DE2722837A1 - Leimzusammensetzungen - Google Patents

Description

Dr. F. Zumstein sen. - Dr. E. Assmann - Dr. R. Koenigsberger Dipl.-Phys. R. Holzhauer - Dipl.-Inc.. F. Klingseisen - Dr. F. Zumstein jun.

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l4/Lb
Case 9202

Extraco AB, S-264 00 Klippan/Schweden

Leimzusammensetzungen

Die vorliegende Erfindung betrifft flexible Leimzusammensetzungen. Insbesondere betrifft die Erfindung Zusammensetzungen aus tierischem Leim und Polyalkylenoxiden.

Tierische Leime sind Produkte auf Kollagenbaeis, die beispielsweise aus Knochen und Häuten erhalten werden. Diese Leime werden primär zum Binden von Büchern, als Bindemittel für Zündhölzer, als Klebstoffe für Schmirgelpapier, Aufkleber etc. verwendet. Tierische Leime besitzen gegenüber synthetischen Leimen den Vorteil, daß sie rasch klebrig werden, was u.a. die Durchlaufzelten von Klebemaschinen erhöht. Ein Nachteil tierischer Leime insbes. von Knochenleim besteht darin, daß sie nicht ausreichend flexibel sind und somit Klebeschichten und Filme ergeben, die dazu neigen, nach einiger Zeit brüchig zu werden. Um tierische Leime und hiermit flexiblere Leirafilme herzustellen, wurden überwiegend hygroskopische Substanzen mit niedrigem Molekulargewicht wie Glycerin und Sorbit verwendet. Polyglykole mit Molekulargewichten bis zu 4000 wurden auch als Weichmacher verwendet. Bei höheren Molekulargewichten nehmen die hygroskopischen Eigenschaften dieser Sub-

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stanzen ab und somit auch ihre Wirkung als Weichmacher. Ein Nachteil dieser Materialien besteht in ihrer Neigung, aus dem Leim zu wandern, weshalb keine anhaltende Wirkung erzielbar ist.

Erfindungsgemäß wurde gefunden, daß flexible Zusammensetzungen von tierischen Leimen,die Leimschichten und -filme ergeben, die bei der Alterung nicht brüchig werden, durch Zugabe von Polyalkylenoxiden mit einem Molekulargewicht oberhalb 50 000 zu dem Leim erhältlich sind. Die Polyalkylenoxide neigen nicht dazu, aus dem Leim zu wandern.

Die vorliegende Erfindung betrifft somit tierische Leimzusammensetzungen, die zumindest ein Polyalkylenoxid mit einem Molekulargewicht oberhalb 50 000 besitzen. Die erfindungsgemäß verwendeten Polyalkylenoxide (Polyäther) sind wasserlöslich, nicht hygroskopisch und besitzen ein Molekulargewicht von oberhalb 50 000 und bis zu 6 000 000, wobei das Molekulargewicht vorzugsweise im Bereich von 90 000 bis 600 000 liegt. Die Alkylenkette umfaßt Alkylengruppen mit 1-4 Kohlenstoffatomen, wobei die bevorzugten Gruppen Äthylengruppen oder eine Mischung von Äthylen- und Propylengruppen sind. Die besten Ergebnisse werden mit Polyäthern mit Molekulargewichten von ca. 100 000 erhalten. Die obere Grenze für das Molekulargewicht wird durch die beschränkte Wasserlöslichkeit der Polyalkylenoxide bestimmt, wobei Polyäther mit Molekulargewichten bis zu 6 000 000 verwendet werden können. Die Polyalkylenoxide werden in Mengen von mehr als 0,01 Gew.-%, bezogen auf trockenen Leim, verwendet. Die verwendeten Mengen hängen natürlich von dem beabsichtigten Verwendungsgebiet ab. Die obere Grenze variiert mit dem Molekulargewicht, und es werden zweckmäßigerweise bis zu 20 Gew.-Ji verwendet, da höhere Mengen dazu neigen, Leimzusammensetzungen mit zu langen offenen Zeiten zu ergeben. Die Polyalkylenoxide werden vorzugsweise in Mengen von 0,1 bis 10 Gew. -#, bezogen auf den trockenen Leim, verwendet. Unter tierischen Leimen sind vorliegend Knochen- und Hautleime oder Kombinationen von Knochen- und Hautleimen zu verstehen, d.h. wasserlösliche Hydrolyseprodukte auf Kollagenbasis erhalten aus der Wasserextraktion von Knochen und Häuten.

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Da Knochenleim selbst weniger flexibel ist als Hautleim und somit das Problem hinsichtlich eines Brechens der Leimschichten und Leimfilme von größerer Bedeutung ist, sind Zusammensetzungen von Knochenleim und Polyalkylenoxiden von besonderem Interesse. Derartige erfindungsgemäße Zusammensetzungen erwiesen sich als sehr flexibel und führen zu einer beträchtlich verminderten Brüchigkeit. Es wurde auch gefunden, daß diese Zusammensetzungen Leimschichten und Leimfilmen eine erheblich dauerhaftere Flexibilität verleihen als herkömmliche Knochenleimzusammensetzungen, die beispielsweise Glycerin oder Sorbit enthalten.

Die erfindungsgemaßen Knochenleimzusammensetzungen sind besonders für die Herstellung von Schmirgelprodukten wie Schmirgelpapier und SchmirgeItUcher geeignet. Es ist allgemein bekannt, daß Knochenleim einem Hautleim in der Schmirgelindustrie erheblich unterlegen ist. Schmirgelpapier, das aus Knochenleimzusammensetzungen gemäß der Erfindung hergestellt wurde, erwies sich bei Schleiftests gegenüber Holz und Metall in Jeder Hinsicht mit Schmirgelpapier, das mit Hautleim hergestellt wurde, vergleichbar.

Erfindungsgemäße Zusammensetzungen werden geeigneterweise in Verbindung mit der Herstellung des tierischen Leims hergestellt, wobei die Polyalkylenoxide in eine wäßrige Lösung des Leims, die dann getrocknet wird, eingemischt werden. Die Polyalkylenoxide können auch in eine Lösung des tierischen Leims vor deren Anwendung bzw. Auftragen eingemischt werden. Die Gelstärke,die für den Leim wesentlich ist, wird durch die Zugabe nicht in größerem Ausmaß beeinflußt.

Zum Leimen werden die Zusammensetzungen im allgemeinen in Form wäßriger Lösungen mit Trockengehalten zwischen 25 und 50 % bei Temperaturen oberhalb ca. 40 ⁰C verwendet.

Es liegt auch im Bereich der Erfindung, daß die Zusammensetzungen herkömmliche Additive wie Entschäumungsmittel, Schutzmittel, inerte Füllstoffe, Farbstoffe etc. enthalten. Die Leimzusammensetzungen können natürlich auch bekannte Weichmacher enthalten

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und in Kombination mit synthetischen Klebstoffen verwendet werden.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert. In den Beispielen stellen die Prozentangaben Gewichtsprozente bezogen auf den trockenen Leim dar.

Beispiel 1

Man stellte Leimlösungen von ca. 12 % aus Knochenleim, 200 g Bloom und Wasser her. Hierzu fügte man unter Rühren verschiedene Mengen an Polyäthylenoxid mit einem Molekulargewicht von ca. 100 000 und bei den Vergleichsversuchen Glycerin. Die Wirkung der Additive wurde durch Dehnungs- bzw. Zug- und Falttests an Leimfilmen der Zusammensetzungen ermittelt. Entsprechende Tests wurden auch mit Filmen aus Hautleim und 300 g Bloom durchgeführt.

Man untersuchte konditionierte Leimfilme (15 Stunden bei 20 ⁹C und 6o % relativer Feuchtigkeit gelagert) mit den Dimensionen 0,1 x 10 χ 150 mm sowohl mit Alwetron TCS 5 kN, wobei die Dehnung und die Kraft beim Bruch bestimmt wurden als auch durch Falttests gemäß SCAN P 17. Die nachstehenden Ergebnisse stellen Durchschnittswerte von 10 Tests dar.

	Zugefügtes Poly	1	Deh	Kraft	Anzahl der
	äthylenoxid	2	nung	N	Faltungen
	Gew.-%	3	%
Knochenleim		4	2,8	91	9
η	8	3,0	86
η	-	3,2	87	33
It	3,4	82
η	3,0	79	36
η	2,9	83
Hautleim	4,6	105	29

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-Jf-

Man lagerte Filme aus a) nicht modifiziertem Knochenleim von 200g Bloom, b) Knochenleim mit einem Zusatz von 2 Gew. -% Polyäthylenoxid mit einem Molekulargewicht von ca. 100 000,

c) Knochenleim mit einem Zusatz von 10 Gew.-% Glycerin und

d) nicht modifiziertem Hautleim von 300 g Bloom in einer Vakuumkammer (weniger als 60 mm Hg) während 24 Stunden bei 46 t.

Nach der Konditionierung während 24 Stunden bei 23 X und 35 % relativer Feuchtigkeit wurden die Filme nach den folgenden Tests gemäß SCAN P 17 untersucht. Die Filme besaßen die Dimensionen 0,05 χ 10 χ 150 mm. Die nachstehenden Ergebnisse stellen Durchschnittswerte von 15 Tests dar.

Anzahl der Faltungen

a 21

b 124

c 88

d 116

Wie aus der Tabelle ersichtlich ist, ergeben die erfindungsgemäßen Knochenleimzusammensetzungen eine bessere und anhaltendere Flexibilität als herkömmliche Zusammensetzungen und ebenso gute oder bessere Flexibilitätseigenschaften wie der üblicherweise in der Schmirgelindustrie verwendete Hautleim.

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Claims (5)

Patentansprüche

1.) Tierleimzusaramensetzung,dadurch gekennzeichnet,

daß sie zumindest ein Polyalkylenoxid mit einem Molekulargewicht oberhalb 50 000 enthält.

2.) Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zumindest ein Polyalkylenoxid in einer
Menge von mehr als 0,01 Gew.-#, bezogen auf trockenen Leim enthält.

J.) Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie 0,01 bis 20 Gew.-%, bezogen auf trockenen Leim, von zumindest einem Polyalkylenoxid enthält.

4.) Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, 2 oder 3*

dadurch gekennzeichnet, daß das Polyalkylenoxid Polyäthylenoxid ist.

5.) Zusammensetzung gemäß einem der vorhergehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Tierleim Knochenleim ist.

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ORIGINAL INSPECT tu