EP0078889A1 - Textilschmelzkleber - Google Patents
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- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M17/00—Producing multi-layer textile fabrics
- D06M17/04—Producing multi-layer textile fabrics by applying synthetic resins as adhesives
Definitions
- DE-OS 19 20 432 describes copolyesters of terephthalic acid, adipic acid, ethylene glycol and butanediol- (1.4).
- the softening points of the copolyesters > 130 C
- the copolyesters with a low softening point ⁇ 130 ° C
- the cleaning resistance of these copolyesters leaves something to be desired.
- US Pat. No. 4,217,426 proposes blending with low-viscosity polyethylene waxes. Mixing means an additional process step. The compatibility of the polyethylene waxes with the copolyesters is also so low that brittle, brittle material is obtained even at a low concentration of the polyethylene wax.
- the object of the present invention was to avoid the disadvantages described.
- the dicarboxylic acid component preferably consists of 80 to 90 mol% of terephthalic acid units.
- aliphatic diols e.g. B. pentanediol (1.5), octanediol (1.8), decanediol (1.10) or dodecanediol (1.12). Hexanediol (1.6) is preferably used. These diols are preferably 35 to 55 mol% of the diol component.
- oxa- or dioxa-alkanediols can also be used, such as, for. B. Diethylene glycol (3-oxa-pentanediol- (1.5), dibutylene glycol (5-oxa-nonanediol- (1.9), 3-0xa-heptanediol- (1.7) or 3.8-dioxa-decanediol- (1.10).
- Diol is preferred dibutylene glycol, These diols preferably make up 50 to 60 mol% of the diol component.
- copolyesters are prepared analogously to the production of poly (butylene terephthalate), as described, for example, in Sorensen and Campbell, Preparative Methods of Polymer Chemistry, Interscience NY 1961, pages 111 to 127, and in Kunststoff Handbuch, Volume 8 (Polyester), C. Hanser Verlag Kunststoff 1973, page 697, or in Journal of Polymer Science, Part Al, 4, pages 1851 to 1859 (1966).
- copolyesters can also be made in a continuous process.
- esterification can take place either before the transesterification of any dialkyl esters used or during or after the transesterification.
- Processing aids conventional thermal and UV stabilizers or optical brighteners can be added to the copolyesters during the course of production.
- the copolyesters have viscosity numbers (J) of 60 to 75 cm 3 / g, preferably 63 to 72 cm 3 / g.
- the glass transition range (T) is 5 to 30 ° C, preferably 10 to 25 ° C.
- the copolyesters have a crystallization half- life (t 1/2 ) of ⁇ 7 minutes, preferably ⁇ 6 minutes.
- the melting point (T m ) of the copolyesters is in the range from 110 to 130 ° C.
- the inorganic powder consists e.g. from titanium dioxide, talc, aluminum oxide, silica, mica, barium sulfate, calcium carbonate, calcium sulfate or the like, talc and titanium dioxide are preferably used.
- the addition is preferably carried out during the production of the copolyester. It is preferably used in amounts of 0.1 to 0.3% by weight, based on the copolyester (component A.).
- an alkaline earth metal salt of a fatty acid e.g. B. the stearates, oleates, palmitates or laurates of magnesium, calcium or barium in question.
- Magnesium or calcium stearate are preferably used.
- the salts are preferably added in amounts of 0.05 to 0.15% by weight, based on the copolyester (component A.). - The addition of these salts is technically advantageous as long as the copolyester is still in granulate or pellet form. In certain cases, the salts can also be added to the powdered hot melt adhesive.
- UV and thermal stabilizers, optical brighteners, etc. can also be added as auxiliaries and additives.
- copolyesters are made into powdered products by known methods, e.g. B. the cold grinding process.
- the grain size distribution of the dry hot-melt adhesive according to the invention should microns in paste-point method at ⁇ 8 0, ulverretedan in P lie at 60 microns to 200 microns and in the powder scattering method at 200 to 500th
- the melting point of the differential scanning calorimetry (DSC; cooling or heating rate: 16 ° C./minute) is given as the melting point (T m ).
- the glass transition area (T) is the temperature interval in the DSC curve, which is the difference between the points of intersection of the tangent created at the turning point caused by the change in specific heat with the extrapolated straight lines above and below this range.
- T the temperature interval in the DSC curve, which is the difference between the points of intersection of the tangent created at the turning point caused by the change in specific heat with the extrapolated straight lines above and below this range.
- the crystallization half-life (t 1/2 ) is determined using a differential calorimeter. For this purpose, the sample to be examined is melted and cooled at 15 ° C./minute to the crystallization temperature of 50 ° C. (isothermal crystallization). The half-life (t 1/2 ) is obtained by determining the time required at this temperature to reach half the heat of crystallization.
- powders with a grain size distribution of 60 to 200 ⁇ m are traded usual interlining by means of a powder dot machine with a 17 mesh grid with a coating weight of 2 0 + 2 g / m 2 applied.
- On an ironing press is glued at 130 ° C with a pressure of 350 g / cm 2 with a commercially available outer material.
- the glued parts are washed three times at 60 ° C with a commercially available mild detergent and cleaned three times with a conventional chemical cleaning agent.
- the separation strength is determined according to DIN 54 310, the values being given in N / 5.cm.
- the comparative examples show that hot-melt adhesives produced according to DE-OS 19 20 432 (example 4 or 3) with melting ranges above 130 ° C. can no longer be fixed satisfactorily. At lower melting points ( ⁇ 130 ° C) the granules bake together so strongly that they can no longer be classified (example A and B). Granules produced according to DE-AS 24 35 863 (Table 3) can still be ground and classified, but the powders already bake at room temperature and stick the engravings on the roller of the powder point machine (Example C). In addition, the separation strength values obtained are low.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
Abstract
Description
- Textilschmelzkleber auf der Basis von linearen, gesättigten, hochmolekularen Copolyestern sind bekannt. Die bisher gebräuchlichen Produkte zeigen jedoch gewisse Nachteile, die ihre Anwendbarkeit auf bestimmte Arbeitsgebiete der Praxis beschränken.
- So beschreibt DE-OS 19 20 432 Copolyester aus Terephthalsäure, Adipinsäure, Ethylenglykol und Butandiol-(1.4). Jedoch sind die Erweichungspunkte der Copolyester (> 130 C) für wärmeempfindliche Stoffe zu hoch bzw. die Copolyester mit niedrigem Erweichungspunkt (< 130 °C) weisen wegen ihrer geringen Kristallinität bereits bei Raumtemperaturen eine solche Klebrigkeit auf, daß sie zum Einsatz als pulverförmige Schmelzkleber ungeeignet sind. Darüber hinaus läßt die Reinigungsbeständigkeit dieser Copolyester zu wünschen übrig.
- DE-AS 24 35 863 beansprucht Copolyester aus Terephthalsäure, Isophthalsäure und/oder einer aliphatischen Dicarbonsäure und Butandiol-(1.4)Hexandiol-(1.6)-Gemischen als Diolkomponente; die Copolyester sind u. a. durch zu niedrige Schmelzpunkte von > 40 0C charakterisiert. Der Kristallisationsgrad dieser Copolyester ist zwar geringfügig größer als bei denjenigen Produkten, die in der DE-OS 19 20 432 genannt werden, jedoch ist die Kristallisationsgeschwindigkeit des unter den Bedingungen der Praxis erhaltenen Granulates so gering, daß beim Mahlen des Granulates und Klassieren des Pulvers technische Störungen durch Zusammenbacken auftreten (US-PS 4 217 426); auch ist die Lagerstabilität solcher Pulver infolge Zusammenbackens zu gering. Bei der Verarbeitung verkleben häufig die Druckwalzen der Pulverpunktmaschinen.
- Zur Vermeidung der genannten Störungen schlägt US-PS 4 217 426 die Abmischung mit niedrigviskosen Polyethylenwachsen vor. Die Abmischung bedeutet einen zusätzlichen Verfahrensschritt. Die Verträglichkeit der Polyethylenwachse mit den Copolyestern ist außerdem so gering, daß selbst bei niedriger Konzentration des Polyethylenwachses sprödes, brüchiges Material erhalten wird.
- Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, die dargestellten Nachteile zu vermeiden.
- Gelöst wurde die Aufgabe durch einen Textilschmelzkleber, bestehend aus einem Gemisch von
- A. einem linearen, gesättigten, hochmolekularen Copoly--ester, der
- I. in seiner Dicarbonsäurekomponente
- 75 bis 95 Mol-% Terephthalsäure
und - 5 bis 25 Mol-% Isophthalsäure
- und/oder Phthalsäure
sowie - 75 bis 95 Mol-% Terephthalsäure
- II. in seiner Diolkomponente
- 40 bis 70 Mol-% Butandiol-(1.4)
und - 30 bis 60 Mol-% andere aliphatische
- Diole mit 5 bis 12 C-Atomen
enthält,
wobei der Copolyester einen Schmelzpunkt im Bereich von 110 bis 130 °C und eine Kristallisationshalbwertszeit - gemessen bei 50 °C - von < 7 Minuten aufweist, - 40 bis 70 Mol-% Butandiol-(1.4)
- I. in seiner Dicarbonsäurekomponente
- B. 0,05 bis 0,'5 Gew.-% eines anorganischen Pulvers mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,2 bis 3µm,
- C. 0,01 bis 0,2 Gew.-% eines Erdalkalisalzes einer Fettsäure mit 11 bis 18 C-Atomen und einem mittleren Teilchendurchmesser von 40 bis 60µm,
- D. gegebenenfalls üblichen Hilfs- und Zusatzstoffen,
- Die Dicarbonsäurekomponente besteht bevorzugt zu 80 bis 90 Mol-% aus Terephthalsäureeinheiten.
- Als andere aliphatische Diole können z. B. Pentandiol-(1.5), Octandiol-(1.8), Decandiol-(1.10) oder Dodecandiol-(1.12) sein. Bevorzugt eingesetzt wird Hexandiol-(1.6). Diese Diole stellen vorzugsweise 35 bis 55 Mol-% der Diolkomponente.
- Als andere aliphatische Diole können auch Oxa- bzw. Dioxa-Alkandiole eingesetzt werden, wie z. B. Diethylenglykol (3-Oxa-pentandiol-(1.5), Dibutylenglykol (5-Oxa-nonandiol-(1.9), 3-0xa-heptandiol-(1.7) oder 3.8-Dioxa-decandiol-(1.10). Bei dieser Gruppe von Diolen ist Dibutylenglykol bevorzugt. Diese Diole stellen vorzugsweise 50 bis 60 Mol-% der Diolkomponente.
- Die Herstellung der Copolyester erfolgt analog der Poly-(butylenterephthalat)-Herstellung, wie sie beispielsweise in Sorensen und Campbell, Preparative Methods of Polymer Chemistry, Interscience NY 1961, Seiten 111 bis 127, und in Kunststoffhandbuch, Band 8 (Polyester), C. Hanser Verlag München 1973, Seite 697, bzw. in Journal of Polymer Science, Part Al, 4, Seiten 1851 bis 1859 (1966), beschrieben ist.
- Die Copolyester können auch in einem kontinuierlichen Verfahren hergestellt werden.
- Werden freie Säuren bei der Herstellung eingesetzt, kann die Veresterung sowohl vor der Umesterung eventuell eingesetzter Dialkylester als auch während oder nach der Umesterung erfolgen.
- Den Copolyestern können bereits im Verlauf der Herstellung Verarbeitungshilfsmittel, übliche Thermo- und UV-Stabilisatoren oder optische Aufheller zugegeben werden.
- Die Copolyester weisen Viskositätszahlen (J) von 60 bis 75 cm3/g, vorzugsweise 63 bis 72 cm3/g, auf. Der Glasumwandlungsbereich (T ) liegt bei 5 bis 30 °C, vorzugsweise bei 10 bis 25 °C. Ferner weisen die Copolyester eine Kristallisationshalbwertszeit (t1/2) von < 7 Minuten, vorzugsweise < 6 Minuten, auf. Der Schmelzpunkt (Tm) der Copolyester liegt im Bereich von 110 bis 130 °C.
- Das anorganische Pulver besteht z.B. aus Titandioxid, Talkum, Aluminiumoxid, Kieselsäure, Glimmer, Bariumsulfat, Calciumcarbonat, Calciumsulfat oder dergleichen, bevorzugt werden Talkum und Titandioxid eingesetzt. Der Zusatz erfolgt vorzugsweise während der Herstellung des Copolyesters. Bevorzugt wird es in Mengen von O,1 bis 0,3 Gew.-%, bezogen auf den Copolyester (Komponente A.) eingesetzt.
- Als ein Erdalkalisalz einer Fettsäure kommen z. B. die Stearate, Oleate, Palmitate oder Laurate von Magnesium, Calcium oder Barium in Frage. Bevorzugt werden Magnesium-oder Calciumstearat eingesetzt. Die Salze werden vorzugsweise in Mengen von 0,05 bis 0,15 Gew.-%, bezogen auf den Copolyester (Komponente A.) zugefügt. - Technisch vorteilhaft ist die Zugabe dieser Salze, solange der Copolyester noch in Granulat- bzw. Pelletform vorliegt. In bestimmten Fällen können die Salze auch erst dem pulverförmigen Textilschmelzkleber zugegeben werden.
- Als Hilfs- und Zusatzstoffe können noch UV- und Thermo-Stabilisatoren, optische Aufheller usw. zugefügt werden.
- Die Konfektionierung der Copolyester zu pulverförmigen Produkten geschieht nach bekannten Verfahren, z. B. dem Kaltmahlverfahren.
- Die Korngrößenverteilung der erfindungsgemäßen Textilschmelzkleber soll beim Pastenpunktverfahren bei < 80 µm, beim Pulverpunktverfahren bei 60 bis 200 µm sowie beim Pulverstreuverfahren bei 200 bis 500 µm liegen.
- Die in der Anmeldung angeführten Kenngrößen werden wie nachfolgend angegeben, bestimmt:
- Die Viskositätszahl (J) wird an Lösungen von 0,23 g Copolyester in 100 ml eines Gemisches aus Phenol/1.1.2.2-Tetrachlorethan (Gewichtsverhältnis 60/40) bei 25 °C bestimmt.
- Als Schmelzpunkt (Tm) wird das Schmelzmaximum der Differential-Scanning-Kalorimetrie (DSC; Abkühl- bzw. Aufheizungsgeschwindigkeit: 16 °C/Minute) angegeben.
- Als Glasumwandlungsbereich (T ) wird das Temperaturintervall in der DSC-Kurve angegeben, das sich als Differenz der Schnittpunkte der im - durch die Änderung der spezifischen Wärme verursachten - Wendepunkt angelegten Tangente mit den extrapolierten Geraden ober- und unterhalb dieses Bereiches ergibt. Zur Messung wird die auf 30 °C über dem Schmelzpunkt aufgeschmolzene Probe mit 16 °C/Minute abgekühlt.
- Die Kristallisationshalbwertszeit (t1/2) wird mittels eines Differentialkalorimeters bestimmt. Die zu untersuchende Probe wird dazu aufgeschmolzen und mit 15 °C/ Minute auf die Kristallisationstemperatur von 50 °C abgekühlt (isotherme Kristallisation). Durch Bestimmung der Zeit, die bei dieser Temperatur bis zum Erreichen des halben Wertes der Kristallisationswärme notwendig ist, erhält man die Halbwertszeit (t1/2).
- Zur Prüfung der Haftfestigkeit, der Verklebung und der Reinigungs- und Waschbeständigkeit werden Pulver mit einer Korngrößenverteilung von 60 bis 200 µm auf einen handelsüblichen Einlagestoff mittels einer Pulverpunktmaschine mit einem 17 mesh Raster mit einem Auflagegewicht von 20 + 2 g/m2 aufgebracht. Auf einer Bügelpresse wird bei 130 °C mit einem Preßdruck von 350 g/cm2 mit einem handelsüblichen Oberstoff verklebt. Die verklebten Teile werden dreimal bei 60 °C mit einem handelsüblichen Feinwaschmittel gewaschen und dreimal mit einem üblichen chemischen Reinigungsmittel gereinigt. Die Trennfestigkeit wird nach DIN 54 310 bestimmt, wobei die Werte in N/5.cm angegeben sind.
- In einem 100 1-Kessel werden 33.0 kg Dimethylterephthalat, 5.0 kg Isophthalsäure, 13.5 kg Butandiol-(1.4), 15.6 kg Pentandiol-(1.5) und 12 g Titantetraisopropylat bei 150 °C aufgeschmolzen und nach Zugabe von 88 g Talkum bei 190 °C im Stickstoffstrom unter Rühren um- bzw. verestert, bis die theoretische Menge an Methanol und H20 abgespalten ist. Danach wird innerhalb einer Stunde die Reaktionstemperatur auf 250 °C erhöht und innerhalb einer weiteren Stunde ein Vakuum von ≤ 1 mbar angelegt. Unter diesen Bedingungen wird die Schmelze 2 Stunden polykondensiert. Das Vakuum wird mit Stickstoff aufgehoben; anschließend wird das Produkt ausgefahren, gekühlt und granuliert. Auf das fertige Granulat wird das fettsaure Salz aufgetrommelt.
- In einem 100 1-Kessel werden 33.0 kg Dimethylterephthalat, 4.45 kg Phthalsäureanhydrid, 13.5 kg Butandiol-(1.4), 17.7 kg Hexandiol-(1.6) und 13 g Titantetraisopropylat bei 150 °C aufgeschmolzen. 88 g Titandioxid werden dazugegeben, und das Reaktionsgemisch wird bei 200 °C im Stickstoffstrom unter Rühren um- bzw. verestert, bis die theoretische Menge an Methanol und H20 abgespalten ist. Danach wird innerhalb von 1.5 Stunden die Reaktionstemperatur auf 250 °C erhöht und Wasserstrahlvakuum angelegt, innerhalb einer weiteren Stunde wird das Vakuum auf < 1 mbar gebracht. Unter diesen Bedingungen wird die Schmelze 2 Stunden polykondensiert. Das Vakuum wird mit Stickstoff aufgehoben, anschließend wird der Copolyester ausgefahren, gekühlt und granuliert. Auf das fertige Granulat wird das fettsaure Salz aufgetrommelt.
- Die Prüfung der Klassierbarkeit des Granulates, der Verarbeitbarkeit des Pulvers und der Trennfestigkeit der Stoffverklebung ergab die in Tabelle 5 zusammengestellten Ergebnisse.
- Die Vergleichsbeispiele zeigen, daß nach der DE-OS 19 20 432 (Beispiel 4 bzw. 3) hergestellte Schmelzkleber mit Schmelzbereichen über 130 °C nicht mehr befriedigend fixierbar sind. Bei niedrigeren Schmelzpunkten (< 130 °C) backen die Granulate so stark zusammen, daß sie nicht mehr klassierbar sind (Beispiel A und B) . Nach der DE-AS 24 35 863 (Tabelle 3) hergestellte Granulate lassen sich zwar noch vermahlen und klassieren, die Pulver backen jedoch bei Raumtemperatur schon zusammen und verkleben die Gravuren auf der Walze der Pulverpunktmaschine (Beispiel C). Außerdem sind die erhaltenen Trennfestigkeitswerte niedrig.
-
wobei sich alle Angaben in Gew.-% auf die Komponente A. beziehen.
Claims (1)
- Textilschmelzkleber, bestehend aus einem Gemisch vonA. einem linearen, gesättigten, hochmolekularen Copolyester, derI. in seiner Dicarbonsäurekomponentesowie
75 bis 95 Mol-% Terephthalsäure
und
5 bis 25 Mol-% Isophthalsäure und/oder PhthalsäureII. in seiner Diolkomponente
40 bis 70 Mol-% Butandiol-(1.4)
und
30 bis 60 Mol-% andere aliphatische
Diole mit 5 bis 12 C-Atomen
enthält,
wobei der Copolyester einen Schmelzpunkt im Bereich von 110 bis 130 °C und eine Kristallisationshalbwertszeit - gemessen bei 50 °C - von < 7 Minuten aufweist,B. 0,05 bis 0,5 Gew.-% eines anorganischen Pulvers mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,2 bis 3 µm,C. 0,01 bis 0,2 Gew.-% eines Erdalkalisalzes einer Fettsäure mit 11 bis 18 C-Atomen und einem mittleren Teilchendurchmesser von 40 bis 60 µm,D. gegebenenfalls üblichen Hilfs- und Zusatzstoffen,
wobei sich alle Angaben in Gew.-% auf die Komponente A. beziehen.
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