DE2613587C2 - - Google Patents
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Description
In den vergangenen Jahren hat die Verwendung von druckempfindlichen
Klebmassen aufgrund ihrer leichten Verwendbarkeit einen großen
Aufschwung erfahren. Typische Anwendungsgebiete für druckempfindliche
Klebmassen sind beispielsweise Klebbänder, und zwar für den Haushalt,
die Industrie und für chirurgische Zwecke, ferner Aufklebeadressen
und Aufklebeschilder, klebfähige Folien und Filme, Bodenkacheln
sowie Wand- und Deckenverkleidungen. Bis vor kurzem bestanden
praktisch alle bekannten druckempfindlichen Klebmassen aus Mischungen
von synthetischen und natürlichen Gummis von vergleichsweise hohem
Molekulargewicht mit Klebstoffkomponenten. Es ist auch bekannt,
diesen Klebmassen Füllstoffe zuzusetzen, beispielsweise Zinkoxyd
und/oder Magnesiumoxyd, bevor sie auf die entsprechenden Substrate,
beispielsweise opake Substrate, aufgebracht werden. Typische Substrate,
auf die derartige Klebmassen aufgebracht werden können,
bestehen beispielsweise aus Papier, Cellophan, Folien aus plastifiziertem
Polyvinylchlorid, Polyestern, Celluloseacetat sowie
ferner aus Geweben, geschäumten Polymeren, z. B. geschäumtem Polystyrol
und geschäumten Polypropylen, Metallfolien, Filzen und Kork.
Nachteilig an der Verwendung der bekannten druckempfindlichen
Klebmassen ist, daß sie unter Verwendung von Lösungsmitteln auf
die Substrate aufgebracht werden müssen.
Es ist weiterhin bekannt, daß bestimmte Copolymere mit 1-Hexen-
oder 1-Octeneinheiten durch eine permanente Klebrigkeit gekennzeichnet
sind. Es hat sich jedoch gezeigt, daß derartige Copolymere
sich nicht ohne weiteres als druckempfindliche Klebmassen
oder zur Herstellung derselben verwenden lassen. So hat sich beispielsweise
gezeigt, daß Poly-1-hexen sowie Copolymere auf 1-Hexen-
Basis mit vergleichsweise geringen Mengen an Propylen, d. h. zum Beispiel
5 bis 20 Gew.-Propylen, zwar eine permanente Klebrigkeit aufweisen,
daß derartige Polymere jedoch nur sehr geringe Haftfestigkeitseigenschaften
aufweisen. Derartige Klebmassen hinterlassen,
wenn sie zur Herstellung von Polyesterklebbändern verwendet werden
und wenn diese auf eine Stahlplatte aufgepreßt und abgezogen werden,
einen Rückstand. Des weiteren genügen sie nicht dem statischen
Schertest, der später noch näher beschrieben werden wird.
Aus der CA-PS 8 56 337 sind des weiteren unter Verwendung von
hoch-stereo-spezifischen Katalysatoren hergestellte Copolymere aus
gleichen molaren Mengen von Propylen und 1-Hexen mit Blöcken aus
jedem der Monomeren bekannt, die als Klebmassen verwenbar sind.
Es hat sich jedoch gezeigt, daß der blockartige Aufbau dieser Copolymeren
verhindert, daß diese Copolymeren einen gleichbleibenden
hohen Klebrigkeitsgrad beibehalten. Dies bedeutet, daß diese bekannten
Copolymeren im Grunde genommen Heißschmelz-Klebmassen darstellen,
die einer Reaktivierung bei erhöhten Temperaturen, beispielsweise
82°C bedürfen, damit zwei Substrate miteinander verklebt
werden können.
Aus der FR-PS 13 96 054 sind des weiteren kristalline Copolymere
aus 1-Buten oder Propylen einerseits und anderen geradkettigen
Olefinen mit mindestens drei Kohlenstoffatomen andererseits bekannt,
welche Schmelzpunkte von 80 bis 125°C, Dichten von 0,86
bis 0,93, Molekulargewichte von 3000 bis 8000 und Eindringhärtewerte
von <4 (250 g Gewicht) aufweisen. In der FR-PS 13 96 054
wird dargelegt, daß sich diese kristallinen Copolymeren als thermoplastische
Klebmassen oder Heißschmelz-Klebmassen verwenden lassen.
Diese kristallinen Copolymeren sind jedoch nicht als druckempfindliche
Klebmassen verwendbar.
Es ist des weiteren bekannt, daß bestimmte Olefin-Copolymere mit
Intrinsic-Viskositäten von 1,5 bis 7,0 und einer Molekularstruktur
derart, daß 40 bis 75 Gew.-% des Polymeren aus isotaktischem
Material bestehen, als druckempfinldiche Klebmassen verwendbar
sind. Derartige Copolymere, deren Herstellung beispielsweise aus
den US-PS 36 35 754 und 35 35 755 bekannt ist, lassen sich beispielsweise
bei 30°C unter Verwendung eines Katalysators auf
Basis Trialkylaluminium/Titantetrachlorid herstellen. Zur Herstellung
der Copolymeren geeignete Monomere sind Olefine mit 2
bis 16 Kohlenstoffatomen. Derartige, durch eine bestimmte Kristallinität
gekennzeichnete hochmolekulare Polymere lassen sich auf
Substrate, wie beispielsweise silikonisiertes Kraftpapier aus
Heptan-Lösungen mit einem Polymergehalt von etwa 16 Gew.-% auftragen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine druckempfindliche Heißschmelz-
Klebmasse anzugeben, die sich durch hervorragende Klebeigenschaften
auszeichnet und dabei aus heißen Schmelzen auf die verschiedensten
Substrate aufgebracht werden kann, ohne daß zum Auftragen der
Klebmassen auf die Substrate die Verwendung eines Lösungsmittels
erforderlich ist.
Die Erfindung betrifft den durch den Anspruch gekennzeichneten
Gegenstand.
Die erfindungsgemäße Heißschmelz-Klebmasse eignet sich zur Herstellung
von druckempfindlichen Klebeprodukten, wie beispielsweise
druckempfindlichen Klebebändern, Klebestreifen und Aufklebeetiketten.
Sie zeichnet sich durch eine gute thermische Stabilität
bei erhöhten Temperaturen von beispielsweise 177°C aus.
Zu ihrer Herstellung ist die Verwendung weiterer chemischer Komponenten,
beispielsweise spezieller Klebmittel und Plastifizierungsmittel
nicht erforderlich.
Eine erfindungsgemäße druckempfindliche Heißschmelz-Klebmasse
blutet ferner nicht aus, wenn sie zur Herstellung von Papier-
Klebbändern bei Temperaturen von beispielsweise 4,5 bis 71°C
verwendet wird.
Eine erfindungsgemäße druckempfindliche Heißschmelz-Klebmasse
genügt den Erfordernissen, die an druckempfindliche Heißschmelz-
Klebmassen gestellt werden, d. h.:
- 1. Die Masse weist eine Abstreif- oder Abziehfestigkeit von mindestens 1,13 kg/2,54 cm auf, die bestimmbar ist nach der Testmethode PSTC-1 (Peel Adhesion for Single Coated Tapes 180° Angle, Revised 11/70), entwickelt von dem "Specifications and Technical Committee of the Pressure Sensitive Tape Council", 1201 Waukegan Rd., Glenview, Ill. USA.
- 2. Die Klebmasse weist eine Scherfestigkeit, gemessen nach der Methode PSTC-7 des erwähnten Tape Council, von <1000 Minuten bei einem Test mit einer Belastung von 1 kg auf.
- 3. Die Klebmasse weist einen Klebwert, gemessen nach der Methode PSTC-6 des erwähnten Tape Council, von 5,08 cm oder weniger auf.
- 4. Die Klebmasse hat eine solche Schmelzviskositätsstabilität bei Anwendungstemperaturen, daß sich ihre Schmelzviskosität um weniger als 20% innerhalb von 100 Stunden ändert. Verwiesen wird in diesem Zusammenhang auf die Arbeit von J. E. Dickert, P. T. von Bramer, W. C. Cooper und H. L. Overbay, veröffentlicht in der Zeitschrift "Journal of the Technical Association of the Pulp and Paper Industry", 51, 64A6, 1968).
- 5. Klebmasse soll keinen Rückstand hinterlassen, wenn mit der Masse beschichtete Bänder von einer hoch-polierten Stahlplatte bei einer Temperatur von 23°C abgezogen werden.
Der Erfindung lag die Erkenntnis zugrunde, daß nur eine sehr beschränkte
Anzahl von Olefin-Copolymeren, und zwar der beschriebenen
Struktur den angegebenen Erfordernissen entspricht.
So hat sich beispielsweise gezeigt, daß Propylen-Copolymere mit
weniger als 40 Mol-% Comonomeren nur mäßige oder schlechte Klebeigenschaften
aufweisen und im allgemeinen sehr mäßige Abziehfestigkeiten,
wohingegen Copolymere mit über 60 Mol-% Comonomeren
schlechte statische Scherfestigkeiten aufweisen und einen Rückstand
hinterlassen, wenn Klebbänder, hergestellt unter Verwendung derartiger
Klebmassen von hoch-polierten Stahlplatten abgestreift
werden.
Abgesehen von der Tatsache, daß geeignete Copolymere zu 40 bis 60
Mol-% aus Comonomereneinheiten aufgebaut sein müssen, hat es sich
als wesentlich erwiesen, daß das Polymermolekül eine besondere
Struktur aufweisen muß. So hat sich beispielsweise gezeigt, daß die
erfindungsgemäß als druckempfindliche Heißschmelz-Klebmassen verwendbaren
Copolymeren keine durch Röntgenstrahlmethoden oder
Differential-Abtast-Kalorimeter-Methoden erkennbare Kristallinität
aufweisen dürfen.
Besonders vorteilhafte Klebmassen nach der Erfindung sind solche, die
aus einem Propylen/1-Hexencopolymeren, einem Propylen/1-Hexencopolymeren,
einem Propylen/1-Octencopolymeren, einem Propylen/1-Nonencopolymeren
oder aus einem Propylen/1-Decencopolymeren bestehen oder ein
solches enthalten.
Vorzugsweise weisen sie ferner eine Schmelzviskosität, gemessen bei
190°C von 13 000 bis 50 000 cp auf.
Die für die erfindungsgemäß verwendbaren Copolymeren angegebenen
Glasübergangstemperaturen von -30 bis -45°C wurden ermittelt nach
der Methode von John Mitchell und Jen Chiu, veröffentlicht in
"Anal. Chem. Annual Reviews", 43, 267R (1971), und der Arbeit von
M. J. O'Neill und R. L. Fyans, "Design of Differential Scanning
Calorimeters and the Performance of a New System", Vortrag gehalten
auf dem Eastern Analytical Symposium, New York City, November, 1971.
Die angegebenen Dichtewerte wurden ermittelt nach der ASTM-Methode
D-1505.
Es wurde gefunden, daß geeignete Copolymere, insbesondere solche
mit einer Dichte von unter 0,86 und einer Glasübergangstemperatur
zwischen der für Polypropylen ermittelten Temperatur und der für
das höhere Poly-1-olefin ermittelten Temperatur sind. So weist beispielsweise
Polypropylen eine Glasübergangstemperatur von etwa
-20°C auf und Poly-1-hexen eine Glasübergangstemperatur von etwa
-50°C. Verwiesen wird auf das Buch von J. Brandrup und E. H. Immergut,
"Polymer Handbook", Verlag Interscience Publishers, New York
City, 1966. Erfindungsgemäß verwendbare Propylen/1-Hexen-Copolymere
mit 40 bis 60 Mol-% 1-Hexeneinheiten weisen normalerweise Glasübergangstemperaturwerte
von etwa -30 bis -45°C auf.
Ist das Copolymer zu "blockartig", d. h. enthält das Copolymer vergleichsweise
lange Propylen-Segmente, so hat das Copolymer eine
Dichte von über 0,86 und weist einen Glasübergangstemperaturwert
auf, der charakteristisch ist für ein Propylenhomopolymer, d. h. bei
etwa -15 bis -20°C liegt.
Gegebenenfalls kann auch das nuklear-magnetische Resonanzspektrum
zur Charakterisierung der erfindungsgemäß verwendbaren Copolymeren
verwendet werden. So zeigt beispielsweise das Kohlenstoff-13
nuklear-magnetische Resonanzspektrum von erfindungsgemäß verwendbaren
Propylen/1-Hexen-Copolymeren, bestimmt in einer Mischung von o-
Dichlorbenzol und Deuterobenzol als Lösungsmittel und Hexamethyldisiloxan
als Standard eine einzige Spitze bei 12,2 ppm und eine
Vielzahl von Spitzen zentriert bei etwa 19,7, 18,9 und 18,1 ppm.
Die einzelne Spitze bei 12,2 ppm beruht auf dem Vorhandensein einer
Methylgruppe in den Butylseitenketten der 1-Hexen-Monomereneinheiten.
Die drei Multipletts beruhen auf den Methylseitengruppen der Propylen-
Monomereneinheiten. Es liegen drei Sätze von Multipletts vor,
da Triaden von Propylen-Monomereneinheiten in sämtlichen drei möglichen
Typen von stereo-regulären Konfigurationen vorliegen (z. B.
lll- oder ddd-Triaden, ddl- oder lld-Triaden und ldl- oder dld-Triaden).
Die erfindungsgemäßen neuen druckempfindlichen Kleb-Polymeren bestehen
ganz offensichtlich aus aus Multiblöcken aufgebauten Copolymeren
aus Einheiten eines der aufgeführten höheren 1-Olefine und
Propylen und/oder 1-Buten, wobei die Propylenblöcke, 1-Butenblöcke
oder Propylen-1-butenblöcke teilweise stereo-reguläre und teilweise
hetero-taktische Segmente sind, die mindestens zum überwiegenden
Teil weniger als 20 Monomereneinheiten lang sind, wobei die Blöcke
aus dem oder den höheren 1-Olefinen nicht zur Kristallisation, mindestens
innerhalb des Verwendungstemperaturbereiches von -29°C bis
+82°C befähigt sind. Es wird angenommen, daß, obgleich die erfindungsgemäß
verwendbaren Copolymeren keine durch Röntgenstrahlanalyse
oder Differential-Abtast-Kalorimetrie erkennbare Kristallinität
aufweisen, sie doch einen vergleichsweise sehr geringen Grad einer
Kristallinität vom Polypropylentyp oder Poly-1-butentyp aufweisen,
die für die gute cohesive Festigkeit bei der Verwendung der Polymeren
als druckempfindliche Klebstoffe beiträgt.
Kennzeichnend für die erfindungsgemäß verwendbaren Copolymeren sind,
wie bereits angegeben, die folgenden Eigenschaften:
Schmelzviskositätsbereich bei 190°C | |
10 000 bis 75 000 cp | |
Konzentration an höherem 1-Olefin oder höheren 1-Olefinen in Mol-% | 40 bis 60 |
Dichtebereich in g/cc. | 0,85 bis 0,86 |
Glasübergangstemperatur, °C | -30 bis -45 |
Tm
(kristalliner Schmelzpunkt) nicht meßbar durch Differential-
Abtast-Kalorimetrie.
Abgesehen von den angegebenen strukturabhängigen Eigenschaften
können die erfindungsgemäßen druckempfindlichen Klebmassen weiterhin
durch funktionelle Eigenschaften gekennzeichnet werden, die ermittelt
werden können mittels einer 0,0254 mm dicken Poly(äthylenterephthalat)folie,
beschichtet mit einer 0,019 bis 0,0254 mm
dicken Klebmassenschicht:
Rollkugel-Klebrigkeit in cm|<5,08 | |
Scherfestigkeitsbereich in Minuten | 1000 bis 4000 |
Abziehfestigkeitsbereich in kg/2,54 cm | 1,13 bis 2,27 |
Bei der Herstellung derartiger Bänder soll die Klebmasse auf die
Poly(äthylenterephthalat)folie bei einer Schmelztemperatur von
mindestens 177°C aufgebracht werden. Das Unterlagsmaterial kann
vorerhitzt werden, wenn es beispielsweise aus einem Polyester, einem
Gewebe, wie beispielsweise Baumwolle oder Papier, besteht. Wärmeempfindliche
Substrate oder Trägermaterialien, beispielsweise aus
Celluloseacetat oder Cellophan sollen nach Möglichkeiten nicht vorerhitzt
werden, um eine Beschädigung des Materials zu vermeiden.
Die Beschichtungsstärke der Klebmasse ist ebenfalls von Bedeutung,
da in der Praxis Schichtstärken von im allgemeinen 0,0254 mm oder
darunter verwendet werden. Schichtdicken von 0,050 bis 0,076 mm
können zu fehlerhaften Ergebnissen bezüglich der Beurteilung
der Polymeren als druckempfindliche Klebstoffe oder Klebmassen führen.
Der Katalysatortyp sowie die Polymerisationsbedingungen, die zu
Copolymeren der gewünschten Struktur führen, sind vergleichsweise
sehr begrenzt. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, zur
Herstellung der Copolymeren Katalysatorsysteme zu verwenden, welche
bei der Polymerisation von Propylen zu einer vergleichsweise geringen
Stereoregulation führen.
So haben sich beispielsweise Kombinationen von Ät₃Al mit AATiCl₃
bei einem molaren Verhältnis von Al/Ti von etwa 1 : 1 bis etwa 5 : 1
als vorteilhaft erwiesen. Als notwendig hat es sich des weiteren
erwiesen, die Polymerisation bei vergleichsweise hohen Temperaturen
durchzuführen, vorzugsweise bei Temperaturen von etwa 150 bis 160°C.
Ganz allgemein hat es sich als zweckmäßig erwiesen, bei Temperaturen
von 140 bis 170°C zu arbeiten. Bei Temperaturen unterhalb 140°C
erfolgt eine zu große Blockbildung, und zwar sogar bei Verwendung
von Ät₃Al/AATiCl₃-Katalysatoren. Das Molekulargewicht (die Schmelzviskosität)
von Copolymeren, die bei Temperaturen oberhalb 170°C
hergestellt wurden, ist wiederum zu gering, als daß druckempfindliche
Klebemassen mit vorteilhaften Eigenschaften hergestellt werden
könnten.
Werden zur Copolymerisation von Propylen und Hexen Katalysatoren
verwendet, welche hoch stereo-reguläre Propylenhomopolymere liefern,
so werden sog. Multiblock-Copolymere erhalten, die kristallisierbare
Propylensegmente enthalten. Diese weisen infolgedessen nicht
ausreichende Klebeigenschaften auf. Beispiele für hoch stereospezifische
Katalysatoren für die Polymerisation von Propylen, die
zu diesen Ergebnissen führen, sind beispielsweise Katalysatoren
auf Basis von ÄtAlCl₂/Bu₃N/TiCl₃; Ät₃Al/HPT/TiCl₃ und Ät₂AlCl/HPT/
TiCl₃.
Bei der Angabe der Katalysatoren wurden die folgenden Abkürzungen
benutzt:
AATiCl₃ | |
steht für TiCl₃, hergestellt durch Reduktion von TiCl₄ mit Aluminium; | |
Bu₃N | steht für Tributylamin; |
HPT | steht für Hexamethylphosphorsäuretriamid. |
Vorzugsweise weisen die erfindungsgemäß verwendeten Copolymeren
eine Schmelzviskosität von etwa 13 000 bis etwa 50 000 cp bei
190°C auf.
Die erfindungsgemäßen Copolymeren lassen sich gegebenenfalls durch
Zusatz üblicher bekannter Polyolefin-Stabilisatoren stabilisieren.
Als Stabilisatoren geeignet sind beispielsweise Dilaurylthiodipropionat,
Laurylstearylthiodipropionat, Pentaerythritoltetrakis-
[3-(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat]; Dioctadecyl-
p-kresol; 2,2′-Methylen-bis(4-methyl-6-tert.-butylphenol und 4,4′-
Methylen-bis-(2,6-di-tert.-butylphenol) oder Kombinationen derartiger
Stabilisatoren.
Bei Verwendung von Stabilisatoren können diese in vorteilhafter Weise
in Konzentrationen von etwa 0,1 bis etwa 0,5 Gew.-% verwendet werden.
Vorteilhafte Ergebnisse werden beispielsweise bei Verwendung von
0,25 Gew.-% des beschriebenen Pentaerythritol-Stabilisators erreicht
oder bei Kombinationen von 0,25 Gew.-% des Pentaerythritol-Stabilisators
mit 0,25 Gew.-% Laurylstearylthiodipropionat.
Die erfindungsgemäß verwendeten Copolymeren können allein oder
gemeinsam in Mischung mit anderen Polymeren verwendet werden, beispielsweise
gemeinsam mit Polyäthylenwachsen, Polypropylenwachsen,
amorphen Polypropylen, amorphen Äthylen-Propylen-Blockcopolymeren,
Paraffinen und Polyterpenen, die im Handel erhältlich sind.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher veranschaulichen.
In einer mit Stickstoff gefüllten Box wurden 200 ml eines trockenen
handelsüblichen Kohlenwasserstoff-Lösungsmittels, 268 ml 1-Hexen
(destilliert und über Natriumspänen getrocknet) sowie 0,37 g eines
TiCl₃-Katalysators, hergestellt durch Reduktion von TiCl₄ mit
Aluminium in einen sauberen, trockenen 1 Liter fassenden Autoklaven
nach Parr, ausgerüstet mit einem Rührer, eingebracht. Der Autoklav
wurde dann in der Box verschlossen. Ein sauberer, trockener
Katalysator-Injektor wurde mit 0,5 g Ät₃Al und 35 ml trockenem
Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel in der Box gefüllt und dann an
den Autoklaven angeschlossen. Das Molverhältnis von Al zu Ti im
Katalysator lag bei 2,4 zu 1.
Nach Entfernung des Autoklaven aus der Box wurden 120 ml flüssiges
Propylen in den Autoklaven eingedrückt. Hierdurch wurde eine monomere
Mischung eingestellt, die 75 Gew.-% 1-Hexen enthielt. Der Autoklav
wurde unter Rühren auf 140°C erhitzt. Dann wurde die Ät₃Al-
Lösung in die monomere Lösung injiziert, wodurch die Copolymerisation
eingeleitet wurde. Die Copolymerisation verlief exotherm
unter Anstieg der Temperatur der Reaktionsmischung auf 150°C. Diese
Temperatur wurde 3 Stunden lang beibehalten, worauf 200 ml Isobutylalkohol
in den Autoklaven gepumpt wurden, um den Katalysator
zu deaktivieren. Die Temperatur wurde noch 15 Minuten lang auf
150°C gehalten. Dann wurde der Autoklav auf 23°C abgekühlt und geöffnet.
Das erhaltene Copolymer wurde in einen Überschuß Isobutylalkohol
gegeben. Die hierbei angefallene Mischung wurde auf 105°C
erhitzt, abgekühlt und filtriert, worauf das weiße, klebrige, farblose
Copolymer mit weiterem Isobutylalkohol gewaschen wurde, um
Katalysatorrückstände zu entfernen.
Das erhaltene Copolymer wurde dann durch Zusatz von 0,25 Gew.-%
Pentaerythritoltetrakis-[3-(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)-
propionat] stabilisiert und in einem Vakuumofen bei einer Temperatur
von 70 bis 80°C getrocknet. Die Ausbeute an Copolymer betrug
186 g, entsprechend einer 77%igen Umwandlung.
Das Copolymer bestand zu 43 Mol-% aus 1-Hexeneinheiten (entsprechend
60 Gew.-% 1-Hexen) wie durch nuklear-magnetische Resonanzanalyse
ermittelt wurde. Das klebrige Copolymer hatte eine Schmelzviskosität
bei 190°C von 21 300 cp, eine Intrinsic-Viskosität von 0,54,
eine Glasübergangstemperatur von -33°C und eine Dichte von 0,855.
Durch Röntgenstrahlanalyse und Differential-Abtast-Kalorimetrie
wurde keine erkennbare Kristallinität in dem Copolymeren festgestellt.
Das Copolymer wurde auf 177°C erhitzt und auf eine Polyäthylenterephthalatfolie
mittels eines üblichen Beschichtungsmessers unter
Erzeugung einer gleichförmigen Schichtstärke von 0,0254 mm aufgetragen.
Das auf diese Weise erhaltene Band wies die Eigenschaften eines
guten druckempfindlichen Klebebandes auf. So blieb beispielsweise
die Polymerbeschichtung permanent klebrig und zeigte eine gute Adhäsion
gegenüber Papier, Stahl, Polyäthylen, Poly(äthylenterephthalat)
und dergleichen. Wurde das Klebband von einer sauberen Stahloberfläche
abgezogen, so hinterblieb kein Polymerrückstand auf der
Stahloberfläche, woraus sich ergab, daß das Copolymer eine ausgezeichnete
Haftfestigkeit aufwies. Das Band wies des weiteren einen
Rollkugel-Klebwert von 3,8 cm auf, ferner eine Abziehfestigkeit
auf Stahl von 1,4 kg/2,4 cm und eine statische Scherfestigkeit
(gemessen auf Stahl unter Verwendung eines 1000 g Gewichtes) von
3596 Minuten.
Mit einem Abschnitt des Klebbandes wurde eine eingerissene Seite
geklebt. Es zeigte sich, daß die Druckbuchstaben unter dem Klebeband
durch das Band hindurch gut leserlich blieben.
Entsprechend gute Ergebnisse wurden dann erhalten, wenn die Klebmasse
auf schwarzes Papier, Kreppapier, mit Kasein beschichtetes
Papier, Gewebe, Cellophan oder Celluloseacetatfolie als Substrat
oder Unterlage aufgetragen wurde.
Das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren zur Herstellung eines
Copolymeren wurde wiederholt, wobei jedoch diesmal ein anderes
Monomer-Verhältnis von 300 ml 1-Hexen und 87 ml Propylen angewandt
wurde. Das erhaltene klebrige, amorphe Copolymer wurde mit einem
Umwandlunsgrad von 40% erhalten. Er wies eine Schmelzviskosität
von 23 500 cp bei 190°C auf. eine Intrinsic-Viskosität von 0,55,
eine Dichte von 0,854 g/cm³ und eine Glasübergangstemperatur Tg
von -40°C. Es bestand zu 48 Mol-% aus 1-Hexen. Das Copolymer wies
keinen durch Differential-Abtast-Kalorimetrie feststellbaren Schmelzpunkt
auf.
Eine mit der Klebmasse beschichtete Poly(äthylenterephthalat)folie
wies eine Abstreifstärke von 1,31 kg/2,54 cm Breite auf, eine Rollkugel-
Klebrigkeit von 3,7 cm und eine statische Scherfestigkeit
von 1658 Minuten. Das erhaltene Copolymer wies des weiteren ausgezeichnete
druckempfindliche Klebeigenschaften auf.
Nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Polymerisationsverfahren wurde
ein weiteres Copolymer hergestellt, mit der Ausnahme jedoch, daß
ein Katalysator vom Typ AATiCl₃/Ät₂AlCl/Bu₃M in einem Verhältnis
der Katalysatorbestandteile zueinander von 1 : 0,75 : 0,75 verwendet
wurde, wobei die Abkürzung AATiCl₃ einen TiCl₃-Katalysator kennzeichnet,
der erhalten wurde durch Reduktion von TiCl₄ mit Aluminium.
Die Polymerisationstemperatur betrug 140°C. Die Umwandlung von Monomer
zu Copolymer lag bei 88%. Das Reaktionsprodukt enthielt 46 Mol-%
1-Hexen. Es wies eine Schmelzviskosität von 25 500 cp bei 190°C auf,
eine Dichte von 0,856 und hatte eine Glasübergangstemperatur Tg von
-16°C. Dieser Tg-Wert deutet auf das Vorhandensein von Blöcken aus
Propylen-Monomereinheiten hin. Diese "Blockbildung" war ganz offensichtlich
für die Tatsache verantwortlich, daß ein unter Verwendung
der Klebmasse hergestelltes Poly(äthylenterephthalat)klebband
(mit einer Klebstoff-Dicke von 0,0254 mm) einen Rollkugel-Klebrigkeitswert
von 6,2 cm und eine Abstreifstärke von lediglich 0,90 kg/
2,54 cm aufwies. Hieraus ergab sich, daß das Copolymer dieses Beispieles
sich nicht als druckempfindliche Klebmasse für die Herstellung
üblicher Klebebänder eignete, obgleich der Prozentsatz an 1-
Hexen-Einheiten im Copolymeren ähnlich war dem Prozentsatz an 1-
Hexeneinheiten im Copolymer des Beispieles 2.
Nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren wurde ein weiteres
Copolymer hergestellt, mit der Ausnahme jedoch, daß das Mol-Verhältnis
von Al : Ti im Katalysator bei 0,67 : 1 lag und nicht bei
2,4 : 1. Die Umwandlung von Monomer zu Copolymer lag bei 80%. Das
erhaltene Copolymer wies eine Schmelzviskosität von 23 500 cp bei
190°C auf, ferner eine Dichte von 0,846 und eine Glasübergangstemperatur
Tg von -40°C. Es enthielt 44 Mol-% 1-Hexen.
Eine mit dem Copolymeren beschichtete Poly(äthylenterephthalat)folie
wies eine Abstreifstärke von 1,54 kg/2,54 cm, eine Rollkugel-
Klebrigkeit von 4,7 cm und eine statische Scherfestigkeit von 497
Minuten auf.
Aus den angegebenen Daten ergibt sich, daß das Copolymer zwar einige
Eigenschaften aufweist, die den Kriterien genügen, die an eine
druckempfindliche Klebmasse zu stellen sind, daß jedoch die statische
Scherfestigkeit nicht ausreichend war.
Das Beispiel veranschaulicht die Bedeutung des Molverhältnisses
von Ät₃Al zu AATiCl₃ im verwendeten Katalysator.
Nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren wurde 1-Hexen in
Abwesenheit von Propylen polymerisiert. Die Umwandlung von Monomer
zu Polymer lag bei 29%. Das erhaltene klebrige, farblose Poly-1-
hexen hatte eine Schmelzviskosität von 21 200 cp bei 190°C, eine
Dichte von 0,854 und eine Glasübergangstemperatur von Tg von -48°C.
Eine mit dem Polymeren beschichtete Poly(äthylenterephthalat)folie
wies einen Rollkugel-Klebrigkeitswert von 1,3 cm und eine Abstreifstärke
von etwa 1,45 kg/2,54 cm auf. Es zeigte sich jedoch
bei Durchführung des Testes zur Ermittlung der Abstreifstärke,
daß auf der Stahlplatte ein Polymerrückstand hinterblieb, wenn das
Klebband abgezogen wurde. Auch lag die Scherfestigkeit des Bandes
bei nur etwa 100 Minuten. Aus den erhaltenen Ergebnissen ergibt
sich somit, daß sich das hergestellte Homopolymer nicht für die
Verwendung als druckempfindliches Klebmaterial eignete.
Nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren wurde ein weiteres
Propylen-1-hexen-copolymer hergestellt, und zwar unter Verwendung
einer Mischung aus 1-Hexen und Propylen im Verhältnis von
90 : 10 Gew.-%. Die Umwandlung der Monomeren in das Copolymer betrug
71%. Das Copolymer hatte eine Schmelzviskosität von 21 300 cp bei
190°C und enthielt 65 Mol-% 1-Hexen.
Mit dem erhaltenen Copolymeren beschichtete Poly(äthylenterephthalat)folien
wiesen eine Abstreifkraft von 1,40 kg/0,54 cm Breite, eine
Rollkugel-Klebrigkeit von 4,0 cm und eine statische Scherfestigkeit
von 124 Minuten auf. Dies bedeutet, daß das hergestellte Copolymer
aufgrund seiner unzureichenden Scherfestigkeit nicht für
die Herstellung von Klebebändern geeignet war.
Nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren wurde ein weiteres
Copolymer ausgehend von einer monomeren Mischung aus 1-Hexen und
Propylen im Gewichtsverhältnis von 80 : 20 hergestellt. Die Umwandlung
der Monomeren in das Polymer betrug 75%. Das hergestellte Copolymer
hatte eine Schmelzviskosität von 28 000 cp bei 190°C, eine Glasübergangstemperatur
von -44°C, eine Dichte von 0,854 g/cm³ und
enthielt 58 Mol-% 1-Hexen. Das Copolymer wies keinen durch Differential-
Abtast-Kalorimetrie feststellbaren Schmelzpunkt auf.
Unter Verwendung des hergestellten Copolymeren hergestellte Klebebänder
mit einem Poly(äthylenterephthalat)träger wiesen eine Abstreifkraft
von 1,45 kg/2,54 cm Breite, eine Rollkugel-Klebrigkeit
von 3,7 cm und eine statische Scherfestigkeit von 1425 Minuten auf.
Das hergestellte Copolymer eignete sich demzufolge zur Herstellung
von druckempfindlichen Klebmaterialien.
Nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren wurde ein weiteres
Copolymer hergestellt, wobei diesmal jedoch eine Monomerenmischung
verwendet wurde, die 70 Gew.-% 1-Hexen enthielt. Die Umwandlung
von Monomer in Copolymer betrug 62%. Das erhaltene Copolymer hatte
eine Schmelzviskosität von 15 000 cp bei 190°C und enthielt 37 Mol-%
1-Hexen.
Ein unter Verwendung des Copolymeren hergestelltes Klebeband mit
einem Poly(äthylenterephthalat)träger hatte eine Abstreifkraft von
1,63 kg/2,54 cm Breite, eine Rollkugel-Klebrigkeit von 4,0 cm und
wies eine statische Scherfestigkeit von etwa 843 Minuten auf. Dies
bedeutet, daß das erhaltene Copolymer eine zu geringe statische
Scherfestigkeit aufwies, um zur Herstellung von Klebebändern geeignet
zu sein.
Nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren wurde ein weiteres
Copolymer hergestellt, wobei jedoch diesmal ein Katalysatorsystem
aus HATiCl₃/Ät₃Al/HPT in einem Molverhältnis von 1 : 0,75 : 0,75 verwendet
wurde. Das Gewichtsverhältnis von 1-Hexen zu Propylen in
der verwendeten Monomerenmischung lag bei 60 : 40.
Das Katalysatorsystem bestand somit aus:
HATiCl₃ | |
= TiCl₃, hergestellt aus TiCl₄ durch Reduktion mit Wasserstoff, | |
Ät₃Al | = Triäthylaluminium und |
HPT | = Hexamethylphosphorsäuretriamid. |
Die Umwandlung vom Monomeren in das Copolymer betrug 35%. Das
erhaltene Copolymer wies eine Schmelzviskosität von 495 000 cp
bei 190°C auf. Es enthielt 18 Mol-% 1-Hexen. Das Copolymer wies
eine für Polypropylen chrakteristische Kristallinität auf, die
durch Röntgenstrahlanalyse festgestellt wurde. Das Copolymer wies
einen Tm-Wert von 145°C und einen Tc-Wert von 102°C, ermittelt
durch Differential-Abtast-Kalorimetrie auf. Das Copolymer erwies
sich als nicht klebrig und zeigte keine Kontaktadhäsion, wenn eine
mit dem Copolymeren beschichtete Poly(äthylenterephthalat)folie
mit einer Stahlplatte in Kontakt gebracht wurde. (Tm = Schmelzpunkt,
Tc = Kristallisationspunkt).
Aus dem erhaltenen Ergebnis ergibt sich, daß Copolymere mit vergleichsweise
geringem Gehalt an 1-Hexeneinheiten und vergleichsweise
großer Kristallinität sich nicht zur Herstellung von druckempfindlichen
Klebebändern eignen.
Nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren wurde ein weiteres
Copolymer hergestellt, mit der Ausnahme jedoch, daß das Molverhältnis
von Al zu Ti im Katalysator bei 1 : 1 lag. Die Umwandlung vom
Monomeren zum Copolymer lag bei 71%. Das hergestellte Copolymer wies
eine Schmelzviskosität von 25 000 cp bei 190°C auf und enthielt 43
Mol-% 1-Hexen. Es hatte des weiteren eine Dichte von 0,856 und eine
Glasübergangstemperatur von -37°C.
Das Copolymer hatte entsprechende Eigenschaften wie das in Beispiel
1 beschriebene Copolymer.
Nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren wurde ein weiteres
Copolymer hergestellt, mit der Ausnahme jedoch, daß das Molverhältnis
von Al zu Ti des Katalysators bei 5 : 1 lag. Der Umwandlungsgrad
von Monomeren in Polymer lag bei 62%. Es enthielt 45 Mol-% 1-Hexen.
Es wurde ein Copolymer erhalten, dessen physikalische Eigenschaften
und Klebeeigenschaften denen des in Beispiel 1 beschriebenen
Copolymeren entsprachen.
Nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren wurde ein weiteres
Copolymer hergestellt, mit der Ausnahme jedoch, daß diesmal eine
monomere Mischung verwendet wurde, die 80 Gew.-% 1-Octen enthielt
anstelle von 75 Gew.-% 1-Hexen. Die Umwandlung von Monomeren in
das Copolymer betrug 69%. Das erhaltene Copolymer enthielt
44 Mol-% 1-Octen und hatte eine Dichte von 0,854. Die Schmelzviskosität,
gemessen bei 190°C lag bei 29 000 cp und die Glasübergangstemperatur
bei -34°C. Das Copolymer hatte keinen durch
Differential-Abtast-Kalorimetrie feststellbaren Schmelzpunkt.
Die Klebeeigenschaften des erhaltenen Copolymeren waren ähnlich
den Eigenschaften des in Beispiel 1 beschriebenen Propylen/1-
Hexencopolymeren.
Entsprechende Ergebnisse wurden dann erhalten, wenn anstelle von
80 Gew.-% 1-Octen 80 Gew.-% 1-Decen verwendet wurden.
Nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren wurde ein weiteres
Copolymer hergestellt, mit der Ausnahme jedoch, daß diesmal eine
Monomerenmischung verwendet wurde, die zu 20 Gew.-% aus Propylen,
40 Gew.-% aus 1-Hexen und 40 Gew.-% aus 1-Octen bestand. Die
Umwandlung der Monomeren in das Propylen/1-Hexen/1-Octen-Terpolymer
betrug 63%. Das Copolymer enthielt 41 Mol-% Propylen, 34 Mol-%
1-Hexen und 25 Mol-% 1-Octen.
Das erhaltene klebrige Copolymer wies keine durch Differential-
Abtast-Kalorimetrie oder Röntgenstrahlanalyse erkennbare Kristallinität
auf. Es hatte eine Dichte von 0,854, eine Schmelzviskosität
gemessen bei 190°C von 27 000 cp und eine Glasübergangstemperatur
Tg von -38°C. Die Klebeigenschaften des Copolymeren waren ähnlich
den Eigenschaften des in Beispiel 1 beschriebenen Propylen/1-Hexencoplymeren.
In einer mit Stickstoff gefüllten Box wurden 200 ml trockenes
Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel, 125 ml 1-Hexen (destilliert und
über Natriumspänen getrocknet), 155 ml trockenes 1-Octen und 0,37 g
AATiCl₃ (TiCl₃-Katalysator, hergestellt durch Reduktion von TiCl₄
mit Aluminium) in einem sauberen, trockenen, 1 Liter fassenden
Autoklaven nach Parr, ausgerüstet mit einem Rührer, eingebracht.
Der Autoklav wurde dann in der Box verschlossen. Des weiteren
wurden in einen trockenen Katalysator-Injektor 0,5 g Ät₃Al und
35 ml trockene Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel eingebracht, worauf
der Injektor an den Autoklaven angeschlossen wurde. Das Molverhältnis
von Al zu Ti im Katalysator betrug 2,4 : 1.
Nach Entfernung des Autoklaven aus der Box wurden 116 ml flüssiges
Propylen in den Autoklaven gedrückt. Hierdurch wurde eine Monomerenmischung
mit 76,5 Gew.-% höheren Olefinen erhalten. Der Autoklav
wurde dann unter Rühren auf 140°C erhitzt. Daraufhin wurde die
Ät₃Al-Lösung in die Monomerenlösung injiziert, wodurch die Copolymerisation
eingeleitet wurde. Die Copolymerisation verlief exotherm,
und die Temperatur der Reaktionsmischung stieg auf 150°C
an. Diese Temperatur wurde 3 Stunden lang beibehalten, worauf
200 ml Isobutylalkohol in den Autoklaven zur Deaktivierung des
Katalysators gepumpt wurden. Die Temperatur wurde nochmals 15 Minuten
lang auf 150°C gehalten. Der Autoklav wurde dann auf 23°C
abgekühlt und geöffnet. Das erhaltene Copolymer wurde in einen
Überschuß an Isobutylalkohol gebracht. Die Mischung wurde auf
105°C erhitzt, abgekühlt und abfiltriert. Das weiche, klebrige,
farblose Copolymer wurde dann mittels weiterem Isobutylalkohol
zwecks Entfernung der Katalysator-Rückstände gewaschen.
Das Copolymer wurde dann durch Zusatz von 0,25 Gew.-% Tetrakis-
[methylen(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxy-hydrocinnamat)methan]
stabilisiert und in einem Vakuumofen bei 70 bis 80°C getrocknet.
Die Ausbeute an Copolymer betrug 190 g entsprechend einem 74%igen
Umwandlungsgrad. Das Copolymer bestand zu etwa 50 Mol-% aus
höheren 1-Olefinen (etwa 25 Mol-% 1-Hexen und etwa 25 Mol-% 1-
Octen), wie sich durch nuklear-magnetische Resonanzanalyse ergab.
Das erhaltene klebrige Copolymer hatte eine Schmelzviskosität von
26 000 cp bei 190°C, eine Glasübergangstemperatur Tg von -38°C
und eine Dichte von 0,85. Weder durch Röntgenstrahlanalyse noch
durch Differential-Abtast-Kalorimetrie konnte eine Kristallinität
festgestellt werden.
Das Copolymer wurde auf 177°C erhitzt und auf eine Poly(äthylenterephthalat)folie
mittels eines Beschichtungsmessers aufgetragen.
Die Schichtstärke der aufgetragenen Schicht lag bei 0,0254 mm.
Das auf diese Weise erhaltene Klebband ließ sich ausgezeichnet
als druckempfindliches Klebeband verwenden. Dies bedeutet, daß die
aufgebrachte Polymerschicht permanent klebrig blieb und eine ausgezeichnete
Adhäsion gegenüber Papier, Stahl, Polyäthylen, Poly(äthylenterephthalat)
und dergleichen zeigte. Wurde das Klebeband
von einer sauberen Stahloberfläche abgezogen, so hinterblieb kein
Polymerrückstand auf der Stahloberfläche, woraus sich die ausgezeichneten
Kohäsions-Festigkeitseigenschaften des Copolymeren ergaben.
Das erhaltene Klebband wies einen Rollkugel-Klebrigkeitswert von
3,5 cm, eine Abstreifstärke (auf Stahl) von 1,54 kg/2,54 cm und
eine statische Scherfestigkeit (gemessen auf Stahl unter Verwendung
eines 1000-g-Gewichtes von 4000 Minuten auf. Wurde eine eingerissene
Seite eines bedruckten Papieres mit dem Klebeband verklebt, so
ergab sich, daß die Druckbuchstaben unter dem Klebband gut leserlich
blieben.
Entsprechende Ergebnisse wurden dann erhalten, wenn die Klebemasse
auf schwarzes Papier, Kreppapier, mit Kasein beschichtetes Papier,
Gewebe, Cellophan und Celluloseacetatfilmschichtträger aufgetragen
wurde.
Nach dem in Beispiel 8 beschriebenen Verfahren wurde ein weiteres
Copolymer hergestellt, mit der Ausnahme jedoch, daß diesmal 116 ml
Propylen, 63 ml 1-Hexen und 227 ml 1-Octen verwendet wurden. Die Umwandlung
der Monomeren in das klebrige amorphe Copolymer betrug
78%. Das Copolymer hatte eine Schmelzviskosität von 23 500 cp
gemessen bei 190°C, eine Dichte von 0,85 cm³ und eine Glasübergangstemperatur
Tg von -40°C. Es war zu 49 Mol-% aus Propylen-
und zu 51 Mol-% aus höheren 1-Olefineinheiten aufgebaut.
Eine mit dem Copolymeren beschichtete Poly(äthylenterephthalat)folie
wies eine Abstreifkraft von 1,45 kg/2,54 cm Breite auf sowie
eine Rollkugel-Klebrigkeit von 3,4 cm. Die statische Scherfestigkeit
lag bei 3500 Minuten. Dies bedeutet, daß das Copolymer in ausgezeichneter
Weise zur Herstellung von druckempfindlichen Klebematerialien
geeignet war.
Nach dem in Beispiel 8 beschriebenen Verfahren wurde ein weiteres
Copolymer hergestellt, mit der Ausnahme jedoch, daß diesmal
96 ml Propylen, 164 ml 1-Hexen und 189 ml 1-Octen verwendet wurden.
Die Umwandlung von Monomeren zu Copolymer betrug 75%. Das Copolymer
hatte eine Schmelzviskosität von 28 000 cp bei 190°C, eine Glasübergangstemperatur
von -41°C und eine Dichte von 0,85 cm³ und enthielt
58 Mol-% höhere 1-Olefine. Eine mit dem Copolymeren beschichtete
Poly(äthylenterephthalat)folie wies eine Abstreifkraft
von 1,45 kg/2,54 cm Breite, eine Rollkugel-Klebrigkeit von 3,7 cm
und eine statische Scherfestigkeit von 1425 Minuten auf. Das
Copolymer eignete sich demzufolge ausgezeichnet zur Herstellung druckempfindlicher
Klebematerialien.
Nach dem in Beispiel 8 beschriebenen Verfahren wurde ein weiteres
Copolymer ausgehend von 196 ml Propylen, 115 ml 1-Hexen und 143 ml
1-Octen hergestellt. Die Umwandlung der Monomeren in das Copolymer
betrug 68%. Das erhaltene Copolymer hatte eine Schmelzviskosität
von 25 000 cp bei 190°C, eine Glasübergangstemperatur von -35°C
und eine Dichte von 0,86 g/cm³. Es bestand zu 41 Mol-% aus Einheiten
der höheren 1-Olefine. Eine mit dem Copolymeren beschichtete Poly(äthylenterephthalat)folie
wies eine Abstreifkraft von 1,63 kg/
2,54 cm Breite, eine Rollkugel-Klebrigkeit von 4,0 cm und eine
statische Scherfestigkeit von 12 000 Minuten auf.
Nach dem in Beispiel 8 beschriebenen Verfahren wurde ein weiteres
Copolymer ausgehend von 116 ml Propylen, 125 ml 1-Hexen, 78 ml
1-Octen und 95 ml 1-Decen hergestellt. Die Umwandlung von Monomeren
in das Copolymer betrug 70%. Das erhaltene Copolymer hatte eine
Schmelzviskosität von 28 000 cp bei 190°C, eine Glasübergangstemperatur
von -39°C und eine Dichte von 0,85 g/cm³. Es bestand
zu 48 Mol-% aus den höheren 1-Olefinen. Das erhaltene Copolymer
wies Klebeeigenschaften wie das in Beispiel 8 beschriebene Copolymer
auf.
Nach dem in Beispiel 8 beschriebenen Verfahren wurde ein weiteres
Copolymer ausgehend von 116 ml Propylen, 155 ml 1-Octen und 189 ml
1-Decen hergestellt. Die Umwandlung der Monomeren in das Copolymer
betrug 71%. Das erhaltene Copolymer hatte eine Schmelzviskosität
von 25 000 cp bei 190°C, eine Glasübergangstemperatur von -37°C
und eine Dichte von 0,85 g/cm³. Es bestand zu 47 Mol-% aus Einheiten
der höheren 1-Olefine.
Die Klebeeigenschaften des
erhaltenen Copolymeren waren ähnlich den Klebeeigenschaften des
Copolymeren von Beispiel 8.
Nach dem in Beispiel 8 beschriebenen Verfahren wurde ein weiteres
Copolymer ausgehend von 116 ml Propylen, 125 ml 1-Hexen und 140 ml
1-Hepten hergestellt. Die Umwandlung der Monomeren in das Copolymer
lag bei 70%. Das erhaltene Copolymer bestand zu etwa 50 Mol-%
aus Einheiten der höheren 1-Olefine. Schmelzviskosität, Glasübergangstemperatur
und Dichte entsprachen den Werten des Copolymeren von
Beispiel 8. Die Klebeeigenschaften des Copolymeren waren ähnlich
den Eigenschaften des in Beispiel 8 beschriebenen Copolymeren.
In einer mit Stickstoff gefüllten Box wurden 200 ml trockenes
Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel, 250 ml (168 g) 1-Hexen (destilliert
und über Natriumspänen getrocknet) und 0,37 g eines AATiCl₃-
Katalysators, d. h. eines TiCl₃-Katalysators, hergestellt durch
Reduktion von TiCl₄ mit Aluminium, in einen sauberen, trockenen,
1 Liter fassenden Autoklaven nach Parr, ausgerüstet mit Rührer,
eingebracht. Der Autoklav wurde dann in der Box verschlossen.
Gleichzeitig wurde ein sauberer, trockener Katalysator-Injektor
mit 0,5 g eines Katalysators aus Ät₃Al und 35 ml trockenem Kohlenwasserstoff-
Lösungsmittel gefüllt und dann an den Autoklaven angeschlossen.
Das Molverhältnis von Al zu Ti im Katalysator lag bei
2,4 : 1.
Nach Entfernung des Autoklaven aus der trockenen Box wurden 120 ml
(72 g) flüssiges 1-Buten in den Autoklaven gedrückt. Hierdurch
wurde eine Monomerenmischung mit 70 Gew.-% 1-Hexen erhalten. Der
Autoklav wurde unter Rühren auf 140°C erhitzt. Daraufhin wurde
die Ät₃Al-Lösung in die Monomerenlösung injiziert, wodurch die
Copolymerisation eingeleitet wurde. Die Copolymerisation verlief
exotherm, und die Temperatur der Reaktionsmischung stieg auf
150°C an. Diese Temperatur wurde 3 Stunden lang beibehalten, worauf
200 ml Isobutylalkohol in den Autoklaven zwecks Deaktivierung
des Katalysators gepumpt wurden. Die Temperatur wurde dann noch
15 Minuten lang auf 150°C gehalten. Der Autoklav wurde dann auf
23°C abgekühlt und geöffnet, worauf das Copolymer in einen Überschuß
an Isobutylalkohol gebracht wurde. Die Mischung wurde auf
105°C erhitzt, abgekühlt und filtriert. Es wurde ein weiches,
klebriges, farbloses Copolymer erhalten, das mit weiterem Isobutylalkohol
zwecks Entfernung von Katalysatorrückständen gewaschen
wurde. Das Copolymer wurde dann mit dem in Beispiel 8 beschriebenen
Stabilisator in der dort angegebenen Menge stabilisiert
und in einem Vakuumofen bei 70 bis 80°C getrocknet. Die Ausbeute
an Copolymer betrug 190 g entsprechend einer 79%igen Umwandlung.
Das Copolymer bestand zu 50 Mol-% aus 1-Hexeneinheiten, wie
sich durch nuklear-magnetische Resonanzanalyse ergab. Das klebrige
Copolymer hatte eine Schmelzviskosität von 26 000 cp bei 190°C,
eine Glasübergangstemperatur Tg von -40°C und eine Dichte von
0,85. Weder durch Röntgenstrahlanalyse noch durch Differential-
Abtast-Kalorimetrie ergab sich eine erkennbare Kristallinität.
Das Copolymer wurde auf 177°C erhitzt und mittels eines Beschichtungsmessers
auf eine Poly(äthylenterephthalat)folie in einer
Schichtstärke von 0,0254 mm aufgetragen. Das auf diese Weise erhaltene
Klebband ließ sich ausgezeichnet als druckempfindliches
Klebband verwenden. Beispielsweise blieb die Polymerschicht permanent
klebrig und zeigte eine gute Adhäsion gegenüber Papier,
Stahl, Polyäthylen, Poly(äthylenterephthalat) und dergleichen.
Wurde das Klebeband von einer sauberen Stahloberfläche abgezogen,
so hinterblieb kein Polymerrückstand, woraus sich die ausgezeichnete
Kohäsionsfestigkeit des Copolymeren ergab. Das hergestellte
Klebband wies eine Rollkugel-Klebrigkeit von 3,5 cm auf sowie eine
Abstreifkraft (auf Stahl) von 1,58 kg/2,54 cm sowie eine statische
Scherfestigkeit (gemessen auf Stahl unter Verwendung eines
1000-g-Gewichtes) von 4200 Minuten. Mit dem Klebeband ließ sich
eine eingerissene Seite eines Druckerzeugnisses verkleben, wobei
die Druckbuchstaben unter dem Klebeband gut sichtbar blieben.
Entsprechend gute Ergebnisse wurden dann erhalten, wenn das Copolymer
auf schwarzes Papier, Kreppapier, mit Kasein beschichtetes
Papier, Gewebe, Cellophan sowie Celluloseacetatfolien aufgetragen
wurde.
Nach dem in Beispiel 15 beschriebenen Verfahren wurde ein weiteres
Copolymer hergestellt, wobei jedoch diesmal 80 ml 1-Buten und
285 ml 1-Hexen verwendet wurden. Die Umwandlung der Monomeren in
das klebrige, amorphe Copolymer betrug 78%. Das Copolymer hatte
eine Schmelzviskosität von 23 000 cp bei 190°C, eine Dichte von
0,85 g/cm³ und eine Glasübergangstemperatur Tg von -40°C. Es
bestand zu 59 Mol-% aus 1-Hexeneinheiten.
Eine mit dem Copolymeren beschichtete Poly(äthylenterephthalat)folie
hatte eine Abstreifstärke von 1,45 kg/2,54 cm Breite, eine
Rollkugel-Klebrigkeit von 3,6 cm und eine statische Scherfestigkeit
von 2200 Minuten. Das Copolymer ließ sich somit zur Herstellung
druckempfindlicher Klebematerialien verwenden.
Nach dem in Beispiel 15 beschriebenen Verfahren wurde ein weiteres
Copolymer ausgehend von 67 ml 1-Buten, 58 ml Propylen und 250 ml
1-Hexen hergestellt. Die Umwandlung der Monomeren in das Copolymer
betrug 75%. Das Copolymer hatte eine Schmelzviskosität von
28 000 cp bei 190°C, eine Glasübergangstemperatur von -31°C und
eine Dichte von 0,855 g/cm³ und bestand zu etwa 50 Mol-% aus
1-Hexeneinheiten und zu jeweils etwa 25 Mol-% aus 1-Buten und
Propyleneinheiten. Eine mit dem Copolymeren beschichtete Poly(äthylenterephthalat)folie
hatte eine Abstreifstärke von 2,04 kg/
2,54 cm Breite, eine Rollkugel-Klebrigkeit von 2,3 cm und eine
statische Scherfestigkeit von 6500 Minuten. Das Copolymer eignete
sich in ausgezeichneter Weise zur Herstellung druckempfindlicher
Klebematerialien.
Nach dem in Beispiel 15 beschriebenen Verfahren wurde ein weiteres
Copolymer ausgehend von 160 ml 1-Buten und 214 ml 1-Hexen hergestellt.
Die Umwandlung der Monomeren in das Copolymer betrug 68%.
Das Copolymer hatte eine Schmelzviskosität von 25 000 cp bei
190°C, eine Glasübergangstemperatur von -31°C und eine Dichte
von 0,86 g/cm³. Es enthielt 40 Mol-% 1-Hexeneinheiten. Eine mit
dem Copolymeren beschichtete Poly(äthylenterephthalat)folie wies
eine Abstreifkraft von 1,63 kg/2,54 cm Breite, eine Rollkugel-
Klebrigkeit von 4,0 cm und eine statische Scherfestigkeit von
3100 Minuten auf.
Nach dem in Beispiel 15 beschriebenen Verfahren wurde ein weiteres
Copolymer aus 120 ml 1-Buten, 125 ml 1-Hexen und 155 ml 1-Octen
hergestellt. Die Umwandlung der Monomeren in das Copolymer betrug
70%. Das erhaltene Copolymer hatte eine Schmelzviskosität von
28 000 cp bei 190°C, eine Glasübergangstemperatur von -40°C
und eine Dichte von 0,857 g/cm³. Es bestand aus 48 Mol-% aus
höheren 1-Olefineinheiten. Das hergestellte Copolymere wies
Klebeeigenschaften auf, die ähnlich den Klebeeigenschaften des in
Beispiel 15 beschriebenen Copolymeren waren.
Nach dem in Beispiel 15 beschriebenen Verfahren wurde ein weiteres
Copolymer ausgehend von 120 ml 1-Buten, 155 ml 1-Octen und 189 ml
1-Decen hergestellt. Die Umwandlung der Monomeren in das Copolymer
betrug 71%. Das erhaltene Copolymer wies eine Schmelzviskosität
von 25 000 cp bei 190°C auf, hatte eine Glasübergangstemperatur
von -39°C und eine Dichte von 0,85 g/cm³. Es bestand zu 47 Mol-%
aus Einheiten der höheren 1-Olefine.
Die Klebeeigenschaften des Copolymeren waren ähnlich den Klebeeigenschaften
des gemäß Beispiel 15 hergestellten Copolymeren.
Nach dem in Beispiel 15 beschriebenen Verfahren wurde ein weiteres
Copolymer aus 120 ml 1-Buten, 125 ml 1-Hexen und 140 ml 1-Hepten
hergestellt. Die Umwandlung der Monomeren in das Copolymer lag
bei 70%. Das erhaltene Copolymer bestand zu etwa 50 Mol-% aus
höheren 1-Olefinen. Die physikalischen Eigenschaften und Klebeeigenschaften
des hergestellten Copolymeren entsprachen denen
des gemäß Beispiel 15 hergestellten Copolymeren.
Nach dem in Beispiel 15 beschriebenen Verfahren wurde ein weiteres
Copolymer ausgehend von 120 ml 1-Buten und 311 ml 1-Octen hergestellt.
Die Umwandlung der Monomeren in das Polymer lag bei 78%.
Das hergestellte Copolymer bestand zu etwa 52 Mol-% aus 1-Octeneinheiten.
Die physikalischen Eigenschaften und Klebeeigenschaften
des Copolymeren entsprachen denen des gemäß Beispiel 15 hergestellten
Copolymeren.
Nach dem in Beispiel 15 beschriebenen Verfahren wurde ein weiteres
Copolymer aus 120 ml 1-Buten, 125 ml 1-Hexen, 78 ml 1-Octen und
95 ml 1-Decen hergestellt. Die Umwandlung der Monomeren in das
Copolymer lag bei 80%. Das erhaltene Copolymer hatte eine Schmelzviskosität
von 26 000 cp und bestand zu 51 Mol-% aus Einheiten der
höheren 1-Olefine. Die physikalischen Eigenschaften und Klebeeigenschaften
des Copolymeren entsprachen denen des gemäß Beispiel 15
hergestellten Copolymeren.
284 g 1-Buten, 320 g 1-Hexen und 400 ml einer trockenen Kohlenwasserstofffraktion
wurden in einen sauberen,
trockenen 2 Liter fassenden Autoklaven eingebracht, der zuvor
mit trockenem Stickstoff ausgespült worden war. Der Autoklaveninhalt
wurde dann mit Wasserstoff (0,07 kg/cm²) unter Druck
gesetzt und auf 145°C erhitzt. Dann wurde ein schwach stereospezifischer
Olefin-Polymerisationskatalysator aus 0,5 g
Triethylaluminium in trockener Kohlenwasserstofffraktion und
0,37 g AA-TiCl₃ (vgl. hierzu z. B. obiges Beispiel 1) in den
Autoklaven eingespeist und 2 Stunden lang copolymerisiert. Die
maximale Temperatur bei der Copolymerisation lag bei 155°C. Um
den Katalysator zu deaktivieren wurden dann 200 ml Isobutylalkohol
in den Autoklaven gepumpt. Nach Abkühlen des Autoklaven
auf 23°C und Lüftung wurde das weiche, klebrige farblose Polymer
aus dem Autoklaven entnommen und zum Zwecke der Entfernung von
Katalysatorresten mit Isobutylalkohol gewaschen. Nach dem Trocknen
bestand das Copolymer aus einer weichen, druckempfindlichen Masse,
die bei der Berührung klebrig war. Sie hatte eine Schmelzviskosität
von 87 000 cp bei 190°C (gemessen mit einem Brookfield-Thermosel-
Viscosimeter). Der Gehalt an 1-Buten lag bei 60 Mol-% (ermittelt
durch 13C-NMR-Analyse). Das Copolymer wurde auf thermischem Wege
abgebaut, wodurch ein Kleber mit einer Schmelzviskosität von
68 000 cp bei 190°C erhalten wurde. Mit dem erhaltenen Kleber
wurde eine Polyesterfolie unter Erzeugung einer 0,0254 mm dicken
Schicht schmelzbeschichtet. Das auf diese Weise erhaltene druckempfindliche
Material hatte eine Klebrigkeit von
695 g, eine Rollkugel-Klebrigkeit (ermittelt nach der Testmethode
PTSC-6 mit einer 11,11-mm-Kugel) von 4,874 cm, eine statische
Scherfestigkeit von 1,4 Stunden (gemessen auf einer Fläche von
2,54 cm² auf einer Polyesterfolie unter Verwendung eines 1-kg-
Gewichtes) und eine Abziehfestigkeit bei 180°C von 1,134 kg/2,54 cm
(gemessen bei 23°C). Dies bedeutet, daß das erhaltene 1-Buten/
1-Hexen-Copolymer gute druckempfindliche Klebeigenschaften besaß.
230 g 1-Buten und 320 g 1-Hexen wurden in 400 ml trockenem Toluol
nach dem in Beispiel 24 beschriebenen Verfahren polymerisiert,
wobei folgende Abweichungen vorgenommen wurden:
- 1) die Polymerisationstemperatur betrug 70°C;
- 2) der Wasserstoffdruck betrug 0,35 kg/cm² und
- 3) es wurde ein hoch stereospezifischer Katalysator verwendet.
Der Katalysator bestand aus 0,4 g AA-TiCl₃ (vgl. hierzu DE-OS
26 13 587, Blatt 10), 0,24 g Diethylaluminiumchlorid und 0,07 g
N,N-Dimethylpiperazin. Die letztere Verbindung wurde anstelle von
Hexamethylphosphorsäuretriamid verwendet, das als toxisch erkannt
und in die Liste gefährlicher Verbindungen, die nicht mehr eingesetzt
werden sollen, aufgenommen wurde.
Das erhaltene Copolymer enthielt 60% 1-Buten und hatte eine Schmelzviskosität
von 37 000 cp bei 190°C. Das Copolymer fühlte sich bei
Berührung nur wenig klebrig an. Nach Auftragen auf eine Polyesterfolie
in einer Schichtstärke von 0,0254 mm ergab sich ein Klebrigkeitswert
von nur 370 g und eine Rollkugel-Klebrigkeit (ermittelt
nach der Testmethode PTSC-6 mit einer 11,112-mm-Kugel) von 21,34 cm.
Die statische Scherfestigkeit betrug 0,28 Stunden, und die Abziehfestigkeit
bei 180° lag bei nur 0,408 kg/2,54 cm. Aus den erhaltenen
Werten ergibt sich, daß das nach der Lehre der kanadischen Patentschrift
8 56 337 unter Verwendung eines hoch stereospezifischen
Katalysators hergestellte Copolymer nur sehr geringe druckempfindliche
Klebeigenschaften im Vergleich zu dem Copolymer des Beispiels 24
hatte.
Das im Vergleichsversuch G beschriebene Verfahren wurde wiederholt,
ausgehend von 250 g 1-Buten, 330 g 1-Hexen und einem Wasserstoffdruck
von 0,07 kg/cm². Verwendet wurde ein hoch stereospezifischer
Katalysator aus: 0,5 g AA-TiCl₃, 0,3 g Diethylaluminiumchlorid
und 0,08 g N,N-Dimethylpiperazin. Das erhaltene Copolymer hatte
eine Schmelzviskosität von 110 000 bei 190°C. Es fühlte sich bei
Berührung nicht klebrig, sondern eher gummiartig an. Nach einer
Heißschmelzbeschichtung einer Polyesterfolie in einer Schichtstärke
von 0,0254 mm wurden folgende Werte gemessen: Klebrigkeit:
202 g; statische Scherfestigkeit: 0,22 Stunden; Abziehfestigkeit
bei 180°: 0,181 kg/2,54 cm. Aus den gemessenen Werten ergibt sich,
daß das Copolymer keine geeigneten druckempfindlichen Klebeigenschaften
aufwies.
Claims (1)
- Druckempfindliche Heißschmelz-Klebmasse, die aus einem Copolymeren aus (a) Propylen und/oder 1-Buten und (b) 40 bis 60 Mol-% mindestens einem der Olefine 1-Hexen, 1-Hepten, 1-Octen, 1-Nonen und 1-Decen mit einer Schmelzviskosität, gemessen bei 190°C, von 10 000 bis 75 000 cp und einer Dichte von 0,85 bis 0,86 g/cm³ besteht oder ein solches enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das Copolymere ein amorphes Copolymeres mit einer Glasübergangstemperatur von -30°C bis -45°C ohne einen durch Differential-Abtast-Kalorimetrie feststellbaren Schmelzpunkt ist.
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Legal Events
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
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Representative=s name: BRANDES, J., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT., PAT.-ANW., 8 |
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8125 | Change of the main classification |
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D2 | Grant after examination | ||
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