DE2142770A1 - Wasserloesliche selbstklebemasse - Google Patents

Wasserloesliche selbstklebemasse

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Description

  • Wasserlösliche Selbstklebemasse Die Erfindung betrifft auf Andruck haftende Selbstklebemassen, die bei Raumtemperatur dauerhaft kleben, eine gute Beständigkeit gegen Kaltfließen zeigen, eine gute Scherfestigkeit besitzen und wasserlöslich sind und die in Form von wässrigen Lösungen oder Dispersionen auf Unterlagen beliebiger Art aufgetragen werden können.
  • Die gebräuchlichen, üblicherweise verwendeten Selbstklebemassen auf Basis von Eautschuk/Harz, Homo- oder Copolymerisaten von Acrylsäureestern oder von Polyvinyläthergemischen, die meistens in Form ihrer Lösungen in organischen Lösungsmitteln auf die Unterlagen aufgebracht werden, haben als Klebebänder, Klebestreifen oder Klebetiketten eine Vielzahl von verschiedenen Anwendungsmöglichkeiten gefunden. Sie sind j jedoch wegen ihres hydrophoben Charakters und ihrer Wasserunlöslichkeit für bestimmte knwendungs-zwecke nicht geeignet. So vermögen sie auf feuchten Oberflächen nicht zu haften und sind zum Verbinden einer Rolle einer Papierbahn oder dgl. mit dem Anfang der darauffolgenden Rolle æurErzielung einer endlosen Bahn nicht brauchbar, weil der wasserunlösliche Klebstoff nach Beendigung des Streich- oder Druckvorgangs oder bei der Papierherstellung nicht mit Wasser entfernt werden kann, sondern die Verklebungsstellen herausgeschnitton werden müssen, um unschöne Verdickungen zu vermeiden.
  • Zur Beseitigung dieser Schwierigkeiten beim Endlosmachen von Papierbahnen oder dgl. sowie zur Ermöglichung des Haftens an feuchten Oberflächen wurden spezielle wasserlösliche elbstklebemassen entwickelt. So wurden für den vorstehenden Zweck bereits wasserlösliche Selbstklebemassen vorgeschlagen, die beispielsweise aus einem Gemisch von Polyvinylalkohol und Polyäthylenimin mit oder ohne Zusatz einer Säure, aus einem Gemisch aus Polyacrylsäure mit einem wasserlöslichen Weichmacher, wie Polyäthylenglykol oder Polypropylenglykol, oder aus einer Mischung aus einem Halbester eines Vinylmethyläther-Maieinsäureanhydrid-Copolymerisats mit Polyvinylmethyläther bestehen.
  • Obgleich diese bekannten wasserlöslichen Selbstklebemassen hinsichtlich ihrer Verwendung zum Endlosmachen von Papierbahnen und beim Kleben auf feuchten Oberflächen gegenüber den lösungsmittellöslichen, wasserunlöslichen Selbstklebemassen eine bedeutende Verbesserung darstellen, weisen sie jedoch in mancher Hinsicht Mängel auf, die ihre Einsatzmöglichkeiten einschränken und begrenzen. Anwendungstechnische Untersuchungen haben ergeben, daß entweder ihre Anfaßklebrigkeit zu gering oder ihre Kohäsion nicht ausreichend ist. Letzteres bedingt, daß die Klebemasse insbesondere bei höheren Temperaturen keine gute, für die Verwendung zum Endlosmachen von Papierbahnen ausreichende Scherfestigkeit besitzt.
  • Andere bekannte wasserlösliche Selbstklebemassen neigen zur Nachvernetzung unter Verlust der Klebrigkeit und Haftfähigkeit oder zu Verfärbungen oder sind nach Alterung nicht mehr in ausreichendem Maße wasserlöslich.
  • Aufgabe der Erfindung war es daher, eine wasserlösliche Selbstklebemasse zu-schaffen, die die aufgeführten Nachteile der bekannten wasserlöslichen Selbstklebemassen nicht aufweist und die neben einer guten Wasserlöslichkeit gleichzeitig eine gute Anfaßklebrigkeit und eine ausgezeichnete Scherfestigkeit zeigt.
  • Es wurde gefunden, daß diese vorteilhafte Kombination von Eigenschaften dann erreicht wird und wasserlösliche Selbstklebemassen erhalten werden, die auf feuchten Oberflächen ausgezeichnet haften und sich hervorragend zum Endlosmachen von Papierbahnen und dgl. eignen, wenn eine Zusammensetzung gewählt wird, die aus einer Mischung von äthoxyliertem Polyvinylalkohol, Acrylsäureester-Copolymerisat und Polyvinylmethyläther besteht.
  • Gegenstand der Erfindung ist somit eine wasserlösliche, als wässrige Lösung oder Dispersion auftragbare Selbstklebemasse, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie aus einer Mischung von äthoxyliertem Polyvinylalkohol, Acrylsaureester-Copolymerisat und Polyvinylmethyläther besteht.
  • Das Mengenverhältnis der die Mischung bildenden Komponenten ist dabei so zu wählen, daß nach dem Auftragen der Mischung in Form einer wässrigen Lösung oder Dispersion auf eine Unterlage und anschlieBendem Trocknen eine homogene Selbstklebeschicht mit guten Adhäsions- und Kohäsionseigenschaften gebildet wird.
  • Vorzugsweise soll die Mischung, Jeweils bezogen auf 100 Gewichtsteile Feststoffgehalt der Mischung (Summe der Feststoffmengen der Komponenten), 30 bis 60 Gewichtsteile äthoxylierten Polyvinylalkohol, 20 bis 40 Gewichtsteile Acrylsäureester-Copolymerisat und 20 bis 40 Gewichtsteile Polyvinylmethyläther enthalten.
  • In der erfindungsgemäßen Klebstoffmischung dient der äthoxylierte Polyvinylalkohol als Gerüst substanz und Dispergiermittel und verleiht der Klebemasse außerdem eine gute Scherfestigkeit zwischen 20 und 1000 G, das Acrylsäureester-Copolymerisat, das gewöhnlich in Form einer etwa 50 %igen wässrigen Dispersion eingesetzt wird, dient als Klebrigmacher und der Polyvinylmethyläther als Weich- und Klebrigmacher. Außerdem fungiert das Äthoxylierungsprodukt zusätzlich als Emulgator für die bereits als solche eine Selbstklebemasse ergebende Dispersion des Acrylsaureester-Copolymerisats, die hierdurch bedingt beim Auflösen der Klebemasse in Wasser leicht redispergiert wird.
  • Als äthoxylierter Polyvinylalkohol wird vorzugsweise ein Produkt mit einem Molgewicht von etwa 15000 bis 180000 verwendet, das durch Umsetzung von Polyvinylalkohol (Molgewicht: 10 000 bis 90 000) mit Athylenoxid im Molverhältnis 1:1,1 in folgender Weise hergestellt werden kann: Eine Mischung aus drei Polyvinylalkohol-Typen mit einem Hydrolysierungsgrad von Jeweils 97.5 bis 99.5 und unterschiedlichem Molekulargewicht (ca. 13 000, ca. 90 000 und ca. 45 000) sowie entsprechend unterschiedlicher Viskosität (3 cP, 48 cP und 13 cP), gemessen als 4 %ige wässrige Lösung bei 200 C, (t'Polyviol"-Typen V 03/20, W 48/20 und M 13/20, Handelsprodukte der Firma Wacker-Chemie GmbH, München) im Gewichtsverhältnis ?kl:2 wird in Aceton dispergiert und in einem mit einem starken Rührwerk ausgerüsteten Druckautoklaven bei 115 bis 1250 G unter einem Druck von 25 atü mit Äthylenoxid im Molverhältnis von 1:1,1 umgesetzt. Der Druck im Autoklaven wird durch kontinuierliche Zugabe des Äthylenoxids mittels einer Dosierpumpe, wobei das Reaktionsgemisch beständig kräftig gerührt wird, geregelt. Die Reaktion ist etwa 1 Stunde nach der letzten Äthylenoxidzugabe beendet und ist an einem starken Druckabfall im Reaktionskessel (Autoklaven) von 25 auf etwa 3 atü zu erkennen, Das Reaktionsprodukt stellt eine sehr kohäsive, in Aceton unlösliche Masse dar, die nach Entfernung des Acetons in Wasser gelöst wird. OH-Zahl: 700 bis 750 mg KOH pro 1 g des erhaltenen Äthoxylierungsproduktes, Shore-Härte des Produktes: 40 Shore CA).
  • Anstelle des beschriebenen Produktes können als äthoxylierter Polyvinylalkohol auch andere Äthoxylierungsprodukte des Polyvinylalkohols verwendet werden, die unter Verwendung anderer Polyvinylalkoholtypen unter andersartigen, von dem beschriebenen Verfahren abweichenden Reaktionsbedingungen hergestellt wurden.
  • Als Acrylsäureester-Copolymerisat (weiterer Mischungsbestandteil der erfindungsgemäßen wasserlöslichen Selbstklebemasse) sind solche Acrylsäureester-Copolymerisate geeignet, die bereits als solche - in Form einer wässrigen Dispersion auf eine Unterlage aufgetragen - Selbstklebeschichten mit guter Scherfestigkeit ergeben. Dies sind beispielsweise Copolymerisate aus 2-Athylhexylacrylat oder Butylacrylat mit relativ geringen Mengen Acrylsäure, Methacrylsäure Acrylnitril, 2-Äthyl-hexyl-maleinat und/ voder Diäthylmaleinat oder Copolymerisate aus den genannten höheren Acrylsäureestern mit Vinylacetat. Bevorzugt verwendbar cind Copolymerisate aus hohen Anteilen 2-Äthyl-hexyl-acrylat oder Butylacrylat mit geringen Anteilen Acrylsäure, zweckmäßig einsetzt in Form von etwa 50 %igen wässrigen Dispersionen (z.B. Handelsprodukt "Vandike 294", British Oxygen Chemicals, Ltd.). Bei den beschriebenen erfindungsgemäß verwendbaren Acrylsäureester-Copolymerisaten handelt es sich um bekannte, im Handel erhältliche Produkte, die zudem nach bekannten Polymerisationsverfahren leicht hergestellt werden können.
  • Als Polyvinylmethyläther sind für die erfindungsgemäße Klebstoffmischung wasserlösliche Typen von weichharzähnlicher Konsistenz geeignet, insbesondere solche mit einem K-Wert von etwa 40 (z.B. "Lutonal M 40", BASF).
  • Zwecks Modifizierung der Eigenschaften der wasserlöslichen Selbstklobemasse gemaß der Erfindung bzw. um dieser für spezielle Verwendungsbereiche erwünschte besonders günstige Eigenschaften zu verleichen, können der Mischung aus äthoxyliertem Polyvinylalkohol, Acrylsäureester-Copolymerisat und Polyvinylmethyläther als weit@re Gerüstsubstanz und Emulgator noch zusätzlich, bezogen auf 100 Gewichtsteile Feststoffgehalt der Mischung, 5 bis 10 Gewichtsteile Polyvinylpyrrolidon, insbesondere ein solches mit einem Molgewicht von ca. 700 000 (z.B.) ."Luviskol K 90, BASF) @@ge@@@@@ werden. Außerdem können als weitere Zusatzstoffe (W'; r @her) in Mengen bis zu jeweils etwa 10 Gewichtsteile (b@z@gen au@ Feststoff) Polyäthylenglykol (z.B. "Polydiol 400", @@@@@@@ ), Trimethylnonyläther von Polyäthylenglykol (z.B.
  • "Ter@@@@l / TMN - 10, Union Carbide), Polyoxyäthylensorbitololeat (@.B. "Atlox 1087", Atlas Chemical Industries, Inc.) sowie weitere S@@. t@nz@n mit ähnlichen Eigenschaften als zusätzliche Modifizierungs@@ttel der Klebstoffmischung zugefügt werden.
  • Folgende Beispiele erläutern den Aufbau der wasserlöslichen Selbstklebemasse gemäß der Erfindung: Beispiel 1 Beispiel 2 Gew.-Teile (fest) Gew.-Teile (fest) äthoxylierter Polyvinylalkohol (Molgewicht: 15 000 - 180 000) 40 35 Acrylsäureester-Copolymerisat (Copolymerisat aus Acrylsäurebutylester und Acrylsäure) (Viskosität der etwa 50 %igen 20 40 wässrigen Dispersion bei 250C 1,1 poi9e) ("Vandike 294", British Oxygen Chemicals, Ltd.) Polyvinylmethyläther ("Lutonal M 40", BASF) 40 25 Die angeführten Zusammensetzungen werden zweckmäßig in Form von wässrigen Lösungen oder Dispersionen weiter verarbeitet. Zu ihrer Herstellung wird der in Wasser zu einer 20 bis is0 eigen Lösung gelöste äthoxylierte Polyvinylalkohol zusammen mit dem wasserlöslichen Polyvinylmethyläther unter Ruhren mit der etwa 50 eigen wässrigen Dispersion des Acrylsäureester-Copolymerisats vermischt. Das gegebenenfalls zusätzlich einzusetzende Polyvinylpyrrolidon wird vor Zugabe zu dem Gemisch in Wasser zu einer etwa 25 %igen Lösung gelost. Die weiteren oben genannten Substanzen und Modifizierungsmittel können - falls sie verwendet werden sollen - ohne Schwierigkeiten in die Abmischung eingerührt werden.
  • Die so erhaltenen wässrigen Lösungen bzw. Dispersionen können als solche, gegebenenfalls nach Zusatz einer kleinen Menge Methanol, äthanol oder Isopropanol, zum Verkleben verwendet werden. Vorzugsweise werden sie jedoch zur Herstellung technischer Klebebander oder Etiketten mittels üblicher AuStragsvorrichtungen auf Papier, Gewebe, Vliesstoffe oder Folien aus Kunst- oder modifizierten Naturstoffen aufgetragen und getrocknet. Dahei werden wasserlösliche Selbstklebeschichten erhalten, die auf feuchten Oberflächen gut haften, unter unterschiedlichen Ileuchtigkeitsbedingungen ihre guten Klebeigenschaften nicht verändern bzw.
  • verlieren und die insbesondere ausgezeichnete Verklebungen mit hydrophilen Oberflächen, wie Papier, Gewebe, Glas, Holz und dergleichen, ergeben. Da in der Technik seit langem ein Bedarf nach einem beidseitig klebenden Vliespapier aus reinem Zellstoff zum Endlosmachen von Papierbahnen besteht, wobei eine scherfeste S@lbstklebemasse erforderlich ist, die beim Aufarbeiten der Ansatzverklebungen in Wasser gelöst wird, damit der Papiermacher den Zellstoff klebstoffrei zurückgewinnen kann, ist die erfindungsgemäße wasserlösliche Selbstklebemasse für diesen speziellen Zweck besonders geeignet, da sie alle diese Anforderungen in hohem ihre erfüllt. Anstelle eines beidseitig klebenden Vliespapiers können für den gleichen Zweck auch unter Verwendung der erfindungsgemäßen Selbstklebemasse hergestellte Klebestreifen verwendet werden, bei denen der Träger aus einem klebstoffabweisend gemachten Trennpapier besteht, der ein leichtes Ablösen der Klebschicht vom Träger und Übertragen auf die zu verbindenden Papi@rbahnen zuläßt, oder bei denen der Träger aus einem selbst wasserlöslichen Material, wie z.B. Polyvinylalkohol, besteht.
  • Anwendungsbeispiele 1. Selbstklebeband zum Endlosmachen von Papierbahnen.
  • Eine beidseitig silikonisierte Kraftpapierbahn wird mittels einer üblichen Auftragsvorrichtung einseitig mit der etwa 40 %igen in Wass@@ gelösten Klebemasse-Zusammensetzung gemäß Beispiel 1 in der Weise bescllichtet, daß die Auftragsmenge nach den Trocknen, das in einem Trockenkanal bei 50 bis 90° C erfolgt, 30 bis 40 g/m2 beträgt. Nach dem Trocknen wird ein Vliespapier aus reinem Zellstoff (Stärke: 0,04 bis 0,06 mm) einkaschiert. Anschließend wird die klebstoffreie Seite des Vliespapiers mit der oben beschriebenen wässrigen Lösung der Klebemasse-Zusammensetzung gemäß Beispiel 1 beschichtet (Auftragsmenge nach dem Trocknen: 40 bis 50 g/m2). Das erhaltene Schichtgebilde wird zu 20 m langen und 38 mm breiten Rollen konfektioniert.
  • 2. Etiketten mit wasserlöslicher Selbstklebemasse.
  • Auf einem ungestrichenen Etikettenpapier ( 75 g/m2 ) wird mittels bekannter Verfahren die etwa 40 %ige in Wasser gelöste Klebemasse gemäß Beispiel 2 aufgetragen und im stufenweise beheizten Trockenkanal bei 60 bis 1000 C getrocknet (Auftragsmenge nach erfolgtem Trocknen: etwa 27 g/x2). Am Ende des Trockenkanals wird die Elebschicht mit einem Blatt siiikonisiertes Trennpapier eingedeckt.
  • Das so erhaltene Etikettenvormaterial kann dann in üblicher Weise in der Stanzerei und Druckerei zu den fertigen Etiketten verarbeitet werden.

Claims (5)

Patentansprüche
1. Wasserlösliche, als wässrige Lösung oder Dispersion auf tragbare Belbstklebemasse, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Mischung von äthoxyliertem Polyvinylalkohol, Acrylsäureester-Copolymerisat und Polyvinylmethyläther besteht.
2. Wasserlösliche Selbstklebemasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung, jeweils bezogen auf 100 Gewichtsteile Feststoffgehalt der Mischung, 30 bis 60 Gewichtsteile äthoxylierten Polyvinylalkohol, 20 bis 40 Gewichtsteile Acrylsäureester-Copolymerisat und 20 bis 40 Gewichtsteile Polyvinylmethyläther enthält.
3. Wasserlösliche Selbstklebemasse nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung zusätzlich, bezogen auf 100 Gewichtsteile Feststoffgehalt der Mischung»5 bis 10 Gewichtsteile Polyvinylpyrrolidon enthält.
4. Wasserlösliche Selbstklebemasse nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als äthoxylierter Polyvinylalkohol ein Umsetzungsprodukt von Polyvinylalkohol (Molgewicht: 10 000 bis 90 000) mit Äthylenoxid im Molverhältnis 1:1,1 verwendet wird.
5. Wasserlösliche Selbstklebemasse nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Acrylsäureester-Copolymerisat ein Copolymerisat aus hohen Anteilen 2-Xthyl-hexyl-acrylat oder Butylacrylat mit geringen Anteilen Acrylsäure verwendet wird.
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