DE2536997B2

DE2536997B2 - Verwendung von Polymeren als Schmelzhaftkleber

Info

Publication number: DE2536997B2
Application number: DE2536997A
Authority: DE
Inventors: Robert Dipl.-Ing. Dr. Maria-Enzersdorf Vitek (Oesterreich)
Original assignee: KORES HOLDING ZUG AG ZUG (SCHWEIZ)
Current assignee: KORES HOLDING ZUG AG ZUG (SCHWEIZ)
Priority date: 1975-08-08
Filing date: 1975-08-20
Publication date: 1978-11-16
Also published as: IT1065078B; US4091195A; ATA616775A; DK358176A; ES450527A1; FR2320340B1; AT340549B; GB1539271A; DE2536997A1; FR2320340A1

Description

Bisher wurden druckempfindliche Klebstoffe aus ihrer Lösung oder Dispersion in einem organischen Lösungsmittel auf einen geeigneten Träger aufgebracht. Die Verwendung von Lösungsmitteln bei der Herstellung von Schmelzhaftklebern ist jedoch aus Gründen der Umwelthygiene und wegen der gesundheitlichen Schäden und der Feuergefahr, die bei der Verarbeitung von in organischen Lösungsmitteln gelösten oder dispergierten Klebstoffen auftreten und der Feuergefahr nachteilig. Da das Trägermaterial oft auf Kunststoffbasis hergestellt ist, tritt durch die elektrostatische Aufladung Funkengefahr auf, so daß sich die organischen Lösungsmittel leicht entzünden können.

Ein weiterer Nachteil der Iösungsmittelhaltigen Klebstoffe bei Auftragen auf den Träger wird darin gesehen, daß der Produktionsgeschwindigkeit Grenzen gesetzt sind.

Man ging daher dazu über, auf Lösungsmittel zu verzichten und bei höheren Temperaturen im Schmelzbereich der Polymeren zu arbeiten. Dabei zeigen sich eine Reihe von Problemen, die je nach Verwendungszweck in Kauf genommen werden können bzw. zum Teil auch gelöst worden sind. Zumeist sind diese die geringe Oxydations- und Temperaturbeständigkeit der Klebstoffmischungen, die Probleme aufwerfen, da bei der Herstellung der Schmelzhaftkleber bei relativ hohen Temperaturen gearbeitet wird. Insbesondere der Mastifiziervorgang und das Auftragen selbst erfordern Temperaturen über 100° C.

Zum Auftragen der Schmelzhaftkleber müssen geeignete Auftragsvorrichtungen vorhanden sein, trotzdem darf die Schmelzviskosität des Schmelzhaftklebers nicht zu hoch sein, da sich sonst die auftretenden Schwierigkeiten nicht meistern lassen.

Um die Schmelzviskosität auf Werte herabzusetzen, die das Auftragen erleichtern, wählte man zumeist den Polymerisationsgrad niedrig und setzte einen höheren Anteil an Weichmachern zu. Dadurch wurde jedoch die Dauerstandfestigkeit des Schmelzhaftklebers so weit herabgesetzt, daß die Schmelzhaftkleber stärkeren Beanspruchungen nicht gerecht werden konnten.

Demgemäß konnten die Schmelzhaftkleber nur für bestimmte Verwendungszwecke eingesetzt werden, so zum Verkleben von Gegenständen, die keiner Dauerbeanspruchiing standzuhalten hatten.
"> Man hat bereits versucht, Schmelzhaftkleber auf Basis von Blockmischpolymerisaten von Styrol und Butadien oder von Styrol und Isopren mit Zusätzen von modifiziertem oder unmodifiziertem Kolophonium oder Kolophoniumestern, Cumaron-Inden-I» Harzen, Polyterpenharzen, aliphatischen Dien-Olefinkohlenwasserstoffharzen, Polystyrolharzen,

Mischpolymerisaten von Äthylen und Vinylacetat oder Polypropylen herzustellen. Nach anderen Vorschlägen bestanden die Schmelzhaftkleber aus Mischpolymerisaten von Vinylestern mit Zusätzen von Wachsen.

Das Problem bei diesen Schmelzklebern liegt jedoch darin, daß die Dauerstandfestigkeit zu gering ist. Die schlechten Kohäsionswerte bei Schmelzklebern verursachen Dauerstandfestigkeiten bei einer Belastung von 1,5 kg bei 25 ° C und einer Bandbreite von 1 cm von nur wenigen Minuten.

Schmelzkleber auf Basis von Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymerisaten und chlorierten Kohlenwasserstoffen lassen sich überhaupt nur sehr begrenzt anwenden, so finden sie ihren Einsatz insbesondere zum Verlegen von Teppichen, um die Unterseite des Teppichs rutschfest zu machen.

Auch bei Versuchen mit Schmelzhaftklebern auf Kautschukbasis ist man gescheitert.

Es war daher bislang nicht möglich, das Einsatzgebiet von Schmelzhaftklebern auch auf Gebiete auszudehnen, wo Dauerbelastungen auftreten, z. B. in der Verpackungsindustrie. Eine ausgesprochene Marktlücke besteht bei Verpackungsbändern, die mit einem Schmelzhaftkleber beschichtet sind, deren Dauerstandfestigkeit weit über den oben angeführten, bisher erzielten Werten liegt.

Durch die erfindungsgemäße Verwendung bestimmter Polymerisate, deren Ketten zumindest teilweise quer vernetzt sind und die einen Vernetzungsgrad von 0,1 bis 10 % und ein Molekulargewicht von 100 000 bis 1000 000 haben, wird ein Schmelzhaftkleber geschaffen, bei dem die Dauerstandfestigkeit auf weit über 8 Minuten erhöht werden konnte.

Erfindungsgemäß kommen sowohl Polymere und Blockpolymere mit durchgehend vernetzten Gruppen als auch Mischungen von vernetzten und unvernetzten Polymeren in Betracht.

Der Vernetzungsgrad spielt für die vorliegende Erfindung eine wesentliche Rolle. Wählt man den Vernetzungsgrad zu niedrig, so wird die Dauerstandfestigkeit verschlechtert.

Ist hingegen der Vernetzungsgrad zu hoch, tritt ein Ausvulkanisieren ein, was zu einem Verlust der Klebeeigenschaften führt.

Die erfindungsgemäß als Schmelzhaftkleber verwendeten quervernetzten Polymeren werden im wesentlichen nach zwei Verfahren hergestellt.

Die Vernetzung kann entweder durch eine Vulkanisation hervorgerufen werden, zu welchem Zweck man eine Mischungeines oder mehrerer Polymere der Gruppe Butadien-Styrolpolymer, Isopren, Naturkautschuk, Chlorbutylkautschuk oder Äthylen-Propylenpolymer und Schwefel bei einer Temperatur von 130-160° C herstellt.

Die Mischung wird homogenisiert, vorzugsweise durch Kneten. Anschließend senkt man die Tempera-

tür auf 80-120° C, vorzugsweise 100-110° C. Dann setzt man einen Vulkanisationsbeschleuniger zu, so daß die Quervemetzung eintritt.

Der Schwefel wird in Form von gefälltem Schwefel in einer Menge von 0,01 bis 10 Gew.% zugesetzt.

Als Vulkanisationsbeschleuniger eignen sich Ammoniumsalze der Dithiocarbaminsäure, Natriumdithiocarbamate, Zinkdithiocarbamate, Thiuram- oder Mercapto-Beschleuniger, Sulfenamid-Beschleuniger, Aldehydamid-Beschleuniger, Guanidin-Beschleuniger, basische Amin-Beschleuniger und übliche Vulkanisiermittel für Butylkautschuke wie p-Benzochinondioxim. Der Beschleuniger wird in einer Menge von 0,01 bis 10 Gew.% zugesetzt.

Nach dem anderen Herstellungsverfahren kann auf die Beigabe von Schwefel verzichtet werden, wenn man Vernetzungsmittel auf Basis von Mono-, Di-, Tn- oder Polyisocyanaten oder oxydative Vernetzungsmittel auf Basis von aliphatischen und aromatischen Peroxiden zusetzt.

Die Menge der Vernetzungsmittel soll 0,01 bis 15 Gew.% betragen. Es ist jedoch auch bei diesem Verfahren wichtig, daß man die Vernetzungsmittel bei einer niedrigeren Temperatur und unmittelbar vor dem Auftragen auf den Träger· zugibt.

Die erfindungsgemäß als Schmelzhaftkleber verwendeten Polymeren zeigen eine Viskosität von 10⁶ - 10° cp/120-130° C. Der Vernetzungsgrad soll zwar mindestens 0,1% betragen, jedoch nicht über 10% liegen, da der Schmelzhaftkleber sonst seine Klebeeigenschaften verliert.

Bei der Vernetzung durch Vulkanisation mit Schwefel treten zwischen den Polymerketten Schwefelbrücken auf. Wird die Vernetzung durch Vernetzungsmittel auf Basis von Mono-, Di-, Tri- oder Polyisocyanaten oder durch oxydative Vernetzung mittels aliphatischen oder aromatischer Peroxide eingeleitet, so bilden sich zwischen den Polymerketten zum Teil Harnstoffbrücken, zum Teil tritt Polyurethanvernetzung ein oder es treten Sauerstoff- oder Stickstoffbrücken auf.

Bei der Vernetzung mit aliphatischen oder aromatischen Peroxiden bilden sich zwischen den Polymeren zum Teil Sauerstoffbrücken, es kommt jedoch auch zu einer Wasserstoffabspaltung, so daß Metliylengruppen auftreten.

^r) Durch die Vernetzung bzw. die Vulkanisation verschwinden zum Teil die Doppelbindungen in den Polymeren, so daß die erfindungsgemäß als Schmelzhaftkleber verwendeten Polymeren oxydations- und UV-beständig sind. Außerdem wird die Empfindlich-

i" keit gegen Kationen, insbesondere gegen Mangaw- und Eisenionen verringert.

Die Erfindung wird nun an Hand folgender Ausführungsbeispiele näher erläutert.

,.-, Beispiel 1

In einer Kneteinrichtung wurde eine Mischung von

Butadien Styrol 50 Gew.-Teile

Blockpolystyrol 20 Gew.-Teile

Strecköl 28 Gew.-Teile

μ gefällter Schwefel 1 Gew.-Teil

Alterungsschutzmittel 0,9 Gew.-Teile

bei einer Temperatur von 105° C homogenisiert. Die homogene Mischung wurde auf eine Temperatur von 95 ° C gebracht und als Vulkanisationsbeschleuniger

2) mit 0,1 Gew.-Teil Thiuram vermischt.

Unmittelbar darauf wurde die Mischung auf einen Kraftpapierträger gebracht.

Beispiel 2

In einer Kneteinrichtung wurde eine Mischung von Butadien-Styrol 50 Gew.-Teile

Blockpolystyrol 20 Gew.-Teile

Strecköl 25 Gew.-Teile

J-) bei einer Temperatur von 140° C homogenisiert. Die homogene Mischung wurde anschließend auf eine Temperatur von 100° C gebracht und mit 4 Gewichtsteilen eines handelsüblichen Vernetzungsmittels auf Basis eines Thiuram versetzt. Unmittelbar darauf wurde der vernetzte Schmelzhaftkleber auf eine Trägerfolie aus Polyvinylchlorid aufgebracht.

Claims

Patentansprüche:

1. Verwendung von einem oder mehreren zumindest teilweise quer\ ersetzten Polymeren der Gruppe Butadien-Styrolpolymer, Isopren, Naturkautschuk, Chlorbutylkautschuk und Äthylen-Propylenpolymer mit einem Vernetzungsgrad von 0,1 bis 10% und einem Molekulargewicht von 100000 bis 1000000 als Schmelzhaftkleber.

2. Verwendung nach Anspruch 1, wobei eine Mischung von unvernetzten und vernetzten Polymeren eingesetzt wird.

3. Verwendung nach Anspruch 1, wobei durch Sauerstoff-, Schwefel-, Stickstoff-, Harnstoff-, Urethan- oder Methylenbrücken zwischen den Polymerketten quervernetzte Polymere eingesetzt werden.