DE2011971A1

DE2011971A1 - Schmelzklebstoffe

Info

Publication number: DE2011971A1
Application number: DE19702011971
Authority: DE
Inventors: Erich 4000 Dusseldorf Mehmet Wolfgang 4100 Duisburg Reckziegel
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1970-03-13
Filing date: 1970-03-13
Publication date: 1971-09-30
Also published as: NL7101915A; ES389181A1; DK131509C; DK131509B; ZA711631B; AT309635B; BE764111A; US3775146A; CH548439A; GB1291016A; FR2084487A5

Description

Düsseldorf, den 10. März 1970

Henkelstr. 67

Dr.SehOe/N.

Henkel & Cie GmbH

Patentabteilung

Patentanmeldung

D 4076
"Sc h m e 1 ζ k 1 e b st of f-e"

Die vorliegende Erfindung betrifft Schmelzklebstoffe auf Basis von Tallharzen und/oder Kolophoniumharzen.

Schmelzklebstoffe auf Basis von Tallharzen und Kolophoniumharzen wie Wurzelharzen werden als schnell abbindende Klebstoffe
für die verschiedensten Verwendungszwecke eingesetzt, beispielsweise zum Verkleben von schweren Papieren oder zum Aufkleben von Etiketten oder als sogenannter Mitnehmerleim für Papierwickelmaschinen. Ein Nachteil der üblichen Schmelzklebstoffe besteht jedoch darin, daß sie sich durch Wasser nur sehr schlecht wieder ablösen lassen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, Schmelzklebstoffe zu entwickeln, die sich bereits in leicht
erwärmtem Wasser wieder lösen.

Die erfindungsgemäßen Schmelzklebstoffe sind dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Gehalt an etwa 5 bis 30 Gewichtsprozent oberflächenaktiven Pplyäthylenoxidaddukten, die einen HLB-Wert nach Griffin von 10 bis 20 haben, aufweisen. Der HLB-Wert
(hydrophilic-hydrophobic-balance) charakterisiert den amphipolaren Aufbau des Tensidmoleküls (vergl. Ulimann'"Enzyklopädie der technischen Chemie", Bd. l6 (1965) Seite 7^2). Er wird nach einer empirischen Formel HLB = .'20(1 -jp)berechnet, wobei Mo = '
Gewicht des hydrophoben Molekülteils und M = 'Gewicht des Gesamtmoleküis bedeuten. :

10 9 8 40/1445 - 2 -

Henkel & Cie GmbH s.;te 2 «r Patentonn.sMMs d 46

Geeignete Polyäthylenoxidaddukte leiten sich beispielsweise von Fettsäurepartialestern 6-wertiger Alkohole bzw. deren inneren Anhydriden ab. Der Fettsäurerest soll etwa 12 bis 18 Kohlenstoffatome aufweisen. Insbesondere haben sich Polyäthylenoxidaddukte von Sorbitan-Monopalmitat in der Praxis bewährt. Weiterhin kommen auch Addukte an Sorbitan-Laurate, -Stearate oder -Oleate in Betracht. Damit der HLB-Wert sich auf den vorgeschriebenen Bereich einstellt, müssen an die genannten Fettsäureester etwa 20 bis 80 Oxyäthylengruppen angelagert werden.

Eine weitere Gruppe von oberflächenaktiven Polyäthylenoxidaddukten, die die Schmelzklebstoffe in die wasserlösliche Form überführen können, sind die Polyäthylenoxidaddukte an Fettalkohole bzw. Alkylphenole mit 6 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe. Die Fettalkohole sollen etwa 12 bis 18 Kohlenstoffatome aufweisen. An die Fettalkohole bzw. Alkylphenole müssen etwa 10 bis 50 Mol Polyäthylenoxidgruppen angelagert worden sein, damit sich der HLB-Wert auf den gewünschten Wert .einstellt.

Schließlich können für die erfindungsgemäßen Schmelzklebstoffe auch Polyäthylenoxidaddukte an Polypropylenoxid verwendet werden. Auch diese Stoffe sind handelsüblich.

Die Polyäthylenoxidaddukte werden in der vorstehend angegebenen Menge eingesetzt, wobei mit steigendem Gehalt die Wasserlöslichkeit des Schmelzklebstoffes zunimmt.

Die erfindungsgemäßen Schmelzklebstoffe sind wie üblich auf Basis von Tallharzen und/oder Kolophoniumharzen aufgebaut.

1098 4Q/U45

; 2071971

Henkel & Gie GmbH Seil. 3 *"' Pafenlanmeldune D ^076

Dabei können auch Tallharze verwendet werden, die noch gewisse Mengen an Harzpech und außerdem freie Fettsäuren enthalten. Der Gehalt an freien Fettsäuren kann zwischen etwa 5 bis 35 % liegen» Die Verseifungszahl derartiger Harze soll etwa zwischen 100 und I60 betragen. Neben reinen Kolophoniumharzen sind ferner auch sogenannte Wurzelharze geeignet, die noch etwa bis zu 10 % unverseifbare Anteile enthalten können. Die Verseifungszahl derartiger Harze soll etwa zwischen 130 und 160 betragen.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform enthalten die erfindungsgemäßen Schmelzklebstoffe zusätzlich Äthylen-Vinylaeetat-Copolymere mit einem Gehalt Von etwa Ho bis H5 Molprozent Vinylacetat -"lind/oder hochsiedende Kohlenwasserstoffe." Bei den hochsiedenden Kohlenviasserstoffen handelt es sich um sogenannte Spindel- oder Maschinenöl-Raffinate oder auch um mikrokristalline Kohlenwasserstoffe, die als Mikrowachse bezeichnet werden. D.er Anteil der Äthylen-Vinylacetat-Copolymeren soll etwa 30 % und der der hochsiedenden Kohlenwasserstoffe etwa 25 % nicht übersteigen.

Die erfindungsgemäßen Schmelzklebstoffe können weiterhin übliche Hilfsstoffe enthalten. Derartige Hilfsstoffe sind z.B. Stabilisatoren gegen thermischen Abbau, Antioxidantien, Farbstoffe oder Pigmente wie Titandioxid oder Kreide.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Klebstoffe werden die einzelnen Komponenten geschmolzen und auf eine Temperatur "von.etwa 100 bis 120° C erhitzt. Bei dieser Temperatur werden die Beständteile durch Mischen homogenisiert. Anschließend läßt man abkühlen.

Henkel & CIe GmbH Self· 1\ iur Patentanm.lduna D 1

Die erfindungsgemäßen Schmelzklebstoffe zeichnen sich meist durch eine relativ niedrige Verarbeitungstemperatur aus, da häufig achon bei Temperaturen von 80 bis 90° C eine Viskosität erreicht wird, die ein Auftragen des Klebstoffs gestattet.

Je nach Gehalt an oberflächenaktivem Polyäthylenoxid bzw. Polyäthylenoxidaddukten lösen sich die Schmelzklebstoffe bereits in Wasser von Raumtemperatur oder emulgieren in Wasser von 80 bis 100° C. Aufgrund der Wasserlöslichkeit bzw. Emulgierbarkeit können beispielsweise aufgeklebte Etiketten von ™ Flaschen oder sonstigen Behältern leicht wieder abgelöst werden. Rückstände von Papierwickeln lassen sich leicht wieder in den Holländer bei der Papierfabrikation zurückgeben und aufarbeiten.

1 0 9 8 /, 0 / U Λ 5

Henkel & CIe GmbH s.u. 5 ^zur p«tentänn.»idune 0

Beispiel 1: .

Durch Aufs c;

den Bestandteilen hergestellt:

Durch Aufschmelzen bei 110° C wurde eine Mischung aus folgen-

700 g Wurzelharz (Schmelzpunkt 100° C nach Ring und Kugel;

Säurezahl 145, Verseifungszahl 150; Gehalt an Unverseifbarem 8 %) ".·..-

250 g Kohlenwasserstoff (Normal-Schmieröl, neutral, Flammpunkt ca. '150⁰C; Stockpunkt -46° C; Viskosität 14 cP bei 20°C) ' μ

50 g Polyäthylenoxidaddukt an Sorbitan-Monopaluiitat (Ao Äthy- -

lenoxidgruppen pro Molekül;.HLB-Wert 15,6).

Der aus den vorstehenden Bestandteilen hergestellte Schmelzklebstoff hatte bei 50° C eine Viskosität von 1100 cP, bei 60° C 500 cP und bei 70° C 200 cP. Die Messungen wurden in einem Viskosimeter nach Epprecht vorgenommen.

Der Klebstoff war in 20° C warmem Wasser löslich. Mit ihm wurde Papier mit Pappe und Glasflaschen verklebt. Außerdem wurde Papier auf nicht vorbehandelte Pölyäthylenflächen geklebt.

Alle Verklebungen konnten mit Wasser wieder gelöst werden. M

Beispiel 2:

Durch Mischen bei 175° C wurde ein Schmelzkleber folgender Zusammensetzung hergestellt:

850 g Tallharζ (Erweichungspunkt nach Ring und Kugel 20

bis 25⁰G; Verseifungszahl l40; Säurezahl 105; Gehalt an Fettsäuren 25 %) 50 g eines Xthylenvinylacetat-Copolymerisats mit einem Gehalt von etwa 43 Molprozent Vinylacetat

100 g Polyäthylenoxidaddukt an ein Gemisch von C^.P_-CLg-Fettalkoholen (im Durchschnitt wurden 10 Mol Äthylenoxid pro Mol Fettalkohol angelagert; HLB-Wert 13,5).

1 0 9 8 4 0 / 1 Λ Λ 5

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Der so hergestellte Schmelzklebstoff zeigte bei Messung in einem Viskosimeter nach Epprecht folgende Viskositäten in cP:

Temperatur	Viskosität
In⁰C	in cP
50	7.400
60	3.200
70	1.500
80	800
90	500

Der Klebstoff war in Wasser von 20° C löslich. Es wurden die verschiedensten Papiere miteinander verklebt. Alle Verklebungen konnten mit Wasser leicht wieder gelöst werden.

Beispiel 3:

Es wurde ein Schmelzklebstoff durch Aufschmelzen der folgenden Bestandteile und Homogenisieren bei 170 C hergestellt:

400 g Wurzelharz wie in Beispiel 1

200 g eines Ä'thylen-Vinylacetat-Copolymerisats (28 Molprozent Vinylacetatgruppen)

50 g eines Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisats (40 Molprozent Vinylacetatgruppen)
50 g wachsartiger mikrokristalliner Kohlenwasserstoff (Schmelzpunkt 27 bis 32° C; Tropfpunkt nach Ubelohde bis 80° C)

300 g Polyäthylenoxidaddukt an ein Gemisch von C^-CLg-Fettalkoholen.

Der so erhaltene Schmelzklebstoff hatte in einem Viskosimeter nach Epprecht bei verschiedenen Temperaturen folgende Viskositäten:

1 0 9 8 Λ 0 / 1 445

Henkel & CIe GmbH s.it· 7 »r Pat»ntanm.idun_e ρ OJ

Temperatur Viskosität in °G in cP

1,600
150 1.500
l60 1.000

Der Klebstoff t?ar in Wasser von 30° C schwer· und in Wasser von 95° C leicht löslich. Papier und Pappe wurde damit verklebt. Die Verklebungen konnten mit warmem Wasser leicht wieder gelöst werden.

Beispiel k:

Es wurde ein Schmelzklebsfoff durch Aufschmelzen der folgenden Bestandteile und Homogenisieren bei 170° G hergestellt:

400 g Wurzelharz wie in Beispiel 1

200 g Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisat (28 Molprbzent

Vinylacetatgruppen) . -

50 g Äthylen-Vinylacetat-Copol·ymerisat (^O Molprozent Vinylacetatgruppen)

150 g wachsartiger mikrokristalliner Kohlenwasserstoff vrie Beispiel 3 .

200 g Polyäthylenoxidaddukt an Polyoxypropylen (Molekulargewicht 1750; HLB-Wert ca. 16)

Der so erhaltene Schmelzklebstoff hatte in einem Viskosimeter nach Epprecht bei verschiedenen Temperaturen folgende Viskositäten: ■

Temperatur Viskosität in ⁰C in cP

ι4ο 1.600 , :..■

150 1.300
16Ο 1.000

Der Klebstoff löste sich in Wasser von 25° C langsam, dagegen in Viasser von 10.0° C schnell. Es wurde Papier mit Pappe und '. mit vorbehandelten Polyäthylenflaschen verklebt. Die Verklcbun-

Henkel & Cie GmbH seit· " _Iur p_at._ntoi.ra.idung d "O/O

gen konnten mit warmem Wasser wieder gelöst werden

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Claims

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1) Schmelzklebstoffe auf Basis von Tallharzen und/oder KoIo- . phoniumharzen, gekennzeichnet durch einen Gehalt an etwa 5 bis 30 Gewichtsprozent oberflächenaktiven Polyäthylenoxidaddukten, die einen HLB-Wert nach Griffin von 10. bis 20 aufweisen.

2) Schmelzklebstoffe nach Anspruch 1, gekennzeiöhttet durch einen Gehalt an Polyäthylenoxidaddükten an Pettsäurepartialester von 6-wertigen Alkoholen bzw. deren inneren Anhydriden.

3) Schfflelzklebstoffe nach Anspruch l_s gekennzeichnet durbh | einen Gehalt an Polyäthylenoxidaddükten an Fettalkohole mit 12 bis 18 Kohlehötoffatomen bisw. Alkylphenoien mit 6 bis, 10 Kohlenstoffatomen in der Alky!kette*

¹O Sehiiielzklebstöffe nach Anspruch l, gekennzeichnet durch einen Gehalt ah Polyäthylenoxidaddükten an Polypropylenoxid.

5) Söhtttelzklebstöffe nach Anspruch 1 bis 4"_f gekenhseichnet durch einen zusätzlichen Gehalt an Xthylen-Vinylacetat-Copolymei»en mit einem Gehalt von etwa 40 bis 45 Molproz'ent Vinylaöetat ünd/bdei« hoöhsiedenden Kohlenwasserstoffen»

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