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Aufstreichbarer Klebstoff zum Verbinden von Leder oder ähnlichen porösen
Werkstücken Die Erfindung bezieht -sich auf einen aufstreichbaren Klebstoff, wie
er zum Verbinden von Leder oder ähnlichen porösen Werkstücken dient. Derartige Klebstoffe
werden gewöhnlich in streichbarer Form auf den Markt gebracht und dann auf die zu
verbindenden Flächen aufgetragen, trocknen gelassen und vor dem Zusammenbringen
der zu verbindenden Flächen durch ein Lösungsmittel erweicht bzw. wieder aktiviert.
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Ein Klebstoff, wie er beispielsweise in der Schuhindustrie zum Ankleben
der Laufsohle an den gezwickten Oberlederteil gebraucht wird, muß nämlich einmal
genügend in das Leder eindringen, um eine gute Verankerung des Klebstoffes herbeizuführen,
und andererseits muß auf den zu verbindenden Flächen eine genügende Menge Klebstoff
zurückbleiben, um ein rasches Abbinden der Klebstoffverbindung herbeizuführen, ohne
daß:der auf eine solche Verbindungsstelle auszuübende Druck sehr lange aufrechterhalten
wird.
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Die Erfindung betrifft nunmehr eine Klebstoffzusammensetzung, die
es ermöglicht, bei einem Druck von verhältnismäßig kurzer Zeitdauer eine innige
Verbindung der Schuhteile herbeizuführen. Zu diesem Zweck setzt sich der Klebstoff
aus einer Mischung eines Cellulosederivats von* niedriger Viscosität und einem Cellulosederivat
von wesentlich höherer Viscosität zusammen. Wie mikroskopische Untersuchungen gezeigt
haben, dringt hierbei hauptsächlich- der Klebstoffbestandteil von niedriger Viscosität
in die Poren des Werkstückes ein und setzt sich dort fest, während der Klebstoffbestandteil
mit hoher Viscosität im wesentlichen als ein Belag auf,oder in der Nähe der Werkstückoberfläche
zurückbleibt.
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Es ist an sich bekannt, Klebstoffe in Form von Platten oder Folien
zu verwenden, welche aus Mischungen von Klebstoffbestandteilen verschiedener Viscositäten
bestehen. Die Anwendung dieser Klebstoffe erfolgt- in der Weise, daß sie in Quell-
oder Lösungsmittel eigetaucht und in diesem angefeuchteten Zustand zwischen die
zu verbindenden Werkstücke gebracht werden. Hierbei findet also nur ein Erweichen
der Folien statt, die dann zwischen die zu verbindenden Flächen gelegt werden. Bei
der Anwendung eines Klebstoffes der flüssigen Art werden dagegen die, beiden zu
verbindenden Oberflächen mit der Klebstoffiösung bestrichen und trocknen gelassen.
Der
Klebstoff hat also in -dieser aufstreichbaren Form viel besser Gelegenheit, in das
Innere des Werkstückes einzudringen, als, es bei angefeuchteten Klebstoffolien der
Fa'f ist. Es kommt noch hinzu, daß Klebsto folien sich zur Verbindung von Lederstücke
bei der Schuhfabrikation aus dem Grunde weniger eignen, weil die Verbindung meistens
auf unebenen Flächen geschieht und somit in solchen Fällen Falten eintreten. Das
Ausschneiden der Folien muß im übrigen sehr genau erfolgen, wodurch die Anwendung
dieser Folien verteuert wird.
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Ein Beispiel einer Klebstoffmischüng gemäß der Erfindung, in dem die
Bestandteile sowohl dem Gewicht nach als auch in Prozenten angegeben sind, ist folgendes:
| 450 g Nitrocellulosevonungefähr i2°,lo |
| Stickstoffgehalt und ungefähr |
| 1l,= Sekunde Viscosität ...... 8 0 |
| 675 g Nitrocellulose von ungefähr i2 0,'" - |
| Stickstoffgehalt und ungefähr |
| 18 Sekunden Viscosität...... 120/0 |
| 475 g Denaturierter Äthylalkohol .... g 0;'0 |
| 3goo g Äthylacetat. . . . . . . * . . . . . . . .
70017. |
| 6o g Dibuthylphthalat . . . . . . . . . . . . . i °/o |
| 556o g 100() 1'0 |
Diese Mischung wird am besten . so zubereitet, daP@ die obenerwähnten Bestandteile
in einem geeigneten Behälter zusammengebracht werden und dann der Behälter ungefähr
8 bis 16 Stunden lang umgewälzt oder geschüttelt wird.
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Die Viscosität der Nitrocellulose ist in Sekunden angegeben entsprechend
der handelsüblichen Praxis. Die Angaben für die Viscosität sind-in Anlehnung an
die Ausführungen auf S. 277 bis 278 eines -»Bulletin of the American Society
for Testing Materials« mit dem Titel »Tentative Specifications and Tests for Soluble
Nitrocellulose«, herausgegeben 1929, 2. Auflage -1930, gemacht. Weiterhin
beziehen sich die Zahlenwerte der Viscositäten auf die handelsüblichen .Produkte,
deren tatsächliche Viscositäten in Beträgen von ungefähr 1o 0/0 schwanken.
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Wie ersichtlich, stellen die in der obigen Mischung verwandten Nitrocellulosen,
die ungefähr 12o/, Stickstoff enthalten und als lösbare Pyroxyline bekannt sind,
ungefähr Zo%-des Gesamtgewichtes-der Mischung dar. Der Pyroxylingehalt dieses-Klebstoffes
liegt vorzugsweise im Bereich von 16 bis 25.0/0, so daß die Mischuhg genügend Nitrocellulose
oder Klebstofffgehalt neben -einer Viscosität besitzt, die das leichte Arbeiten
mit der Mischung, z. B. das Auftragen derselben auf die Werkstücke, -ermöglicht.
Mit diesem Gehalt an Cellulosederivaten braucht die Mischung weiterhin nur in einem
einzigen Belag auf das Leder oder andere Werkstücke '4ufgetragen zu werden, um die
gewünschte 5't,irke und Bindekraft zu erhalten. Es ist >loch bei Verwendung von
porösem Leder oder Tuch usw. wünschenswert, mehr als einen Belag des Klebstoffes
aufzutragen.
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Mit dem Verfahren gemäß der Erfindung sind sehr günstige Ergebnisse
hinsichtlich der Klebkraft oder der Bindestärke erzielt worden, und zwar sowohl
bei Anwendung einer nur kurzen Preßdauer als auch bei gründlichem Abbinden des Klebstoffes
bei Verwendung von 1/2 Sekunde Pyroxylin und 18 Sekunden Pyroxylin in dem in obigem
Beispiel angegebenen Verhältnis, nämlich bezüglich des Gesamtpyroxylingehaltes (Zoo/,)
der Mischung bei einem Gehalt von 400/, des ersteren Pyroxylins und 6o0/, des letzteren.
In einzelnen Fällen können jedoch diese Verhältnisse weitgehend geändert werden,
z. B. von i o bis go olo des 1;'2 Sekunde Pyroxylins und von go bis 1o0/, des 18
Sekunden Pyroxylins.
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Das Pyroxylin von 1/2 Sekunde Viscosität dringt offenbar in das Leder,
Tuch oder sonstige zu klebende Material ein und bildet dadurch eine gute Verankerung
und gibt dem Klebstoff, wenn er vollständig abgebunden hat, eine große Bindekraft.
Dieses Pyroxylin kann in Wirksamkeit eine Viscosität im Bereiche von i/4 Sekunde
(welches wohl gegenwärtig die niedrigste handelsübliche Viscosität für dieses Material
ist) bis zu .4 Sekunden Viscosität besitzen.
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Das Pyroxylin von ungefähr i8 Sekunden Viscosität erscheint bei Verwendung
in der oben beschriebenen Mischung nicht wesentlich in das zu klebende Material
einzudringen, sondern bleibt wahrscheinlich größtenteils auf der Oberfläche und
verursacht dadurch besonders rasch eine hinreichende Bindewirkung, um die Werkstückteile,
x. B. die Schuhteile, in ihrer zusammengefügten Stellung zusammenzuhalten, so daß
nur eine sehr kurze Preßdatter, z. B. i bis 2 Minuten, in manchen Fällen sogar weniger,
nötig ist. Die tatsächliche Viscosität dieses Pyroxylins kann ungefähr i o Sekunden
und höher betragen. Die obere Grenze der Viscosität ist nicht erheblich, so daß
in manchen Fällen Pyroxyline von z. B. ioo Sekunden und mehr Viscosität verwandt
werden können. Pyroxyline von niedrigerer Viscosität sind jedoch gewöhnlich vorzuziehen,
so daß die Mischung den für den Bindezweck erwünschten Pyroxylingehalt besitzt,
ohne eine solche hohe Viscosität aufzuweisen, daß das Arbeiten mit dem Klebstoff,
z. B. das Auftragen auf Werkstücke, schwie= rig ist.
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In manchen -Fällen können, wenn erwünscht,
Pyroxyline
von drei oder mehr verschiedenen Viscositäten verwandt werden, aber in solchen Fällen
sollen zumindestens zwei dieser Pyroxyline Viscositäten in den oben beschriebenen
Bereichen besitzen.
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Das beim Zubereiten der Klebstoffmischung verwandte Pyroxylin ist
gewöhnlich mit denaturiertem Äthylallrohol zum Zwecke größerer Sicherheit für den
Versand und für die Weiterverarbeitung stabilisiert. Die Menge des in dem obigen
Beispiel erwähnten Äthylalkohols - ist im wesentlichen die zum Stabilisieren gewöhnlich
verwandte Menge, wobei dieser Alkohol in dem Klebstoff als Streckungsmittel wirkt.
Isopropylalkohol ist ein weiteres Stabilisierungsmittel, das ebenfalls als ein Streckungsmittel
Anwendung finden kann, wobei es unnötig ist, das Stabilisierungsmittel zu entfernen,
bevor das Pyroxylin der Klebstoffmischung zugesetzt wird. Andere Streckungs- und
Verdünnungsmittel, die hier in Betracht kommen, sind z. B. primärer oder sekundärer
Butylalkohol, Amylalkohol, Toluol, Benzol, Xylol, Naphtha usw.
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Das in dem Beispiel erwähnte Äthylacetat (Siedepunkt 77° C) wirkt
als ein Lösungsmittel (wenigstens im kolloidalen Sinne) für die Pyroxyline. In der
Praxis sind mit Äthylacetat äußerst befriedigende Ergebnisse erzielt worden, und
zwar sowohl in dem Falle, wenn es allein als Lösungsmittel oder auch in Verbindung
mit anderen Lösungsmitteln verwandt wird. Mischungen von Lösungsmitteln können dazu
verwandt werden, die Trocknungsgeschwindigkeit des Klebstoffes zu verringern oder
zu vergrößern, um Streifenbildungen.
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Trübungen oder ähnliche unerwünschte Erscheinungen zu verhindern.
So kann z. B. Butylacetat (Siedepunkt I25° C) zusammen mit Äthylacetat verwandt
werden. Butylacetat verringert die Tendenz der Streifenbildung usw., erhöht die
Viscosität der Mischung und kann auf Grund seines höheren Siedepunktes dazu verwandt
werden, das Trocknen des Klebstoffes zu verzögern, wenn eine solche Wirkung erwünscht
sein sollte. Viele andere Acetate könnten in diesem Zusammenhang noch angeführt
werden, z. B. Isopropylacetat,- Amylacetat, Isoamylacetat und ein Lösungsmittel,
.das im Handel als Pentacetat bekannt ist und aus einer Mischung von mehreren Amylacetaten
besteht. Die Lösungseigenschaften in diesem Zusammenhang sind jedoch keinesfalls
auf Acetate beschränkt, und es können auch andere geeignete ` Lösungsmittel Anwendung
finden, z. B. Äthyloxybutyrat, Butyllactat, Äthyllactat: und die Monomethyl und.
Monoäthyläther oder Äthylenglykol. Von den stärker flüchtigen Lösungsmitteln seien
Aceton und die Oxyde der Alkylenreihen genannt, z. B. Diäthylenoxyd, das ein Lösungsmittel
für Nitrocellulose in Gegenwart von Alkohol ist und das allein ein Lösungsmittel
für Celluloseacetat ist. Aus dem Obigen kann entnommen werden, daß der Lösungsmittelanteil
der Klebstoffmischung keineswegs von kritischer Bedeutung ist. Vorzugsweise soll
jedoch der Lösungsmittelanteil in der -Mischung nicht so sein, daß dadurch die Bildung
von Streifen usw. hervorgerufen werden würde.
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Dibutylphthalat wird der erwähnten Mischung als Erweichungsmittel
einverleibt, so daß der Klebstoff eine lange Zeit seine Biegsamkeit beibehält. In
einigen Fällen ist dieses Erweichungsmittel unnötig und kann infolgedessen weggelassen
werden, jedoch ist gewöhnlich ein kleiner Betrag eines Erweichungsmittels, wie Dibutylphthalat,
in der Mischung wünschenswert (z. B. Dibutylphthalat), das, wie sich erwiesen hat,
die Bindekraft der Klebstoffmischung selbst bei nur sehr kurzer Preßdauer in keiner
Weise beeinträchtigt. Dibutylphthalat, das eine Flüssig keit mit einem Siedepunkt
von ungefähr 3q.0° C 'ist, wird in der erwähnten Klebstoftmischung in einem Verhältnis
von einem Teil auf ungefähr 2o Teilen Pyroxylin verwandt. Beispiele für weitere
Erweichungsmittel sind: andere Phthalate der Mono- oder Dialkylphthalate,. Kampfer
oder, wenn weniger starke Bindekraft erwünscht ist, Äthoxyäthylphthalat. Wo die
Betriebsverhältnisse es zulassen, daß die Werkstückteile für eine längere Zeit unter
Druck stehengelassen werden können, können Erweichungsmittel, wie . Triphenylphosphat
oder Trirezylphosphat angewandt werden. Diese beiden Erweichungsmittel wirken sich
anscheinend so aus, daß die Bildung der nötigen Bindekraft in dem Klebstoffmittel
zum Zusammenhalten der Werkstückteile nach Ausübung des Druckes verzögert wird.
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Der erhärtete Klebstoff wird kurz vor seiner Verwendung zum Zusammenkittenvon
Werkstückteilen vorteilhafterweise durch.Zusammenbringen mit einem Lösungsmittel
wirksam gemacht, das entweder ein nichtviscoses Lösemittel ist und eine Deckschicht
an seiner Oberfläche bildet oder ein v iscoses Lösemittel ist. Ein typisches Beispiel
für ein nichtviscoses Lösemittel bekannter Art ist: 300 cem Aceton, ioo ccm
Äthyläther. 43 g Kampfergummi, 15 g Rezylbalsam, 9 g Nitrooellulose von 33o
Sekunden Viscosität. Ein Beispiel eines viscosen Lösemittels- ist: 40 g Nitrooellulose
von iioo Sekunden Viscosität, 18 ccm denaturierter Alkohol, goo ccm Aceton.
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Bei der Anwendung der Erfindung, insbesondere zur Herstellung von
Schuhen, wird wie folgt verfahren: -
Die Schuhe werden, wie bekannt,
gezwickt, so daß z. B. der Zwickeinschlag des Schuhes flach gegen die Brandsohle
liegt. Der Zwickeinschlag des Oberleders. und der Randteil der Innenseite der Laufsohle
«-erden geraubt oder abgeglast. Ein Klebstoff gemäß der Erfindung wird dann auf
die aufgerauliten Stellen, vorzugsweise in einem einzigen Belag, aufgetragen und
trocknen gelassen.
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Soll die Sohle zunächst geformt werden, so wird die Sohle nach dem
Auftragen und Erhärten des Klebstoffes angefeuchtet oder in anderer Weise erweicht
und dann geformt. Vor dem Lösen oder Wiederwirksammachen des erhärteten Klebstoffes
wird die Sohle, einerlei ob sie vorher geformt wurde oder nicht, angefeuchtet oder
in anderer Weise erweicht, so daß sie nun biegsamer ist und ihre Tendenz verringert
wird, sich von dem Oberleder nach Aufhebung des Druckes loszulösen.
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Der erhärtete Klebstoff wird dann gelöst oder wieder wirksam gemacht.
Sodann wird so schnell wie möglich, vorzugsweise binnen 5 bis i o Sekunden, die
Sohle und der Schuh in richtiger Stellung zusammengesetzt, in einer Presse unter
Druck gebracht und der Druck so lange beibehalten, bis der Klebstoff abgebunden
hat oder doch seine Bindekraft genügend stark geworden ist, um die Laufsohle mit
dem übrigen Schuh nach Aufhebung des Druckes zusammenzuhalten.
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Bei Verfolgung des Verfahrens im wesentlichen, wie oben beschrieben,
und bei Verwendung des Klebstoffes gemäß der Erfindung und des vorzugsweisen Lösungsmittels
für den harten Klebstoff ist es möglich, das Zusammenkleben von Oberleder und Sohle
von großer Haltbarkeit in der Praxis auszuführen und zur gleichen .Zeit den Schuh
bereits nach einer Preßdauer von nur ungefähr i bis 2 :Minuten aus der Sohlenpresse
herauszunehmen.
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Die Erfindung wurde in Verbindung mit löslichen Pyroxylinen beschrieben;
sie kann jedoch auch auf Nitrocellulosen anderer Art angewandt werden. Die Erfindung
ist weiterhin auch unter Verwendung .anderer Cellulosederiv ate ausführbar, z. B.
Celluloseester und Celluloseäther, wie Celluloseacetat, Äthylceilulose und Benzylcellulose.
So wurde z. B. eine Klebstoffmischung erfolgreich verwandt, die aus 5o g eines Materials,
das im Handel als Äthylcellulose B von niedriger Viscosität bekannt ist, aus 35
g Äthylcellulose B von mittlerer Viscosität, aus 360 g Äthylacetat und 5
g Dibuty lphthalat bestand. Ein zum Wiederwirksammachen dieses Klebstoffes verwandtes
Lösungsmittel bestand aus .io g aus im Handel mit Äthylcellulose von hoher Viscosität
bekanntem Material und 825 g Äthylacetat. Bei dem Gebrauch dieses Klebstoffes und
dieses Lösungsmittels in der oben beschriebenen Art und Weise zum Aufkleben von
Sohlen auf Schuhoberleder zeigte der Äthylcelluloseklebstoff bereits nach
70 Sekunden genügende Bindekraft, um eine Laufsohle mit dem übrigen Schuh
nach Aufheben des Druckes zusammenzuhalten und schuf eine Haftung äußerst befriedigender
Art.