffes und vor dem Zusammendrücken der zu
verklebenden Flächen kann der Schmelzklebstoff auch abgekühlt und
das vorgefertigte Material gelagert werden, solange eine Aushärtung
vermieden wird. Vor dem Zusammendrücken ist dann die Probe wieder
auf 110 bis 180°C zu erwärmen, wenn der Klebstoff nur auf ein
Substrat appliziert wurde, und auf 50 bis 100°C, wenn beide Sub
strate mit Klebstoff beschichtet wurden.
Die Aushärtung kann unter verschiedenen Bedingungen durchgeführt
werden. Insbesondere sind sie durch Einwirkung von Feuchtigkeit aus
der Luft erreicht. Dazu sollte die relative Luftfeuchtigkeit mehr
als 25% bei 20°C betragen. Unter diesen Bedingungen dauert die
Aushärtung mindestens 24 Stunden. Die Umgebungsbedingungen können
allerdings auch schwanken, z. B. im Bereich von 20 ± 5°C. Die re
lative Luftfeuchtigkeit sollte allerdings nicht weniger als 10%
betragen, um in einem Zeitraum von 3 bis 7 Tagen zu einer Aushär
tung zu kommen.
Bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Schmelzklebstoffes in der
Schuhindustrie ergeben sich folgende Vorteile:
- - Er ermöglicht ein System, welches ohne weiteres in die Produk tionslinie integrierbar ist.
- - Aufgrund der hohen Kriech- und Anfangsfestigkeit ermöglicht er eine deutlich höhere Produktivität.
- - Die Festigkeit der Verklebungen mit Leder ist überraschend gut.
- - Unter Umständen reicht ein einseitiger Auftrag, z. B. mit PU- Sohlen.
Gegenstand der Erfindung sind daher auch die unter Verwendung des
erfindungsgemäßen Klebstoffes hergestellten Schuhe.
Die Erfindung wird nun anhand von Beispielen im einzelnen erläu
tert.
Polyester A ist ein teilweise kristallines Copolyester-Glykol aus
Isophthalsäure, Butandiol, Phthalsäuredimethylester und
Adipinsäure. Polyester A besitzt ein Molekulargewicht von etwa
3500, eine Hydroxyl-Zahl von 27 bis 34, bestimmt nach DIN 53 240,
eine Glasübergangstemperatur von etwa -20°C, bestimmt mittels DSC,
und eine Viskosität bei 100°C von etwa 30 000 mPa·s und bei 130°C
von etwa 5000 mPa·s, bestimmt mit einem Brookfield-Viskosimeter
(LVT4).
Polyester B ist ein teilweise kristallines Copolyester-Glykol aus
Phthalsäuredimethylester, Adipinsäure und Hexandiol. Es besitzt ein
Molekulargewicht von etwa 3500, eine Hydroxyl-Zahl von 27 bis 34,
bestimmt nach DIN 53 240, eine Glasübergangstemperatur von etwa
-40°C, bestimmt mittels DSC, und eine Viskosität bei 130°C von
etwa 3000 mPa·s, bestimmt mit einem Brookfield-Viskosimeter (LVT4).
Polyester C ist ein festes amorphes Copolyester-Glykol aus Iso
phthalsäure, Neopentylglykol, Ethylenglykol, Adipinsäure, Phthal
säure und 3-Hydroxy-2,2-dimethylpropyl-3-hydroxy-2,2-dimethylpro
panoat. Es besitzt ein Molekulargewicht von etwa 3500, eine Hydro
xyl-Zahl von 31-39, bestimmt nach DIN 53 240, eine Glasübergangs
temperatur von etwa +30°C, bestimmt mittels DSC, und eine Visko
sität bei 130°C von etwa 30 000 mPa·s, bestimmt mit einem
Brookfield-Viskosimeter (LVT4).
Polyester I ist ein festes amorphes Copolyester-Glykol mit einem
Molekulargewicht von etwa 3500, einer Hydroxyl-Zahl von 27-34, be
stimmt nach DIN 53 240, einer Glasübergangstemperatur von etwa
20°C, bestimmt mittels DSC, und einer Viskosität bei 130°C von etwa
7000 mPa·s, bestimmt mit einem Brookfield-Viskosimeter (LVT4). Die
Polyester-Materialien sind im Handel zu beziehen durch Hüls AG,
Troisdorf, Deutschland.
Das Polypropylenglykol besitzt ein Molekulargewicht von etwa 425
und ist erhältlich bei Miles Inc., Pittsburgh, PA.
Das Diphenylmethan-4,4′-diisocyanat (MDI) ist erhältlich bei Miles
Inc., Pittsburgh.
Bei dem folgenden Beispiel wurde der Polyurethan-Klebstoffe herge
stellt durch etwa 60minütiges Dehydratisieren der angegebenen Men
gen an Butandiol-1,4, Polyesterglykol-Mischung und
Polypropylenglykol bei einer Temperatur von etwa 110 bis etwa
130°C unter Vakuum. Nach Kühlen auf etwa 90°C wurde die Mischung
mit der angegebenen Menge Diphenylmethan-4,4′-diisocyanat (MDI)
versetzt und bei einer Temperatur von etwa 110 bis 130°C unter
Vakuum etwa 60 Min. lang umgesetzt. Im Anschluß an die Reaktion
wurde das Präpolymer in einen feuchtigkeitsdichten Behälter gege
ben.
Zusammensetzung:
1150 g Polypropylenglykol
92 g Butandiol-1,4
575 g Polyesterdiol A
115 g Polyesterdiol B
115 g Polyesterdiol C
115 g Polyesterdiol I
1244 g MDI
1150 g Polypropylenglykol
92 g Butandiol-1,4
575 g Polyesterdiol A
115 g Polyesterdiol B
115 g Polyesterdiol C
115 g Polyesterdiol I
1244 g MDI
Die Viskosität wurde mit einem Brookfield Thermocell-Viskosimeter
gemessen: Nach 15minütigem Erwärmen eines Röhrchens mit der
Polyurethan-Schmelze auf die angegebenen Temperaturen wurde der
Wert abgelesen. Die Schmelzstabilität der Polyurethan-Schmelze
wurde durch Messen der Viskositätszunahme im Laufe von 2 Stunden
bei 170°C bestimmt. Nach 0 Min. wurde 18,3 Pas erhalten, nach 30
Min. 10,6, nach 60 Min. 10,8 und nach 120 Min. 11,5.
Claims (19)
1. Feuchtigkeitshärtender Polyurethan-Schmelzklebstoff, enthaltend
- A) mindestens ein Polyurethan-Präpolymer aus
- a) mindestens einem Polyisocyanat,
- b) mindestens einem Polyalkylenglykol in einer Konzentration von mehr als 10 Gew.-%, bezogen auf den Schmelzklebstoff insgesamt,
- c) mindestens einem Polyesterglykol und
- d) mindestens einem Kettenverlängerer sowie
- B) gegebenenfalls Zusätzen wie
- e) ein Harz und
- f) einen Stabilisator.
2. Schmelzklebstoff nach Anspruch 1 mit folgender Zusammensetzung:
- a) 15 bis 35 Gew.-% an Polyisocyanat,
- b) 10 bis 70, insbesondere 15 bis 35 Gew.-% an Polyalkylenglykol,
- c) 5 bis 65, insbesondere 30 bis 50 Gew.-% an Polyesterglykol,
- d) 0,1 bis 16, insbesondere 1 bis 8 Gew.-% an Kettenverlängerer
- e) 0 bis 15, insbesondere 3 bis 10 Gew.-% an Harz und
- f) 0 bis 0,5, insbesondere 0,01 bis 0,1 Gew.-% an Stabilisator.
3. Schmelzklebstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
das Polyisocyanat ein aromatisches Diisocyanat ist, insbesondere ein
Diisocyanat, ausgesucht aus der Gruppe Toluoldiisocyanat, 4,4′-Diphe
nylmethandiisocyanat und 2,4′′-Diphenylmethandiisocyanat sowie deren
Mischungen.
4. Schmelzklebstoff nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Polyalkylenglykol ein Polypropylenglykol ist, das ein Moleku
largewicht von 250 bis 1000, insbesondere 350 bis 600 und vorzugs
weise zwischen 400 und 425 hat.
5. Schmelzklebstoff nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, gekenn
zeichnet durch mindestens 2 Polyesterglykole mit unterschiedlicher
Glasumwandlungstemperatur nach DSC-Messungen (Tg).
6. Schmelzklebstoff nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Glasumwandlungstemperaturen im Bereich von -40 bis +50°C, insbeson
dere von -40 bis +40°C liegen, wobei eine Glasumwandlungstemperatur
unter und eine über 0°C liegt und wobei die Glastemperaturen minde
stens 10, vorzugsweise mindestens 30°C auseinander liegen.
7. Schmelzklebstoff nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Molekulargewichte der Polyesterglykole zwi
schen 1500 und 30 000 liegen, vorzugsweise zwischen 2500 und 6000,
und daß die Polyesterglykole flüssig, amorph und/oder schwach kri
stallin sind.
8. Schmelzklebstoff nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kettenverlängerer eine Verbindung mit mehreren
funktionellen Gruppen wie -OH, -SH und/oder Amin eingesetzt wird, die
ein Molekulargewicht von weniger als 250 hat, insbesondere Butan
diol-1,4.
9. Schmelzklebstoff nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Harz ein Kohlenwasserstoff-Harz ist,
insbesondere ein modifiziertes aromatisches Kohlenwasserstoff-Harz
oder Terpen-Kohlenwasserstoff-Harz.
10. Schmelzklebstoff nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß er Stabilisator Toluol-sulfonyl-Isocyanat
ist.
11. Schmelzklebstoff nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das PU-Präpolymer im DSC-Diagramm nur eine
Tg hat.
12. Schmelzklebstoff nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß er eine Schmelzviskosität im Bereich von
10 bis 300, vorzugsweise von 20 bis 100 Pas bei 130°C hat.
13. Herstellung des Schmelzklebstoffes nach mindestens einem der voran
gegangenen Ansprüche im Ein- oder Mehrstufenverfahren, insbesondere im
Einstufenverfahren.
14. Verwendung des Schmelzklebstoffes nach mindestens einem der vorange
gangenen Ansprüche zum Verkleben von offenporigen Materialien wie
Holz, Leder oder Textilien, z. B. Geweben oder Nonwovens.
15. Verwendung des Schmelzklebstoffes nach mindestens einem der Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß man die Substrate vor, bei oder nach dem
Klebstoffauftrag erwärmt.
16. Verwendung des Schmelzklebstoffes nach Anspruch 15, dadurch gekenn
zeichnet, daß man die Substratoberfläche vor dem Auftrag des Schmelz
klebstoffes auf 40 bis 180°C, insbesondere auf 60 bis 100°C erwärmt.
17. Verwendung des Schmelzklebstoffes nach Anspruch 15 oder 16, dadurch
gekennzeichnet, daß man die Substratoberfläche bei oder nach dem
Schmelzstoffauftrag auf 80 bis 180, vorzugsweise auf 120 bis 150°C
erwärmt.
18. Verwendung des Schmelzklebstoffs nach mindestens einem der vorange
gangenen Ansprüche in der Schuhindustrie, insbesondere in Auftragsma
schinen, die in die Schuhproduktionslinie integrierbar sind, die keine
Vorvernetzungsstufe mit Dampf bzw. keinen Trockenkanal enthält.
19. Verwendung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß er zur Befe
stigung von Sohlen am Schuhobermaterial, insbesondere aus Leder ver
wendet wird, und zwar in folgenden Arbeitsschritten:
- 1. Gegebenenfalls Vorbehandlung der Sohle und/oder des Schuhobermaterials, z. B. durch Aufrauhen, Grundieren, Halo genieren, Abwischen mit Lösungsmitteln usw.
- 2. Auftrag einer Schicht des Schmelzklebstoffes bei 110 bis 180°C auf mindestens eine der zu befestigenden Flächen, wobei die andere entweder keinen Klebstoff zu enthalten braucht oder aber einen Lösungsmittelklebstoff bzw. einen Dispersionsklebstoff,
- 3. Zusammendrücken der zu verklebenden Flächen und
- 4. gegebenenfalls Kühlen der zu verklebenden Fläche.
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---|---|---|---|
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CZ963450A CZ345096A3 (en) | 1994-05-25 | 1995-05-17 | iN MOISTURE CONDITIONS HARDENING POLYURETHANE FUSIBLE ADHESIVE |
CA002191249A CA2191249A1 (en) | 1994-05-25 | 1995-05-17 | Humidity-setting polyurethane hot-melt-type glue |
PL95316572A PL181729B1 (en) | 1994-05-25 | 1995-05-17 | Fusible polyurethane glue hardenable by exposure to moisture |
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