DE2534121A1

DE2534121A1 - Schmelzkleber fuer die verklebung von textilien

Info

Publication number: DE2534121A1
Application number: DE19752534121
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl Chem Dr Drawert; Eugen Dipl Ing Dr Griebsch; Wolfgang Dipl Chem Dr Imoehl
Original assignee: Schering AG
Current assignee: Chemtura Organometallics GmbH
Priority date: 1975-07-31
Filing date: 1975-07-31
Publication date: 1977-02-03
Also published as: DE2534121B2; BE844727A; DE2534121C3

Description

Schmelzkleber für die Verklebung von Textilien Die Erfindung betrifft Schmelzkleber auf Basis von Polyamiden, die für die Verklebung von Textilien miteinander oder mit anderen Materialien geeignet sind.
Aus einer Reihe von deutschen Offenlegungsschriften (z.B.
DT-OS 1 939 758, DT-OS 2 204 492, DT-OS 2 209 035) sind bereits Co-Polyamide bekannt, welche für die Verklebung von Textilien eingesetzt werden und welche als wesentlichen Bestandteil 11-Aminoundeconsäure oder Laurinlactam enthalten. Diese Rohstoffe sind schwer zugänglich, außerdem weisen die auf Basis dieser Rohstoffe hergestellten Co-Polyamide noch gewisse Mängel, wie z.B. häufig schlechte Naßreißfestigkeiten nach dem Reinigungs- bzw. Waschprozeß sowie unzureichende Klebwerte bei niedrigem Erweichungspunkt des Schmelzklebers auf.
Mit den bisher bekannten Polyamiden auf Basis von dimerer Fettsäure bzw. mit Polyamiden auf Basis von Caprolactam erhält man Verklebungen mit unbefriedigender Beständigkeit geyenüber halogenierten Kohlenwasserstoffen oder Waschlaugen. Bei der Verklebung von Textilien muß aber die Naßreißfestigkeit hohe Werte aufweisen, da beim Reinigungsprozeß die Verklebung starken mechanischen Belastungen ausgesetzt ist.
Aus verarbeitungstechnischen Gründen ist außerdem im allgemeinen ein niedriger E weic,ungspunk' der Textilkleber erwünscht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und Textilkleber auf Basis von Co-Polyamiden mit hoher Naßreißfestigkeit, Beständigkeit gegenüber Waschlaugen und halogenierten Kohlenwasserstoffen zu finden, und zwar ohne Verwendung der sonst zur Erreichung eines brauchbaren Eigenschaftsbildes erforderlichen langkettigen Aminosäuren bzw. deren Lactame.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch Schmelzkleber auf Basis von Polyamiden für die Verklebung von Textilien, bestehend aus: a) dimerisierter Fettsäure mit einem Gehalt von 70 Gew.-6 bis 100 Gew.-% an dimerer Fettsäure im Gemisch mit Monocarbonsöuren, die 12 - 22 Kohlenstoffatome aufweisen, wobei das Gesamtgemisch bis zu 50 Gew.- an den Monocarbonsäuren betragen kann, und b) einer oder mehreren aliphatischen unverzweigten Co-Dicarbonsäuren mit 6 - 13 Kohlenstoffatomen, wobei das Verhältnis der Carbonsäuren gemäß a) zu Carbonsäuren gemäß b) 0,05 : 1 bis 5 : 1, bezogen auf Carboxylgruppen, beträgt, und bestehend aus einer den unter a) und b) genannten Säuren im wesentlichen äquivalenten Menge eines c) aliphatischen unverzweigten diprimären Diamins mit 6 - 12 Kohlenstoffatomen und aus d) Caprolactam und/oder e-Aminocapronsäure, wobei pro Mol Carboxylgruppen der unter a) und b) genannten Säuren 0,5 - 1,5 Mol Caprolacta und/oder e-Aminocapronsäure eingesetzt werden.
Eine weitere Ausbildung der erfindungsgemäßen Schmelzkleber ist dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Carbonsäuren gemäß a) zu Carbonsäuren gemäß b) 0,1 : 1 bis 3,0 : 1 beträgt.
Eine weitere Ausbildung der erfindungsgemäßen Schmelzkleber ist dadurch gekennzeichnet, daß als Co-Dicarbonsäure gemäß b) Sebazinsäure verwendet wird.
Eine weitere Ausbildung der erfindungsgemäßen Schmelzkleber ist dadurch gekennzeichnet, daß als Diamin gemäß c) Hexamethylendiamin verwendet wird.
Eine besondere Ausbildung der erfindungsgemäßen Schmelzkleber ist dadurch gekennzeichnet, daß pro Mol Carboxyigruppen der unter a) und b) genannten Säuren 0,8 - 1,2 Mol Caprolactam und/oder e-Aminocapronsäure eingesetzt wird.
Eine besondere Ausbildung der erfindungsgemäßen Schmelzkleber ist dadurch gekennzeichnet, daß als dimerisierte Fettsäure gemäß a) eine Fettsäure mit einem Gehalt von mehr als 90 Gew.-dimerer Fettsäure verwendet wird.
Die erfindungsgemäßen Schmelzkleber, die auf Basis der ausreichend zur Verfügung stehenden dimeren Fettsäure, Caprolactam bzw. £-Aminocapronsäure, Diaminen und Codicarbonsäuren aufgebaut sind, zeigen eine gute Beständigkeit gegen halogenierte Kohlenswasserstoffe und gleichzeitig auch gegen Waschlaugen bei 60 C und teilweise auch bei 950C. Dies zeigt sich überraschenderweise auch bei niedrigschmelzenden Polyamidtypen durch 1) die sehr hohe Naßreißfestigkeit, d. h. Werte nach der Reinigung in noch feuchtem Zustand, durch 2) die sehr guten Anfangsreißfestigkeiten, d.h. Werte vor der Belastung durch den Waschvorgang, und durch 3) die ausgezeichneten Erholungswerte, d. h. Zerreißfestigkeiten nach der Trocknung bei vorangegangenem Waschvorgang, wobei ca. 90 % der Anfangswerte erreicht werden.
Ein weiterer nicht voraussehbarer Vorteil der erfindungsgemäßen Schmelzkleber liegt in ihrer überraschend guten Rieselfähigkeit in gemahlenem Zustand, auch ohne Verwendung von die Rieselfähigkeit verbessernden Zusatzmitteln. Die Rieselfähigkeit bleibt sogar erhalten, wenn das Pulver bei hoher Luftfeuchte gelagert wird.
Bei Verwendung von destillierter dimerer Fettsäure werden Schmelzkleber mit verbesserter Farbzahl erhalten. Andererseits ist die Verwendung von handelsüblicher technischer polymerisierter Fettsäure zur Herstellung von Schmelzklebern für besondere Zwecke möglich. Bei der Verwendung von technischer dimerer Fettsäure sei nur darauf hingewiesen, daß der Gehalt an trimerer Fettsäure eine maximale Grenze nicht überschreiten sollte. Dieser Grenzwert hängt von dem jeweiligen Gehalt an dimerer und monomerer Fettsäure der polymerisierten Fettsäure ab und kann durch einen orientierenden Versuch, wie er zur handwerklichen Ailtagsroutine des Durchschnittsfachmannes gehört, festgestellt werden.
Der Ausdruck dimerisierte Fettsäure bezieht sich in-allgemeiner Form auf polymerisierte Säuren, die aus "Fettsäuren" erhalten werden. Der Ausdruck "Fettsäure" umfaßt ungesättigte natürliche und synthetische einbasische aliphatische Säuren mit 12 - 22 Kohlenstoffatomen, bevorzugt 18 Kohlenstoffatomen. Diese Fettsäuren lassen sich nach bekannten Verfahren polymerisieren (vgl.
DT-OS 1 443 938, DT-OS 1 443 968, DT-PS 2 118 702 und DT-PS 1 280 852).
Typische im Handel erhältliche polymere Fettsäuren haben etwa folgende Zusammensetzung: monomere Säuren (Mo) 5 - 15 Gewichtsprozent dimere Säuren (Di) 60 - 80 Gewichtsprozent trimere Säuren (Tri) 10 - 35 Gewichtsprozent Der Gehalt an dimerer Säure kann durch allgemein bekannte Destillationsverfahren bis zu 100 Gewichtsprozent erhöht werden.
Für die erfindungsgemäßen Polyamide werden bevorzugt dimerisierte Fettsäuren mit einem Gehalt von größer als 90 Gew.-% an dimerer Fettsäure und kleinen Mengen trimerer Fettsäure (Gew.- 2 bis 6) und monomerer Fettsäure (Gew.-% 0 bis 1,5), wie sie im Handel allgemein erhältlich sind, verwendet. Es ist auch möglich, die dimerisierte Fettsäure in ihrer hydrierten Form einzusetzen.
Der Anteil an Monocarbonsäuren im Gemisch dimere Fettsäure/ trimere Fettsäure/monomere Fettsäure kann durch Zusatz von C12 - C22 Monocarbonsäuren, insbesondere C18 Monocarbonsäuren, als Viskositätsregler bis auf 50 Gew.- erhöht werden, wobei die zugesetzte Menge Monocarbonsäure sich in üblicher Weise nach der gewünschten Schmelzviskosität des Polyamids und dem Gehalt an trimerer Fettsäure richtet. Als Monocarbonsäuren sind natürliche höhere Fettsäuren bevorzugt, z. B. Ölsäure, Stearinsäure, Sojaölfettsäure, Tallölfettsäure. Im Bedarfsfalle können aber auch andere, für diese Zwecke übliche, Viskositätsregler verwendet werden.
Als Beispiele für die erfindungsgemäß mitverwendeten aliphatischen unverzweigten Co-Dicarbonsäuren mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen seien Adipinsäure, Pimelinsäure, Suberinsäure, Azelainsäure, Sebazinsäure, Nonamethylendicarbonsäure, Dekamethylendicarbonsdure sowie Brassylsäure genannt. Diese Dicarbonsäuren können allein oder im Gemisch eingesetzt werden.
Anstelle der Carbonsäuren können gegebenenfalls auch deren Ester mit niedrigen Alkoholen eingesetzt werden. Hierbei empfiehlt es sich, insbesondere wenn der Esteranteil hoch ist, die Caprolactampolymerisation durch Wasserzusatz zu starten.
Für die erfindungsgemäß verwendbaren aliphatischen unverzweigten diprimären Diamine mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen seien zum Beispiel 1,6-Diamino-hexan, 1,9-Diaminononan, 1,12-Diaminododecan genannt.
Die auf Mole Carboxylgruppen der eingesetzten Säuren bezogene Caprolactammenge richtet sich nach der Höhe des gewünschten Schmelzpunktes. So beträgt sie bei Einsatz der Schmelzkleber als Textilklebers pro Mol Carboxylgruppen der polymerisierten Fettsäure und der Co-Dicarbonsäure bzw. Co-Dicarbonsäuren 0,5 -1,5 Mol. Werden Schmelzpunkte über 1400C gewünscht, so muß der Anteil an Caprolactam bzw. s-Aminocapronsäure erhöht werden. Bei den zu verklebenden Materialien handelt es sich um Textilien, gegebenenfalls auch siliconierte Gewebe, die miteinander, gegebenenfalls mit Leder, Gummi und anderen Materialien, verklebt werden können.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Polyamide können durch Schmelzkondensation in im wesentlichen äquivalenten Mengen der oben angegebenen Reaktionspartner bei Temperaturen zwischen 200 und 2900C, insbesondere bei 2500C, unter Inertgas hergestellt werden.
In der letzten Phase der Reaktion ist ein Vakuum zur Erzielung einwandfreier Produkte angebracht. Die Schmelzviskosität der erfindungsgemäßen Polyamide soll im allgemeinen zwischen 25 und 150 pas sec, gemessen bei 2200C, liegen.
Bestimmung des Erweichungspunktes Die Ermittlung des Wertes wurde auf einer Kofler-Bank in folgender Weise vorgenommen: Das fein gemahlene Polyamidpulver mit einer Korngröße zwischen 0,3 und 0,5 mm wurde auf die Kofler-Bank aufgestreut. Dann wurde im Erweichungsbereich ein Papierblättchen aufgedrückt und nach kurzer Wartezeit abgezogen. Bei einer bestimmten Temperaturgrenze bilden sich dabei zwischen der Kofler-Bank und dem abgezogenen Papier Polyamidfädchen aus. Diese Temperaturgrenze wird gleich dem Erweichungspunkt gesetzt.
Herstellung der Verklebungen Verklebt wurden Stoffstreifen aus Polyester/holle (55 % / 45 %) von 5 cm Breite. Das Polyamidpulver wies eine Körnung von 300 - 500 M 2 auf. Die Auftragsmenge betrug 20 g/m Stoff.
Die beschichteten Stoffstreifen wurden bei Temperaturen von ca.
200C - 300C oberhalb des Erweichungspunktes des Polyamidklebers mit einem zweiten unbeschichteten Stoffstreifen verklebt. Die Verklebungs-2 zeit betrug ca. 15 - 20 Sekunden, der Verklebungsdruck 400 g/cm Wasch- und Reinigungsprozeß Gewaschen wurde mit einer 3 -igen Waschlauge eines handelsüblichen Maschinenwaschmittels bei Temperaturen von 600C und 950C. Der Waschvorgang bei 600C dauerte 45 Minuten, bei 950C 90 Minuten.
Die Waschprogramme schlossen einen Spül- und Schleudervorgang ein.
Die Stoffproben wurden naß bei Raumtemperatur einer Trennfestigkeitsprüfung unterworfen. Die chemische Reinigung erfolgte mit Perchloräthylen während 30 Minuten bei Raumtemperatur. Die gereinigten Stoffproben wurden wieder naß vermessen.
Bei den in der nachfolgenden Tabelle aufgefUhrten Polyamiden wurden folgende polymerisierte Fettsäuren verwandt: Beispiele 1 - 8 dimerisierte Tallölfettsäure der folgenden Zusammensetzung monomere Fettsäure (Mo) 3,6 Gew.-% dimere Fettsäure (Di) 94,2 Gew.-% trimere Fettsäure (Tri) 2,2 Gew.-% Beispiele 9 - 13 dimerisierte Ölsäure der folgenden Zusammensetzung monomere Fettsäure (Mo) 5,3 Gew.-% dimere Fettsäure (Di) 93,3 Gew.-% trimere Fettsäure (Tri) 1,4 Gew.-% Beispiel 14 dimerisierte Sojaölfettsäure der folgenden Zusammensetzung monomere Fettsäure (Mo) 11,2 Gew.-% dimere Fettsäure (Di) 76,3 Gew.-trimere Fettsäure (Tri) 12,5 Gew.-% Beispiel 1 In einem mit absteigendem Kühlerr Rührer und Thermometer versehenen Reaktor wurden 79,61 g dimerisierte Tallöfettsäure, 15,16 g Tallölfettsäure, 127,36 g Sebacinsäure, 91,57 g 1,6 Diaminohexan, 177,97 g Coproloctom eingewogen und unter Stickstoff innerhalb von 2 Stunden auf 250°C erhitzt und weitere 2 Stunden auf dieser Temperatur gehalten. Darauf wurde für 2 Stunden bei 2500C ein Vakuum von 12 mm Quecksilbersäule und für 2 weitere Stunden ein Vakuum von 2 mm Quecksilbersäule angelegt, um restliches Kondensationswasser und freies Caprolactam zu entfernen. Das Polyamid wies folgende Werte auf: Erweichungspunkt : 1190C Schmelzviskosität bei 2200C: 1405 poise Trennfestigkeit in kp/5 cm : 4,0 (600C-Wtische naß zerrissen) Trennfestigkeit in kp|! cm : 2,6 (95C-Wdsche naß zerrissen) Perchloruthylenreinigung : 4,5 kp/5 cm (naß zerrissen) Anfangswert in kp/5 cm : 6,2 Die in der nachfolgenden Tabelle aufgeführten Polyamide wurden in gleicher Weise hergestellt.

Tabelle 1

Beispiel Zusammensetzung Verhälthis der Carboxyl- Mol Coprolcktom

gruppen des Fettsäurege- pro Mol Carboxyl-

misches a): Co-Dicorbonsäure b) gruppen

2 24,76 g dimerisierte Tallölfettsäure 0,1 : 1,0 0,9

20,26 g Tallölfettsäure

57,70 g Adipinsäure

79.85 g Sebacinsäure

101,05 g 1,6-Diominohexan

178,54 g Coprolcktum

3 117,99 g dimerisierte Tallölfettsäure 0,50 : 1,0 1,0

13,11 g Tallölfettsäure

92,99 g Sebocinsäure

80,21 g 1,6-Diaminohexan

155,94 g Caproloktom

4 176,82 g dimerisierte Tallölfettsäure 1,0 : 1,0 1,0

11,28 g Tallölfettsäure

62,53 Acelainsäure

76,73 g 1,6-Diaminohexan

149,16 g Caproloktom

Tabelle 1

Beispiel Zusammensetzung Verhälthis der Carboxyl- Mol Coprolcktom

gruppen des Fettsäurege- pro Mol Carboxyl-

misches a): Co-Dicorbonsäure b) gruppen

5 225,06 g dimerisierte Tallölfettsäure 1,5 : 1,0 0,6

5,77 g Tallölfettsäure

54,58 g Sebacinsäure

78,51 g 1,6-Diominohexan

93,96 g Coprolcktum

6 215,63 g dimerisierte Tallölfettsäure 3,0 : 1,0 1,4

6,66 g Tallölfettsäure

18,99 g Adipinsäure

60,49 g 1,6-Diaminohexan

161,59 g Caproloktom

7 215,63 g dimerisierte Tallölfettsäure 3,0 : 1,0 1,4

6,66 g Tallölfettsäure

26,16 Sebacinsäure

60,49 g 1,6-Diaminohexan

161,59 g Caproloktom

Tabelle 1

Beispiel Zusammensetzung Verhälthis der Carboxyl- Mol Coprolcktom

gruppen des Fettsäurege- pro Mol Carboxyl-

misches a): Co-Dicorbonsäure b) gruppen

8 221,16 g dimerisierte TallBlfettsäure 4,0 : 1,0 1,3

6,84 g Tallölfettsäure

20,22 g Sebocinsäure

58,17 g 1,6-Diominohexan

146,90 g Coprolcktom

9 171,46 g dimerisierte Ölsöure 1,0 : 1,0 1,0

10,94 g Sojaölfettsäure

23,37 g Adpisäure

30,32 g Acelainsäure

74,43 g 1,6-Diominohexon

144,64 g Caproloktom

10 19,95 g dimerisierte Ölsäure 0,1 : 1,0 0,9

19,95 g Ölsäure

141,51 g Sebacinsäure

121,68 g 1,9-Diominononan

158,20 g Coproloktom

Tabelle 1

Beispiel Zusammensetzung Verhälthis der Carboxyl- Mol Coprolcktom

gruppen des Fettsäurege- pro Mol Carboxyl-

misches a): Co-Dicorbonsäure b) gruppen

11 20,38 g dimerisierte Ölsäure 0,1 : 1,0 0,9

16,66 g Stearinsäure

131,40 g Sebocinsäure

143,00 g 1,12-Diominododecon

12 132,53 g dimerisierte Ölsäure 0,5 : 1,0 0,67

9,97 g Tallölfettsäure

115,67 g Dacomethylendicarbonsäure

87,22 g 1,6-Diominohexan

13 132,53 g dimerisierte Ölsäure 0,5 : 1,0 0,67

9,97 g Tallölfettsäure

122,00 g Brossylsäure

87,71 g 1,6-Diominohexan

113,00 g Coproloktom

14 718,2 g dimerisierte Sojaölfettsäure 0,5 : 1,0 1,0

147,2 g Sojaölfettsäure

613,8 g Sebccinsäure

529,4 g 1,6-Diaminohexan

1029,6 g Caoroloktom

Tabelle 2

Beispiel Erweichungspunkt Schmelzviskositöt Trennfestigkeit (kp/5 cm)

bei 220°C (polise) Anfangswerte 60°C-Wäsche Perchloräthylen-

naß zerrissen reinigung

naß zerrissen

2 127°C 1064 5,8 3,2 5,5

3 104°C 1235 6,0 4,0 4,0

4 105°C 360 5,1 2,8 2,8

5 90°C 596 5,5 2,8 2,9

6 138°C 491 5,6 2,8 3,4

7 125°C 473 5,4 3,2 2,8

8 112°C 290 5,9 3,6 2,2

9 124°C 447 5,0 2,8 3,0

10 121°C 690 5,7 3,6 3,2

11 131°C 1140 6,0 3,4 3,4

12 140°C 658 5,8 4,0 3,5

13 127°C 285 5,2 3,5 2,6

14 106°C 1220 6,0 3,8 4,0

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Schmelzkleber auf Basis von Polyamiden für die Verklebung von Textilien, bestehend aus: o) dimerisierter Fettsäure mit einem Gehalt von 70 Gewe-% bis 100 Gew.-% an dimerer Fettsäure im Gemisch mit Monocarbonsäuren, die 12 - 22 Kohlenstoffotome aufweisen, wobei das Gesamtgemisch bis zu 50 Gew. - an den Monocarbonsäuren betragen kann, und b) einer oder mehreren aliphatischen unverzweigten Co-Dicarbonsäuren mit 6 - 13 Kohlenstoffatomen, wobei das Verhältnis der Carbonsäuren gemäß a) zu Carbonsäuren gemäß b) 0,05 : 1 bis 5 : 1, bezogen auf Carboxylgruppen, beträgt, und bestehend aus einer den unter a) und b) genannten Säuren im wesentlichen äquivalenten Menge eines c) aliphatischen unverzweigten diprimären Diamins mit 6 12 Kohlenstoffatomen und aus d) Caprolactam und/oder e-Aminocapronsäure, wobei pro Mol Carboxylgruppen der unter a) und b) genannten Säuren 0,5 - 1,5 Mol Caprolactam und/oder #-Aminocopronsäure eingesetzt werden.
2. Schmelzkleber gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Carbonsäuren gemäß ) zu Carbonsäuren gemäß b) 0,1 : l bis 3,0 : 1 beträgt.
3. Schmelzkleber gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, duß als Co-Dicarbonsäure gemäß b) Sebazinsäure verwendet wird.
4. Schmelzkleber gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Diamin gemäß c) Hexamethylendiamin verwendet wird.
5. Schmelzkleber gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß pro Mol Carboxylgruppen der unter a) und b) genannten Sduren 0,8 - 1,2 Mol Caprolactam undZoder #-Aminocapronsäure eingesetzt wird.
6. Schmelzkleber gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als dimerisierte Fettsäure gemaß a) eine Fettsäure mit einem Gehalt von mehr als 90 Gew.-% dimerer Fettsäure verwendet wird.