DE69405606T2

DE69405606T2 - Verbesserter Heizschmelzkleber

Info

Publication number: DE69405606T2
Application number: DE69405606T
Authority: DE
Inventors: Thomas F Kauffman; Paul P Puletti; Daniel Stauffer
Original assignee: National Starch and Chemical Investment Holding Corp
Current assignee: National Starch and Chemical Investment Holding Corp
Priority date: 1993-02-23
Filing date: 1994-02-23
Publication date: 1998-01-15
Anticipated expiration: 2014-02-24
Also published as: EP0612824A1; AU655382B2; JP2550291B2; EP0612824B1; US5331033A; DE69405606D1; CA2116317A1; AU5526094A; CA2116317C; JPH0748552A

Description

Heißschmelzkleber werden industriell in einem weiten Bereich für verschiedene Anwendungen, wie den Zusammenbau und die Verpackung von Produkten, einschließlich insbesondere der Verwendung bei Verfahren zum Abdichten von Pappschachteln und zum Verschließen von Kartons, eingesetzt. Einige dieser Verfahren (z.B. für Kartons, Schachteln oder Kästchen, die zum Verpacken von Schmelzkäse bei 60 ºC und zu deren anschließenden Lagerung bei Gefriertemperaturen von -18 bis -6 ºC oder zum Verpacken von Joghurt oder frischen Backwaren bei höheren Temperaturen als etwa 40 ºC benutzt werden) erfordern einen Heißschmelzkleber mit außergewöhnlich hoher Wärmebeständigkeit (die Fähigkeit, bei erhöhten Temperaturen einen Fäden ziehenden Verbund aufrechtzuerhalten), ohne daß dadurch die gute Kältebeständigkeit (die Fähigkeit, einen hochfesten Verbund bei Kälte ohne Bruchneigung eufrechtzuerhalten) eine Einbuße erfährt. Ferner muß die Viskosität solcher Kleber niedrig genug und die Härtungsgeschwindigkeit hoch genug sein, damit sie gut verarbeitbar sind, beispielsweise auf schnellen automatischen Maschinen mit kurzen Preßabschnitten, die bei industriellen Verfahren zur Bearbeitung von Schachteln oder Kartons eingesetzt werden. Die Wärmebeständigkeit und die Kriterien bezüglich des Aussehens müssen ebenfalls derart sein, daß kein Verbrennen, keine Haut- oder Gelbildung erfolgt, verbunden mit einer geringen Viskositätsänderung, wodurch sich eine verbesserte Alterungsbeständigkeit bei typischen Verfahrenstemperaturen (z.B. 200 ºC) ergibt, um so die Ausfallzeiten für die Wartung auf ein Minimum zu reduzieren und reproduzierbare Anwendungsmuster und -mengen für die Dauer des Verfahrens zu schaffen. Die Berücksichtigung dieser Kriterien für das Aussehen ist in den letzten Jahren wichtiger geworden, da die Kunden zunehmend Heißschmelzkleber, die glasklar sind, d.h. Kleber, die in geschmolzenem Zustand transparent sind, verlangen.
Heißschmelzprodukte zum Abdichten von Schachteln und Kartons, die heutzutage erhältlich sind und industriell angewendet werden (vor allem Polyethylen- und Ethylenvinylacetatansätze), weisen eine oder mehrere der zuvor beschriebenen Eigenschaften nicht auf: (1) die Wirksamkeit unter hohen Temperaturen beim Endeinsatz, (2) die Wirksamkeit unter niederen Temperaturen beim Zndeinsatz, (3) eine saubere Verarbeitung, (4) eine niedrige Viskosität, (5) das gewünschte Aussehen (Transparenz), (6) eine ausreichende Wärmebeständigkeit und/oder (7) einen niedrigen Trübungspunkt (unter 120 ºC). Es wäre daher ein technischer Fortschritt, einen anderen Heißschmelzkleber zu schaffen, der gute Haftfestigkeit (d.h., der Fäden zieht) sowohl bei hohen als auch niederen Temperaturen, verbunden mit einer niedrigen Viskosität, einer hohen Härtungsgeschwindigkeit und ausgezeichneter Wärmebeständigkeit, Verarbeitbarkeit und einem ausgezeichneten Aussehen aufweist.
Die U.S.-Patente 4,816,306 und 4,874,804 von Brady et al. offenbaren, daß Heißschmelzkleberzusammensetzungen zum Verpacken, die im wesentlichen aus 35 bis 45 Gew.-% eines Ethylen/n-Butylacrylat-Copolymers, das 25-45 Gew.-% n-Butylacrylat enthält und einen Schmelzindex von mindestens 50 aufweist, 35 bis 55% einer terphenolischen, Klebrigkeit verlelhenden Substanz und 10 bis 20 Gew.-% eines synthetischen Wachses mit einem hohen Schmelzpunkt bestehen, Kleber ergeben, die durch ein ausgezeichnetes Gleichgewicht ihrer Wirksamkeit bei hohen und niederen Temperaturen, ohne daß sie an Verarbeitbarkeit oder Wärmebeständigkeit einbüßen, gekennzeichnet sind. Obwohl die Eigenschaften dieser Kleber bezüglich der Wärmebeständigkeit denen von handelsüblichen Heißschmelzklebern auf Basis EVA ähneln und für eine Reihe von Anwendungen für den Endeinsatz akzeptabel sind, gibt es Anwendungen dieser Art, die ein wiederholtes Erhitzen und Kühlen des Heißschmelzklebers im Verlauf der Anwendung erfordern, wobei diese Produkte eine schlechte Stabilität zeigen. In diesen Fällen wurde festgestellt, daß das wiederholte Erhitzen und Kühlen einen inakzeptabel hohen Grad an Verbrennung in dem Topf mit dem geschmolzenen Kleber ergibt.
Außerdem weisen im Falle von Anwendungen, bei denen das Endprodukt, z.B. die Schachtel oder der Karton, nach Gebrauch einem Recyclingprozeß unterworfen wird, die Kleber nach den Patenten 4,816,306 und 4,874,804 eine Dichte auf, die ungefähr die gleiche ist wie die des recycelten Zellstoffs, und als Folge davon können keine Filtrationsverfahren zur Trennung des Klebers vom Zellstoff eingesetzt werden. Das Vorhandensein von irgendwelchen Resten an Kleber, oft "stickies" genannt, setzt den Wert des recycelten Zellstoffs wesentlich herab.
Wir haben festgestellt, daß die vorgenannten Probleme, die durch die in den Patenten 4,816,306 und 4,874,804 beschriebenen Kleber hervorgerufen werden, durch die Verwendung eines Klebers überwunden werden können, der im wesentlichen aus 20 bis 50 Gew.-% eines Ethylen/n-Butylacrylat-Copolymers, das 25-45 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 40%, n-Butylacrylat enthält und einen Schmelzindex von mindestens 10 aufweist, 30 bis 60% eines aliphatischen oder cycloaliphatischen (alicyclischen) Ölkohlenwasserstoffharzes oder dessen hydrierten Derivates oder eines hydrierten, aromatischen Ölkohlenwasserstoffharzes und 10 bis 30 Gew.-% eines synthetischen Wachses mit einem hohen Schmelzpunkt besteht.
Die resultierenden Kleber sind durch eine Viskosität von weniger als etwa 8.000 cps bei 175 ºC, Fäden ziehende Verbunde von Kraftpapier im Bereich von 0 bis 160 ºF (ungefähr -18 ºC bis 70 ºC), einen Ring- und Kugel- Erweichungspunkt von 100-130 ºC, einen Trübungspunkt von weniger als 140 ºC und dadurch, daß sie bei 170 ºC klar sind, gekennzeichnet. Ferner werden durch die Verwendung des Ölkohlenwasserstoffharzes anstelle des phenolischen Terpens Kleber geschaffen, die eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit besitzen, die durch das Überstehen eines sich über 144 Stunden bei 350 ºF (176 ºC) erstreckenden Wärmealterungstests mit keinem Anzeichen von Verbrennen, Haut- oder Gelbildung gekennzeichnet ist. Außerdem haben die Kleber eine Dichte von weniger als etwa 0,98 und können als Folge davon leicht unter Verwendung von konventionellen Filtrationsverfahren vom Zellstoff getrennt werden. Als solche werden diese Kleber besonders im Bereich des Hochgeschwindigkeitsverpackens und insbesondere für Verpackungen angewandt, die extremen Temperaturen, die beim Verpacken, beim Transport und bei der Lagerung auftreten, ausgesetzt sein werden, oder wobei das resultierende Verpackungsmaterial Recyclingverfahren unterworfen wird.
Die in diesem Zusammenhang geeigneten Ethylen/n- Butylacrylat-Copolymere (EnBA) sind die, welche 30 bis 40 Gew.-% n-Butylacrylat enthalten. Die bevorzugten Copolymere werden von U.S.I. Chemical unter den Bezeichnungen EA80808, EA89821 oder EA89822 und von Elf Atochem unter den Bezeichnungen Lotryl HY6220 oder 6270 geliefert und enthalten ungefähr 35 Gew.-% n-Butylacrylat. Zusätzlich hat das Ethylen/n-Butylacrylat-Copolymer einen Schmelzindex (MI) von mindestens etwa 10, vorzugsweise 100 bis 800. Mischungen aus verschiedenen EnBA-Copolymeren, die in diese Bereiche fallen, können ebenfalls eingesetzt werden. Die Menge an im Kleber vorhandenem Copolymer variiert von 20 bis 50 Gew.-%.
Die für die Kleberzusammensetzungen geeigneten, Klebrigkeit verleihenden Harze sind aliphatische oder cycloaliphatische (d.h. alicyclische) Ölkohlenwasserstoffharze mit einem Ring- und Kugel-Erweichungspunkt von etwa 70 bis 150 ºC, wobei die letztgenannten Harze durch Polymerisation von Monomeren, die vor allem aus Olefinen und Diolefinen bestehen, erzeugt werden; ebenfalls dazu zählen die hydrierten, cycloaliphatischen oder aliphatischen Ölkohlenwasserstoffharze wie auch hydrierte, aromatische Ölkohlenwasserstoffharze. Typische handelsübliche Harze umfassen Wingtack Extra, ein aliphatisch-aromatisches Kohlenwasserstoffharz von Goodyear Chemicals, Escorez 5300, ein teilhydriertes, cycloaliphatlsches Ölkohlenwasserstoffharz von Exxon Chemital Company sowie Eastman Resin H 100 und/oder H 130, teilhydrierte cycloaliphatische Ölkohlenwasserstoffharze. Diese Harze werden in Mengen von 30-60 Gew.-%, bezogen auf die Kleberzusammensetzung, eingesetzt.
Das in diesem Zusammenhang verwendete Harz ist ein hochschmelzendes (oberhalb etwa 100 ºC) synthetisches Wachs, wie synthetische Hochdruckpolyethylenwachse mit niedrigem Molekulargewicht oder "Fischer-Tropsch"-Wachs. Zu geeigneten Wachsen zählen Bareco C-4040, ein Polyethylenwachs mit niedrigem Molekulargewicht von Petrolite, Escomer H-101, ein modifiziertes Pclyethylen von Exxon Chemical, und Polywax 1000 oder 2000 sowie die Polyethylenwachse Marcus 300 mit niedrigem Molekulargewicht von Petrolite beziehungsweise Marcus Chemical. Bevorzugt wird Paraflint H-1, ein Sasol-SA von Moore & Munger. Die Wachskomponente wird in Größenordnungen von 10 bis 30 Gew.-%, bezogen auf den Kleber, eingesetzt.
Die erfindungsgemäßen Kleber enthalten vorzugsweise auch einen Stabilisator oder ein Antioxidans. Zu den in diesem Zusammenhang verwendbaren Stabilisatoren oder Antioxydantien zählen sterisch gehinderte Phenole und multifunktionelle Phenole mit hohem Molekulargewicht, wie schwefel- und phosphorhaltiges Phenol. Sterisch gehinderte Phenole sind den Fachleuten wohlbekannt und können als phenolische Verbindungen gekennzeichnet werden, die in nächster Nachbarschaft zu ihrer phenolischen Hydroxylgruppe auch sterisch voluminöse Reste enthalten. Insbesondere werden tertiäre Butylgruppen im allgemeinen in mindestens einer der Orthostellungen zur phenolischen Hydroxylgruppe an den Benzolring angelagert. Die Anwesenheit dieser sterisch voluminösen, angelagerten Reste in der Nähe der Hydroxylgruppe dient dazu, die Frequenz ihrer Valenzschwingungen und dementsprechend ihre Reaktivität herabzusetzen; diese sterische Hinderung verleiht daher der phenolischen Verbindung ihre stabilisierenden Eigenschaften. Typische sterisch gehinderte Phenole umfassen 1,3,5-Trimethyl-2,4,6-tris(3,5-di-tert-butyl-4- hydroxybenzyl)benzol, Pentaerythrityltetrakis-3(3,5-di- tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat, n-Octadecyl-3(3,5- di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat, 4,4'-Methylen- bis(2,6-tert-butylphenol), 4,4'-Thiobis(6-tert-butyl-o- kresol), 2,6-Di-tert-butylphenol, 6-(4-Hydroxyphenoxy)- 2,4-bis(n-octylthio)-1,3,5-triazin, Di-(n-octylthio)- ethyl-3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzoat und Sorbitolhexa [3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat].
Die Wirksamkeit dieser Antioxidantien kann noch weiter verstärkt werden, wenn man zusammen mit diesen bekannte Synergiste, wie beispielsweise Thiodipropionatester und Phosphite, einsetzt; besonders brauchbar ist Distearylthiodlpropionat. Diese Stabilisatoren liegen bei ihrer Anwendung im allgemeinen in Mengen von etwa 0,1 bis 1,5 Gew.-%, vorzugsweise 0,25 bis 1,0%, vor. Andere Zusätze, wie Weichmacher, Pigmente und Farbstoffe, die Heißschmelzklebern üblicherweise für verschiedene beabsichtigte Endeinsätze zugegeben werden, können ebenfalls in kleineren Mengen in die erfindungsgemäßen Ansätze eingearbeitet werden.
Die Kleberzusammensetzungen werden hergestellt, indem man die Komponenten in der Schmelze bei einer Temperatur von etwa 130-200 ºC ungefähr 2 Stunden lang mischt bis man ein homogenes Gemisch erhalten hat. Auf dem Fachgebiet sind verschiedene Mischmethoden bekannt, und jede Methode, durch die ein homogenes Gemisch hergestellt wird, ist ausreichend.
Die sich ergebenden Kleber sind gekennzeichnet durch eine Viskosität von weniger als 8.000 cps bei 175 ºC, im gesamten Temoeraturbereich von -18 bis +70 ºC Fäden ziehende Verbunde von Kraftpapier, einen Ring- und Kugel- Erweichungspunkt von 100-130 ºC, einen Trübungspunkt von weniger als 140 ºC und Transparenz bei 175 ºC. Außerdem besitzen die Kleber eine ausgezeichnete Wärmestabilität, die durch das Bestehen des sich über 144 Stunden bei 350 ºF erstreckenden Wärmebeständigkeitstests mit keinem Anzeichen von Verbrennen, Haut- oder Gelbildung gekennzeichnet ist, sowie eine Dichte von weniger als etwa 0,98. Als solche werden die Kleber insbesondere als Kleber für Verpackungen, beispielsweise zum Abdichten von Schachteln und Kartons, die extremen Temperaturen ausgesetzt werden sollen, eingesetzt. Im Gegensatz dazu ergeben ähnliche Kleberzusammensetzungen, für die Ethylenvinylacetat als Copolymer verwendet wird, ein trübes, schlecht fließendes und thermisch weniger stabiles Produkt, das für die heutzutage industriell eingesetzten Hochgeschwindigkeitsmaschinen zum schnellen Auftragen von Heißschmelzen nicht geeignet ist.

BEISPIELE

In den folgenden Beispielen, die lediglich der Erläuterung dienen, sind alle Teile Gewichtsteile und alle Temperaturangaben in Grad Celsius ausgedrückt, es sei denn, es ist etwas anderes vermerkt.
Bei den Beispielen wurden alle Kleberansätze durch Mischen der Komponenten bis zur Homogenität in einem auf 170 ºC erhitzten Einschaufel-Mischer hergestellt.
Die Kleber wurden danach verschiedenen Tests, mit denen die für erfolgreiche industrielle Anwendungen erforderlichen Eigenschaften nachgestellt wurden, unterzogen.

Die Schmelzviskositäten

der Heißschmelzkleber wurden auf einem Brookfield-Viskosimeter Modell RVT Thermosel mit einem 27iger Spindel bestimmt.
Prüfkörper zur Bestimmung der Schäl- und Scherfestigkeiten bei erhöhten Temperaturen wurden wie folgt hergestellt: ein 1/2 Inch großer Klebstofftropfen wurde bei 175 ºC auf einen 1 Inch breiten und 3 Inches langen Streifen aus 50 Pound-Kraftpapier über die ganze Breite des Papiers aufgetragen. Ein zweites Stück Kraftpapier mit den selben Abmessungen wurde sofort danach auf das erste Stück angebracht, und ein Gewicht von 200 Gramm wurde auf den Verbund gestellt. Die Breite des zusammengepreßten Klebstofftropfens betrug 1 Inch.

Das Schäl- und das Scherverhalten bei erhöhter Temperatur

wurden bestimmt, indem man ein Gewicht von 100 Gramm an jedem Prüfkörper befestigte und die Körper in einen Umluftofen stellte. Die Temperatur wurde ab 38 ºC in Schritten von 5,5 ºC (10 ºF) erhöht. Die Stücke wurden zu Konditionierung während 15 Minuten auf der vorgegebenen Temperatur gehalten. Man ließ den Erwärmungszyklus ablaufen bis der letzte Verbund versagte. Jeder Schäl- und Scherkörper wurde zweifach hergestellt und getestet. Der gezeigte erhöhte Schäl- und Scherwert ist jeweils die mittlere Temperatur, bei der die beiden Verbunde versagten.

Das Haftvermögen

bei 71 ºC, Raumtemperatur (22ºC), 4,4 ºC, -6 ºC, -17,8 ºC und -28,0 ºC, sofern anwendbar, wurde bestimmt, indem man einen 1/2 Inch großen Klebstofftropfen bei 175 ºC über die Breite eines Stücks Wellpappe von 2 Inches mal 3 Inches auftrug und sofort danach damit ein zweites Stück Pappe mit den Wellen gegenüberliegend in Kontakt brachte. Ein Gewicht von 200 Gramm wurde unmittelbar danach auf den Verbund gestellt. Das Pappematerial war Wellpappe mit einer Berstfestigkeit von 275 Pound. Die Verbundkörper wurden bei 71 ºC in einen Ofen und bei 4,4 ºC, -6,7 ºC, -17,8 ºC und -28,9 ºC in Gefrierschränke gestellt. Die Verbunde wurden von Hand getrennt, und die Art des Versagens wurde bestimmt. Fäden ziehende Verbunde (FT) und keine Fäden ziehende Verbunde (NFT) wurden vermerkt.

Die Härtungszeit des Klebers

(Öffnungszeit) wurde unter Verwendung von 50 Pound-Kraftpapier und eines Klebstoff-Prüfgeräts, mit dem eine Anlage zum Abdichten von Schachteln simuliert wird, auf die folgende Weise bestimmt: Stücke von 2 Inches mal 4 Inches aus einfach geriffelter Wellpappe wurden in die Zangen des Prüfgeräts eingeklemmt. Das untere Stück wurde für den Auftrag des Klebstofftropfens mit konstanter Geschwindigkeit unter der Schmelze-Auftragsdüse vorwärts bewegt und direkt unter dem oberen Stück angehalten. Der Druck des vertikalen Zylinders wurde auf 1 kg/cm² voreingestellt, und nach einer vorbestimmten Öffnungszeit bewegte dieser das obere Stück nach unten, um es in Kontakt mit dem unteren Stück zu bringen. Der Kontakt wurde während einer vorgegebenen Kompressionszeit mit einer vorgegebenen Kompressionskraft beibehalten, wonach das Obermaterial durch Umkehr der Luftströmung, mit der der vertikale Zylinder betrieben wird, vom Untermaterial getrennt wurde. Die Größe des Klebstofftropfens wurde mit Hilfe einer Zahnradpumpe so eingestellt, daß sie nach der Kompression 1/8 Inch betrug. Es wurden verschiedene Tests unter den folgenden Bedingungen durchgeführt: Öffnungszeit 1 Sek., Druck des vertikalen Zylinders 1 kg/cm². Die kürzeste Zeit, die benötigt wurde, um 80% der Verklebungen mit sofort Fäden ziehenden Verbunden zu erhalten, wurde als Härtungszeit bezeichnet.

Die Wärmebeständigkeit

der Klebstoffmischungen wurde auf die folgende Weise bestimmt: 100 Gramm Kleber wurden in ein sauberes Glasgefäß von 8 oz. eingefüllt und mit Alufolle abgedeckt. Die Gefäße wurden danach bei 175 ºC oder anderen geeigneten Temperaturen In Umluftöfen gestellt und In abgedecktem Zustand während 144 Stunden gelagert. Danach wurde die Probe auf Farbveränderung und Vorhandensein von Verbrennungen und nicht-thermoplastischem Material (Haut oder Gel) analysiert und die Viskosität gemessen. Ungewöhnliches Verhalten, wie Fällung und mangelnde Transparenz, wurde ebenfalls vermerkt.

Der Trübungspunkt

wird durch Erhitzen der Klebstoffmischungen auf 175 ºC und Anbringen eines kleinen Tropfens (ungefähr 1 Gramm) des geschmolzenen Klebers auf die Kugel eines ASTM-Thermometers bestimmt. Die Temperatur, bei der der geschmolzene Kleber trübe wird, wird danach notiert. Diese Meßwerte für den Trübungspunkt geben einen Hinweis auf die Gesamtverträglichkeit einer Heißschmelze, d.h. auf die Verträglichkeit der Einzelbestandteile miteinander. Produkte, die Trübungspunkte nahe beim oder am Erweichungspunkt des im Ansatz verwendeten Wachses aufweisen, spiegeln ein Produkt mit Gesamtverträglichkeit wider. Die Trübung, die entsteht, wenn das Material abkühlt, ist das Ergebnis der sich entwickelnden Kristallisation der Wachskomponente (die eine Brechung des durch die Probe fallenden Lichts verursacht). Systeme mit Trübungspunkten, die viel höher sind als den Erweichungspunkt des Wachses, zeigen eine Mikrofällung, durch die der Brechungsindex des geschmolzenen Klebers verändert wird. In der Praxis bedeutet das für Produkte mit hohen Trübungspunkten folgendes:
(1) Eine schlechte Eigenverträglichkeit mit einer Neigung zur Phasenentmischung nach längerem Erhitzen und abwechselndem Erhitzen und Kühlen, wie es bei industriellen Verfahren durchgeführt wird.
(2) Ein schlechtes Fließverhalten, was wegen der schnellen, luftbetriebenen Düsen zur "Fadenbildung" führt.

Test auf Fadenbildung

Unter Verwendung desselben Klebstoff-Prüfgeräts wie beim Test auf die Härtungszeit des Klebers beschrieben, kann die Neigung eines Heißschmelzklebers zur Fadenbildung und zu schlechtem Fließverhalten oder zu schlechtem Abtropfen beobachtet werden. Unter Verwendung einer Düsenöffnung von gleichbleibender Größe und einer mit konstanter Drehzahl betriebenen Zahnradpumpe wurde der Kleber auf ein Blatt schwarzes Papier geschossen. Die Temperatur des Behälters, die in diesem Fall fast der Düsentemperatur entsprach, wurde jeweils in Schritten von 5,5 ºC (10 ºF) gesenkt. Der Test wurde fortgesetzt bis der Kleber anfing, Fäden zu bilden, schlecht zu fließen oder nicht mehr richtig abzutropfen.

Beispiel I

Dieses Beispiel veranschaulicht die Vorteile des Einsatzes von zwei Klebern gemäß der vorliegenden Erfindung (1 und 5) im Vergleich mit Klebern auf der Basis von Ethylenvinylacetat (Elvax von DuPont), die so angesetzt wurden, daß sie ähnliche Viskositätswerte aufwiesen (2 und 6). Die erfindungsgemäßen Kleber wurden auch mit Kleber 3, einem mittels eines Terpenphenols klebrig gemachten Kleber, der repräsentativ für die Produkte der U.S.-Patente 4,816,306 und 4,874,804 ist, sowie mit einem mittels eines Terpenphenols klebrig gemachten Kleber, der hergestellt wurde, indem man Ethylenvinylacetat an Stelle des Ethylen-n-butylacrylatpolymers verwendete, verglichen. Schließlich wurden die erfindungsgemäßen Kleber noch mit einem handelsüblichen Heißschmelzkleber verglichen. TABELLE I TABELLE II
Die in diesen Beispielen gezeigten Ergebnisse veranschaulichen die überlegenen Eigenschaften, die durch Verwendung der entsprechend den Lehren der vorliegenden Erfindung hergestellten Kleber erhalten werden.
So zeigt ein Vergleich der Kleber 1 und 3 mit den Klebern, die entsprechend den Lehren der U.S.-Patente 4,816,306 und 4,874,804 angesetzt wurden, die verbesserte Wärmebeständigkeit der erfindungsgemäßen Kleber.
Ein Vergleich der Kleber 1 und 5 mit 2 und 6 veranschaulicht das verbesserte Verhalten bei hohen und niedrigeren Temperaturen, die verbesserte Verträglichkeit, wie aus dem Trübungspunkt und der Feststoffstruktur ersichtlich, die niedrigere Dichte sowie die verbesserte Verarbeitbarkeit, was durch die niedrigere Temperatur, bei der Fadenbildung festgestellt wird, bewiesen wird.
Ein Vergleich von 1 und 5 mit dem handelsüblichen Heißschmelzkleber zeigt die Insgesamt verbesserten Funktionseigenschaften.
Schließlich veranschaulichen die in Tabelle II dargestellten Ergebnisse die Filtrierbarkeit der erfindungsgemäßen Klebstoffprodukte im Vergleich mit den Zusammensetzungen gemäß dem Stand der Technik, einschließlich derer, die in den früheren Patenten von Brady et al. beschrieben sind. In dieser Hinsicht wird durch die Ergebnisse, die Evan Wise und Joanne Arnold in der Ausgabe des Tappi Journal vom September 1992 auf den Seiten 181 ff. vorgestellt haben, festgestellt, daß zwischen 0,980 und 1,05 ein kritischer Bereich für das spezifische Gewicht von Heißschmelzklebern besteht, in dem es praktisch unmöglich ist, solche Kleber mit Hilfe von Filtrationsmethoden wirksam zu entfernen. Wie in Tabelle II vermerkt, fiel nur die Dichte der erfindungsgemäß angesetzten Kleber außerhalb dieses kritischen Bereichs.

Claims

1. Karton, Schachtel oder Kästchen, erhältlich unter Verwendung einer Heißschmelzkleberzusammensetzung mit einem spezifischen Gewicht von weniger als 0,98 und einer Viskosität von weniger als 8.000 mPa.s (cps) bei 175 ºC, wobei der Kleber im wesentlichen aus

(a) 20 bis 50 Gew.-% mindestens eines Ethylen/n- Butylacrylat-Copolymers, das 25-45 Gew.-% n-Butylacrylat enthält und einen Schmelzindex von mindestens 10 aufweist,

(b) 30 bis 60% eines Klebrigkeit verleihenden Harzes, ausgewählt aus der aus aliphatischen und cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffharzen oder deren hydrierten Derivaten und hydrierten aromatischen Kohlenwasserstoffharzen bestehenden Gruppe,

(c) 10 bis 30 Gew.-% eines synthetischen Wachses mit einem Schmelzpunkt von oberhalb 100 ºC und

(d) 0-1,5% Stabilisator besteht.

2. Karton, Schachtel oder Kästchen nach Anspruch 1, wobei das Ethlen/n-Butylacrylat-Copolymer im Kleber 30 bis 35% n-Butylacrylat enthält und einen Schmelzindex zwlschen 100 und 800 aufweist.

3. Karton, Schachtel oder Kästchen nach Anspruch 1, wobei das Klebrigkeit verleihende Harz im Kleber einen Ring- und Kugel-Erweichungspunkt von 70 bis 150 ºC aufweist.

4. Karton, Schachtel oder Kästchen nach Anspruch 1, wobei das Wachs im Kleber aus der aus synthetischen Hochdruckpolyethylenwachsen mit niedrigem Molekulargewicht und Fischer-Tropsch-Wachsen bestehenden Gruppe, ausgewählt ist.

5. Karton, Schachtel oder Kästchen nach Anspruch 1, wobei der Kleber eine Mischung aus einem Ethylen/n- Butylacrylat-Copolymer mit einem Schmelzindex von 45 und einem Ethylen/n-Butylacrylat-Copolymer mit einem Schmelzindex von 400 enthält.

6. Karton, Schachtel oder Kästchen nach Anspruch 1, wobei der Kleber im wesentlichen aus einer Mischung aus einem Ethylen/n-Butylacrylat-Copolymer mit einem Schmelzindex von 45 und einem Ethylen/n-Butylacrylat-Copolymer mit einem Schmelzindex von 400 sowie einem Klebrigkeit verleihenden Harz mit einem Ring- und Kugel-Erweichungspunkt von 70 bis 150 ºC und einem Sasolwachs besteht.

7. Heißschmelzkleberzusammensetzungen mit einem spezifischen Gewicht von weniger als 0,98, wobei der Kleber im wesentlichen aus

(c) 1(2 bis 30 Gew.-% eines synthetischen Wachses mit einem Schmelzpunkt von oberhalb 100 ºC und

(d) 0-1,5% Stabilisator besteht,

wobei der Kleber durch eine Viskosität von weniger als 8.000 mPas (cps) bei 175 ºC, Fäden ziehende Verbunde von Kraftpapier im Bereich von 0 bis 160 ºF (70 ºC), einen Ring- und Kugel-Erweichungspunkt von 100-130 ºC, einen Trübungspunkt von weniger als 140 ºC, Transparenz bei 170 ºC sowie dadurch, daß er einen sich über 144 Stunden erstreckenden Test auf Wärmebeständigkeit während 144 Stunden ohne Verbrennen, Haut- oder Gelbildung überstehen kann, gekennzeichnet ist.

8. Kleber nach Anspruch 7, wobei das Ethylen/n- Butylacrylat-Copolymer im Kleber 30 bis 35% n- Butylacrylat enthält und einen Schmelzindex zwischen 100 und 800 aufweist.

9. Kleber nach Anspruch 8, im wesentlichen bestehend aus einer Mischung aus einem Ethylen/n-Butylacrylat- Copolymer mit einem Schmelzindex von 45 und einem Ethylen/n-Butylacrylat-Copolymer mit einem Schmelzindex von 400 sowie einem Klebrigkeit verleihenden Harz mit einem Ring- und Kugel-Erweichungspunkt von 70 bis 150 ºC und einem Sasolwachs.