EP1984547A1 - Faserklebstoff - Google Patents

Faserklebstoff

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Publication number
EP1984547A1
EP1984547A1 EP07704212A EP07704212A EP1984547A1 EP 1984547 A1 EP1984547 A1 EP 1984547A1 EP 07704212 A EP07704212 A EP 07704212A EP 07704212 A EP07704212 A EP 07704212A EP 1984547 A1 EP1984547 A1 EP 1984547A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
plastic fiber
fiber according
adhesive
polymer
core
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP07704212A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dieter Urban
Norbert Niessner
Bernd-Steffen Bernstorff
Konrad Knoll
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BASF SE
Original Assignee
BASF SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BASF SE filed Critical BASF SE
Priority to EP07704212A priority Critical patent/EP1984547A1/de
Publication of EP1984547A1 publication Critical patent/EP1984547A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F8/00—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
    • D01F8/04—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers
    • D01F8/06—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers with at least one polyolefin as constituent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/16—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
    • B01D39/1607—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous
    • B01D39/1623—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous of synthetic origin
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F8/00—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
    • D01F8/04—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers
    • D01F8/10—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers with at least one other macromolecular compound obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds as constituent
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2929—Bicomponent, conjugate, composite or collateral fibers or filaments [i.e., coextruded sheath-core or side-by-side type]

Definitions

  • the invention relates to a sticky plastic fiber with a non-tacky core and a sticky outer shell.
  • Adhesion For adhesives, in particular for pressure-sensitive adhesives, both good adhesion to the substrate to be bonded (good adhesion) and sufficient internal strength in the adhesive layer (cohesion) are desired. Adhesion and cohesion are opposite performance properties. Measures that improve the adhesion generally lead to a deterioration in cohesion.
  • New adhesives or adhesive systems should have better possible application properties than the previous adhesives, in particular, both the adhesion and the cohesion should be good.
  • the object of the invention were therefore adhesive systems with improved and novel properties.
  • plastic fibers defined above were found. Also found were methods of making and using these plastic fibers.
  • the plastic fiber according to the invention consists essentially of a non-tacky core and a sticky outer shell.
  • the core contains a polymer (hereinafter referred to simply as core polymer) which is thermoplastically deformable.
  • thermoplastic elastomer thermoplastic elastomer
  • core polymer is understood in particular to include mixtures of polymers, so-called polymer blends. Polymer blends modify properties of different polymers; in particular, the reversibility of the deformation of thermoplastic polymers is increased by the addition of elastomers.
  • the core polymer preferably has a tear strength between 5 and 60 MPa, more preferably from 20 to 60 MPa, and preferably an elongation at break of between 2 and 1500%, more preferably between 300 and 700% (measured according to tensile test ISO 527) at 21 ° C.
  • elongation values in the range of 20 and 100%, preferably between 60 and 90% of the measured value of the 1st pass should be achieved in repetitions of the tensile test.
  • free-radical polymerization polymers vinyl polymers
  • Polyolefins such as polyethylene, polypropylene, polycondensates, e.g. Polyesters, polyamides, or polyadducts, e.g. Polyurethanes.
  • Preferred core polymers are polyamide, polyamide copolymers with more than 20% by weight of polyamide components, polypropylene, polyesters, such as polyethylene terephthalate, styrene homopolymers or copolymers, in particular styrene-butadiene copolymers.
  • thermoplastic styrene copolymers Preference is given in particular to thermoplastic styrene copolymers.
  • Such styrene copolymers are preferably from 5 to 99 wt .-%, more preferably from 10 to 85 wt .-%, of styrene.
  • styrene-butadiene copolymers in particular block copolymers.
  • block copolymers with the block sequence hard-soft-hard or star block copolymers with external hard and internal soft blocks Preference is given to block copolymers with the block sequence hard-soft-hard or star block copolymers with external hard and internal soft blocks.
  • the proportion by weight of the soft blocks should preferably be greater than 50% by weight, preferably 60 to 90% by weight, particularly preferably 65 to 85% by weight.
  • the hard blocks preferably consist of pure polystyrene or copolymers of styrene with alpha-methylstyrene, ring-hydrogenated styrene, para-methylstyrene, para-tertiary-butylstyrene or 1,1-diphenyl ether.
  • the soft phase is preferably composed of a polymer having a glass transition temperature of less than or equal to 20 ° C., in particular less than 0 ° C., particularly preferably less than -20 ° C.
  • Soft phases may consist of polybutadiene, polyisoprene or their later hydrogenated polymers, polyisobutene, random copolymers of styrene and butadiene, styrene and isoprene, and combinations of these monomers.
  • the soft phase may also have a changing monomer composition along the polymer chain.
  • linear styrene-butadiene block copolymers of the general structure S- (S / B) -S with one or more blocks (S / B) having random styrene / butadiene distribution between the two S blocks.
  • block copolymers are obtainable by anionic polymerization in a nonpolar solvent with the addition of a polar cosolvent or a potassium salt, as described, for example, in WO 95/35335 and WO 97/40079, respectively.
  • the vinyl content is understood to mean the relative proportion of 1,2-linkages of the diene units relative to the sum of the 1,1,2,4-cis and 1,4-trans linkages.
  • the 1,2-vinyl content in the styrene-butadiene copolymer block (S / B) is preferably below 20%, in particular in the range from 10 to 18%, particularly preferably in the range from 12 to 16%.
  • Particularly suitable styrene-butadiene copolymers are e.g. available under the trade name Styroflex® from BASF.
  • the non-tacky core may contain other ingredients besides the core polymer, e.g. Additives such as stabilizers, e.g. UV and heat stabilizers, fillers, pigments, e.g. TiO2, dye pigments, carbon black, carbon nanotubes, glass, carbon fibers, phyllosilicates, dyes.
  • Additives such as stabilizers, e.g. UV and heat stabilizers, fillers, pigments, e.g. TiO2, dye pigments, carbon black, carbon nanotubes, glass, carbon fibers, phyllosilicates, dyes.
  • the core consists of more than 90% by weight of the core polymer.
  • the outer shell is made of a permanently tacky adhesive, i. from a pressure-sensitive adhesive.
  • a pressure-sensitive adhesive is a pressure-sensitive adhesive which is removable again without residue in the subsequent bonding.
  • a permanently tacky hot melt adhesive i.e., an adhesive that is water and solvent free processed.
  • the adhesive preferably has a peel strength (as a measure of adhesion) at 21 ° C. of at least 1 N / 2.5 cm according to the following measurement method.
  • the peel strength is 1 to 25, more preferably 2 to 20, most preferably 3 to 15 N / 2.5 cm.
  • the shear strength as a measure of the cohesion is preferably greater than 10 minutes according to the following measurement method.
  • the shear strength is preferably 10 to 1440 minutes, more preferably 100 to 1000 minutes, most preferably 200 to 500 minutes.
  • the adhesive is coated at 20 g / m 2 (solid) on polyethylene film and dried at 90 ° C for 3 minutes.
  • peel strength (adhesion)
  • a 2.5 cm wide test strip is glued to a chromed V2A test plate and rolled once with a 1 kg roller. He is then clamped with one end in the upper jaws of a tensile-strain tester. The tape is peeled off the test area (V2A steel) at 300 mm / min. the adhesive strip was bent over and pulled off parallel to the test plate and the required effort was measured.
  • the measure of peel strength is the force in N / 2.5 cm, which averaged out of five measurements (equivalent to AFERA Standard Method). The peel strength is determined 24 hours after the bonding.
  • test strips are glued with a glued surface of 25 mm 2 on a chromed V2A test sheet, rolled with a 1 kg roll 1 time, 10 min stored (in standard atmosphere, 1 bar, 21 ° C) and then hanging loaded with a 0.5 kg weight (in standard climate, 1 bar, 21 ° C).
  • the measure of shear strength was the time to weight drop in minutes; in each case the average of 5 measurements is calculated (corresponds to PSTC standard method).
  • the adhesive contains as essential ingredient at least one binder and, if appropriate, further additives.
  • the binder may, in particular, be a synthetic polymer (referred to below as the adhesive polymer).
  • the term adhesive polymer should also be understood to mean mixtures of different polymers, in particular they may be mixtures of non-tacky polymers with tacky polymers or with other polymers which cause stickiness of the mixture.
  • Suitable adhesive polymers are radically polymerized polymers, polyesters or polyadducts.
  • the above tack (peel strength) is adjusted by the addition of tackifying resins or plasticizers.
  • tackifying resins or plasticizers examples which may be mentioned are styrene copolymers, in particular styrene-butadiene copolymers, ethylene-vinyl acetate copolymers, polyurethanes, polyisobutylenes and non-crystalline polyolefins, which have a corresponding content of plasticizers or tackifying resins.
  • block copolymers are also suitable.
  • styrenic block copolymers e.g. radically polymerized styrene-butadiene copolymers are used which have a butadiene content of greater than or equal to 50 wt .-%, preferably greater than or equal to 60 wt .-%, particularly preferably greater than or equal to 80 wt .-% have.
  • Styrene-butadiene copolymers can e.g. Di, tri- or multiblock copolymers whose soft phase content is preferably greater than or equal to 60 wt .-%.
  • diblock copolymers and mixtures thereof with tri-, multi- or star block copolymers are particularly preferred.
  • plasticizers are used (i.e., blended with the polymers) which little or no affect the properties of the core polymer.
  • Particularly preferred are combinations of polar soft phase in the fiber core and a non-polar soft phase in the tacky shell or vice versa.
  • the adhesive polymer is composed of free-radically polymerizable compounds (monomers). It is preferably at least 40% by weight, more preferably at least 60% by weight, most preferably at least 80% by weight, of so-called main monomers.
  • the main monomers are selected from C1-C20 alkyl (meth) acrylates, vinyl esters of carboxylic acids containing up to 20 carbon atoms, vinyl aromatics having up to 20 carbon atoms, ethylenically unsaturated nitriles, vinyl halides, vinyl ethers having from 1 to 10 carbon atoms Alcohols, aliphatic hydrocarbons having 2 to 8 carbon atoms and 1 or 2 double bonds or mixtures of these monomers.
  • (Meth) acrylic acid alkyl esters having a C 1 -C 10 -alkyl radical such as methyl methacrylate, methyl acrylate, n-butyl acrylate, ethyl acrylate and 2-ethylhexyl acrylate.
  • mixtures of (meth) acrylic acid alkyl esters are also suitable.
  • Vinyl esters of carboxylic acids having 1 to 20 carbon atoms are, for example, vinyl laurate, stearate, vinyl propionate, vinyl versatate and vinyl acetate.
  • Suitable vinylaromatic compounds are vinyltoluene a- and p-methylstyrene, a-butylstyrene, 4-n-butylstyrene, 4-n-decylstyrene and preferably styrene.
  • nitriles are acrylonitrile and methacrylonitrile.
  • the vinyl halides are chloro, fluoro or bromo substituted ethylenically unsaturated compounds, preferably vinyl chloride and vinylidene chloride.
  • vinyl ethers there are e.g. Vinyl methyl ether or vinyl isobutyl ether. Vinyl ether is preferably from 1 to 4 C-containing alcohols.
  • hydrocarbons having 2 to 8 carbon atoms and one or two olefinic double bonds may be mentioned butadiene, isoprene and chloroprene, ethylene or propylene. Polymers or copolymers obtained from butadiene or isoprene can also be subsequently hydrogenated.
  • Preferred main monomers are the C1 to C10 alkyl acrylates and methacrylates, in particular C1 to C8 alkyl acrylates and methacrylates, the acrylates in each case being particularly preferred.
  • the polymer may contain other monomers, e.g. Monomers with carboxylic acid, sulfonic acid or phosphonic acid groups. Preferred are carboxylic acid groups. Called e.g. Acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, maleic acid or fumaric acid.
  • hydroxyl-containing monomers in particular C 1 -C 10 -hydroxyalkyl (meth) acrylates, (meth) acrylamide and ureido-containing monomers such as ureido (meth) acrylates.
  • acrylate glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, amino ( ⁇ meth) acrylates such as 2-aminoethyl (meth) acrylate called.
  • Monomers which, in addition to the double bond, carry further functional groups, for example isocyanate, amino, hydroxyl, amide or glycidyl, can, for example, improve adhesion to substrates.
  • Particularly suitable are cyclic lactams such as N-vinylpyrrolidone or N-vinylcaprolactam.
  • the polymer is preferably at least 40 wt .-%, more preferably at least 60 wt .-% and most preferably at least 80 wt .-% of C1-C20 alkyl (meth) acrylates, in particular the above-mentioned alkyl (meth ) Acrylates, it is therefore a polyacrylate.
  • the adhesive polymer is one obtained by exposure to high energy light, e.g. Electron beams or preferably UV-light crosslinkable polymer.
  • the polymer is e.g. when hydrogen protons can be separated from the main polymer chain photochemically, in particular also using a photoinitiator or by electron beams, so that a radical is formed, which can undergo further chemical reactions.
  • the adhesive contains a photoinitiator.
  • the photoinitiator may be e.g. These are photoinitiators in which a chemical bond is cleaved to form 2 radicals, which initiate the further crosslinking or polymerization reactions.
  • Called e.g. Acylphosphine oxides (Lucirin® brands of BASF), hydroxyalkylphenyls (for example Irgacure® 184), benzoin derivatives, benzil derivatives, dialkyloxyacetophenones.
  • Acylphosphine oxides (Lucirin® brands of BASF), hydroxyalkylphenyls (for example Irgacure® 184), benzoin derivatives, benzil derivatives, dialkyloxyacetophenones.
  • H-abstractors which detach a hydrogen atom from the polymer chain, e.g. these are photoinitiators with a carbonyl group. This carbonyl group slides into a C-H bond to form a C-C-O-H moiety.
  • Both classes of photoinitiators may be used alone or in admixture.
  • it is H-abstractors as a photoinitiator.
  • the photoinitiator or at least one of the photoinitiators is bound to the adhesive polymer.
  • a photoinitiator which is incorporated by radical copolymerization in the polymer chain.
  • the photoinitiator contains an acrylic or (meth) acrylic group.
  • Suitable copolymerizable photoinitiators are acetophenone or benzophenone derivatives which contain at least one, preferably one, ethylenically unsaturated group.
  • the ethylenically unsaturated group is preferably an acrylic or methacrylic group.
  • the ethylenically unsaturated group may be bonded directly to the phenyl ring of the acetophenone or benzophenone derivative. In general, there is a spacer group (spacer) between the phenyl ring and the ethylenically unsaturated group.
  • the spacer group may e.g. contain up to 100 C atoms.
  • Suitable acetophenone or benzophenone derivatives are e.g. in EP-A-346 734, EP-A-377199 (claim 1), DE-A-40 37 079 (claim 1) and DE-A-38 44 444 (claim 1) are described by this reference also disclosed in the present application.
  • Preferred acetophenone and benzophenone derivatives are those of the formula
  • R 1 is an organic radical having up to 30 C atoms
  • R 2 is an H atom or a methyl group
  • R 3 is an optionally substituted phenyl group or a C 1 -C 4 -alkyl group.
  • R 1 particularly preferably represents an alkylene group, in particular a C 2 -C 8 -alkylene group.
  • R 3 particularly preferably represents a methyl group or a phenyl group.
  • the adhesive preferably contains 0.0001 to 0.5 mol, particularly preferably 0.0002 to 0.1, very particularly preferably 0.003 to 0.01 mol, of the photoinitiator, or of the molecule group bound to the polymer and acts as a photoinitiator, per 100 g of adhesive polymer.
  • Suitable UV-crosslinkable polymers are available under the trade name acResin® from BASF.
  • the glass transition temperature (Tg) of the adhesive polymer is preferably -65 to +10 ° C, more preferably -65 to 0 ° C, most preferably -65 to -10 ° C, and -65 to -20 ° C, respectively In a most preferred embodiment, the glass transition temperature is -55 to -30 ° C, or -50 to -40 ° C.
  • the glass transition temperature of the polymer can be determined by conventional methods such as differential thermal analysis or differential scanning calorimetry (see, e.g., ASTM 3418/82, so-called midpoint temperature.
  • Adhesive polymers can be prepared by copolymerization of the monomers using the usual polymerization initiators and optionally regulators, wherein at the usual temperatures in bulk, in emulsion, e.g. in water or liquid hydrocarbons, or polymerized in solution.
  • the polymerization, e.g. Bulk polymerization can also be carried out in an extruder.
  • the polymers are prepared by polymerization of the monomers in solvents (solution polymerization)
  • the adhesive is preferably a hot melt adhesive containing water or other solvents, e.g. contains from the solution at best only in small amounts. Solvent from the solution polymerization is therefore preferably separated off.
  • the adhesive contains less than 5 parts by weight, in particular less than 2 or 1 part by weight of water and / or solvent per 100 parts by weight of adhesive polymer.
  • the adhesive is substantially free of water and other solvents.
  • the adhesive preferably contains at least one photoinitiator (see above). Unless it is a photoinitiator bound to the adhesive polymer, the photoinitiator may be added to the adhesive polymer at any time.
  • tackifying resins tackifiers
  • Tackifiers are, for example, natural resins, such as rosin resins and their derivatives formed by disproportionation or isomerization, polymerization, dimerization, hydrogenation. These may be in their salt form (with, for example, monovalent or polyvalent counterions (cations) or preferably in their esterified form.) Alcohols which are used for the esterification may be monohydric or polyhydric, for example methanol, ethanediol, diethylene glycol, triethylene glycol , 1,2,3-propanethiol, pentaerythritol. Preferred tackifiers are natural or chemically modified rosin resins. Rosin resins consist predominantly of abietic acid or abietic acid derivatives.
  • additives which may be added to the adhesive are e.g. Antioxidants, fillers, dyes, leveling agents.
  • the pressure-sensitive adhesive or hot-melt adhesive consists in particular of more than 40% by weight, more preferably more than 60% by weight and most preferably more than 80% by weight, of the adhesive polymer, including mixtures of different polymers to understand (see above).
  • the fiber adhesive is in the form of a fiber.
  • the sticky outer shell is tied to the core.
  • the entire fiber is stretchable over a wide temperature range without peeling off the outer shell.
  • the plastic fiber preferably has a diameter of 8 .mu.m to 500 .mu.m, particularly preferably of 10 to 100 .mu.m.
  • the diameter of the core is preferably 5 ⁇ m to 497 ⁇ m, more preferably 7 to 97 ⁇ m.
  • the layer thickness of the outer shell is preferably 3 ⁇ m to 100 ⁇ m, particularly preferably 5 to 50 ⁇ m, very particularly preferably 10 to 40 ⁇ m.
  • the length of the fiber can be arbitrary.
  • the fiber may be in the form of short fiber pieces, e.g. B. be present with a length of 0.1 mm to 10 cm; however, the fiber may also be in the form of continuous fiber, depending on the desired further processing.
  • the preparation of the fiber can be done by conventional methods.
  • the core material can be extruded as a fiber and the outer shell applied by conventional coating techniques.
  • a particularly simple process is the coextrusion of core material and outer shell material.
  • the core material is preferably at temperatures between 150 and 300 ° C and the material of the outer shell at temperatures between 80 and 200 ° C, more preferably between 100 and 180 ° C, most preferably heated between 1 10 and 150 ° C, then the coextrusion takes place at these temperatures.
  • the obtained plastic fiber is additionally drawn immediately after the coextrusion, wherein the increase in length (degree of stretching) is preferably 10 and 300%, particularly preferably 50 to 250% and very particularly preferably 100 to 200%.
  • the adhesive polymer is a UV-crosslinkable polymer, after the fiber is made, it is irradiated with high-energy light to adjust the desired adhesive properties.
  • the radiation energy can z. B. 10 mJ / cm2 to 1500 mJ / cm2 irradiated area.
  • the plastic fiber can be used for a variety of purposes. By combining the adhesive properties with the mechanical properties of a fiber, in particular a high elasticity and tear strength opens up completely new applications.
  • the fiber can z.
  • a sheet e.g. a fibrous web used.
  • fabrics are sticky, but also have a high elasticity at the same time.
  • the sheets may be formed in their dimensions and spaces between the fibers such that permeability e.g. for gases and liquids, but unwanted components are retained and adhere to the fibers.
  • the plastic fiber is therefore suitable for the production of permeable layers, e.g. permeable nonwovens, membranes, or other textile fabrics, which can be used as a filter for the separation of various materials.
  • permeable layers e.g. permeable nonwovens, membranes, or other textile fabrics
  • Dust filters or other fabrics for removing dispersed or emulsified particles from liquid or gaseous media.
  • plastic fiber can be used for binding, immobilizing or solidifying small-sized goods.
  • Sheets of fiber can be used to transport or sort goods.

Landscapes

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Abstract

Klebrige Kunststofffaser mit einem nicht klebrigen Kern und einer klebrigen Aussenhülle.

Description

Faserklebstoff
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine klebrige Kunststofffaser mit einem nicht klebrigen Kern und einer klebrigen Außenhülle.
Bei Klebstoffen, insbesondere auch bei Haftklebstoffen, ist sowohl eine gute Haftung zum zu verklebenden Substrat (gute Adhäsion) als auch eine ausreichende innere Fes- tigkeit in der Klebstoffschicht (Kohäsion) gewünscht. Bei Adhäsion und Kohäsion handelt es sich um entgegengesetzte anwendungstechnische Eigenschaften. Maßnahmen, die eine Verbesserung der Adhäsion bewirken, führen im allgemeinen zu einer Verschlechterung der Kohäsion.
Neue Klebstoffe bzw. Klebstoffsysteme sollen möglichst bessere anwendungstechnische Eigenschaften haben als die bisherigen Klebstoffe, insbesondere sollen sowohl die Adhäsion als auch die Kohäsion gut sein.
Darüber hinaus sind Klebstoff Systeme mit neuen anwendungstechnischen Eigenschaf- ten gewünscht. Für derartige Klebstoffe bieten sich dann entsprechend völlig neue Anwendungsmöglichkeiten.
Aufgabe der Erfindung waren daher Klebstoffsysteme mit verbesserten und neuartigen Eigenschaften.
Demgemäß wurden die eingangs definierten Kunststofffasern gefunden. Gefunden wurden auch Verfahren zur Herstellung und zur Verwendung dieser Kunststofffasern.
Die erfindungsgemäße Kunststofffaser besteht im wesentlichen aus einem nicht klebri- gen Kern und einer klebrigen Außenhülle.
Zum Kern
Der Kern enthält ein Polymer (im nachfolgenden kurz Kernpolymer genannt), welches thermoplastisch verformbar ist.
Es handelt sich insbesondere um einen Thermoplasten oder um einen mit einem Elastomeren modifizierten Thermoplasten (thermoplastisches Elastomer). Unter dem Begriff Kernpolymer werden insbesondere auch Mischungen von Polymeren, sog. PoIy- merblends verstanden. Durch Polymerblends werden Eigenschaften von unterschiedlichen Polymeren modifiziert; insbesondere wird die Reversibilität der Verformung von thermoplastischen Polymeren durch Zusatz von Elastomeren erhöht. Das Kernpolymer hat bei 21 °C vorzugsweise eine Reißfestigkeit zwischen 5 und 60 MPa, besonders bevorzugt von 20 bis 60 MPa und vorzugsweise eine Reißdehnung zwischen 2 und 1500 %, besonders bevorzugt zwischen 300 und 700 % (gemessen nach Zugversuch ISO 527).
Wenn eine hohe Reversibilität der Verformung des Faserklebstoffs gewünscht ist, sollten bei Wiederholungen des Zugversuchs Dehnungswerte im Bereich von 20 und 100 %, bevorzugt zwischen 60 und 90 % des Messwertes des 1. Durchgangs erreicht werden, (recovery).
Als Kernpolymer in Betracht kommen durch radikalische Polymerisation erhältliche Polymere (Vinylpolymerisate), z. B. Polyolefine, wie Polyethylen, Polypropylen, PoIy- kondensate, z.B. Polyester, Polyamide, oder Polyaddukte, z.B. Polyurethane.
Bevorzugte Kernpolymere sind Polyamid, Polyamidcopolymere mit mehr als 20 Gew.- % Polyamidanteilen, Polypropylen, Polyester, wie Polyethylentherphthalat, Styrolhomo- oder copolymerisate, insbesondere Styrol-Butadiencopoymerisate.
Bevorzugt sind insbesondere thermplastische Styrol-Copolymerisate. Derartige Styrol- Copolymerisate bestehen vorzugsweise zu 5 bis 99 Gew.-%, besonders bevorzugt zu 10 bis 85 Gew.-%, aus Styrol.
Besonders bevorzugt sind Styrol-Butadiencopolymerisate, insbesondere Blockcopoly- merisate.
Bevorzugt sind Blockcopolymere mit der Blockfolge hart-weich-hart oder Stern- Blockcopolymere mit außenliegenden Hart- und innen liegenden Weichblöcken.
Der Gewichtsanteil der Weichblöcke sollte vorzugsweise größer als 50 gew.-% sein, bevorzugt 60 bis 90 Gew.-%, besonders bevorzugt 65 bis 85 Gew.-%.
Die Hartblöcke bestehen vorzugsweise aus reinem Polystyrol oder Copolymeren des Styrol mit alpha-Methylstyrol, kernhydriertem Styrol, para-Methylstyrol, para-tertiär- Butylstyrol oder 1 ,1 Diphenylether.
Die Weichphase ist vorzugsweise aufgebaut aus einem Polymer mit einer Glasübergangstemperatur kleiner oder gleich 20 °C, insbesondere kleiner 0 °C, besonders bevorzugt kleiner -20 °C. Weichphasen können bestehen aus Polybutadien, Polyisopren oder deren später hydrierten Polymeren, Polyisobuten, statistischen Copolymeren aus Styrol und Butadien, Styrol und Isopren, sowie Kombinationen dieser Monomeren. Die Weichphase kann auch eine sich ändernde Monomerzusammensetzung entlang der Polymerkette aufweisen.
Die Blockfolgen (hart-weich)n+i und (hart-weich-hart)n+i sind ebenso Gegenstand der Erfindung, wobei n eine natürliche Zahl ist (n= 0,1 ,2,...).
Besonders bevorzugt sind lineare Styrol-Butadien-Blockcopolymere der allgemeinen Struktur S-(S/B)-S mit ein oder mehreren, zwischen den beiden S-Blöcken liegenden, eine statische Styrol/Butadien-Verteilung aufweisenden Blöcken (S/B)random. Solche Blockcopolymeren sind durch anionische Polymerisation in einem unpolaren Lösungsmittel unter Zusatz eines polaren Cosolvens oder eines Kaliumsalzes erhältlich, wie beispielsweise in WO 95/35335 bzw. WO 97/40079 beschrieben.
Als Vinylgehalt wird der relative Anteil an 1 ,2-Verknüpfungen der Dieneinheiten, bezo- gen auf die Summe der 1 ,2-, 1 ,4-cis und 1 ,4-trans-Verknüpfungen verstanden. Der 1 ,2- Vinylgehalt im Styrol-Butadien-Copolymerblock (S/B) liegt bevorzugt unter 20 %, insbesondere im Bereich von 10 bis 18 %, besonders bevorzugt im Bereich von 12 - 16 %.
Besonders geeignete Styrol-Butadiencopolymerisate sind z.B. unter dem Handelsnamen Styroflex ® von BASF erhältlich.
Der nicht klebrige Kern kann neben dem Kernpolymer weitere Bestandteile enthalten, z.B. Zusatzstoffe wie Stabilisatoren, z.B. UV- und Wärmestabilisatoren, Füllstoffe, Pig- mente, z.B. TiO2, Farbstoffpigmente, Ruß, Carbon-Nanotubes , Glas, Kohlenstofffasern, Schichtsilikate, Farbstoffe. Vorzugsweise besteht der Kern zu mehr als 90 Gew.- % aus dem Kernpolymer.
Zur Außenhülle
Die Außenhülle besteht aus einem permanent klebrigen Klebstoff, d.h. aus einem Haftklebstoff. Es handelt sich insbesondere um einen Haftklebstoff, der bei der späteren Verklebung rückstandsfrei wieder ablösbar ist.
Insbesondere handelt es sich um einen permanent klebrigen Schmelzklebstoff (d.h. ein Klebstoff, der wasser- und lösemittelfrei verarbeitet wird).
Der Klebstoff hat bei 21 °C vorzugsweise eine Schälfestigkeit (als Maß für die Adhäsion) von mindestens 1 N/2,5 cm gemäß nachstehender Meßmethode. Vorzugsweise beträgt die Schälfestigkeit 1 bis 25, besonders bevorzugt 2 bis 20, ganz besonders bevorzugt 3 bis 15 N /2,5 cm. Die Scherfestigkeit als Maß für die Kohäsion ist vorzugsweise größer als 10 Minuten gemäß nachstehender Meßmethode. Vorzugsweise beträgt die Scherfestigkeit 10 bis 1440 Minuten, besonders bevorzugt 100 bis 1000 Minuten, ganz besonders bevorzugt 200 bis 500 Minuten.
Zu den Prüfmethoden
Der Klebstoff wird mit 20 g/m2 (fest) auf Polethylenfolie beschichtet und 3 Minuten bei 90 °C getrocknet.
Zur der Bestimmung der Schälfestigkeit (Adhäsion) wird ein 2,5 cm breiter Prüfstreifen auf ein chromiertes V2A-Prüfblech geklebt und mit einer 1 kg schweren Rolle 1 mal angerollt. Er wird dann mit einem Ende in die oberen Backen einer Zug-Dehnungs- Prüfapparatur eingespannt. Der Klebestreifen wird mit 300 mm/min unter einem 180 ° Winkel von der Prüffläche (V2A-Stahl) abgezogen d.h. der Klebestreifen wurde umgebogen und parallel zum Prüfblech abgezogen und der dazu benötigte Kraftaufwand gemessen. Das Maß für die Schälfestigkeit ist die Kraft in N/2,5 cm, die sich als Durchschnittswert aus fünf Messungen ergab (entspricht AFERA Standard Methode). Die Schälfestigkeit wird 24 Stunden nach der Verklebung bestimmt.
Zur Bestimmung der Scherfestigkeit werden die Prüfstreifen mit einer verklebten Fläche von 25 mm2 auf ein chromiertes V2A-Prüfblech geklebt, mit einer 1 kg schweren Rolle 1 mal angerollt, 10 min gelagert (im Normklima, 1 bar, 21 °C) und anschließend hängend mit einem 0,5 kg Gewicht belastet (im Normklima, 1 bar, 21 °C). Das Maß für die Scherfestigkeit war die Zeit bis zum Abfallen des Gewichts im Minuten; es wird jeweils der Durchschnitt aus 5 Messungen berechnet (entspricht PSTC Standard Methode).
Der Klebstoff enthält als wesentlichen Bestandteil mindestens ein Bindemittel und ggb. weitere Zusatzstoffe.
Bei dem Bindemittel kann es sich insbesondere um ein synthetisches Polymer handeln (im nachfolgenden Klebstoff-Polymer genannt). Unter dem Begriff Klebstoff -Polymer sollen auch Mischungen von unterschiedlichen Polymeren verstanden werden, insbe- sondere kann es sich dabei um Mischungen von nicht-klebrigen Polymeren mit klebrigen Polymeren oder mit sonstigen Polymeren, die eine Klebrigkeit der Mischung bewirken, handeln.
Als Klebstoff-Polymer kommen radikalisch polymerisierte Polymere, Polyester oder Polyaddukte in Betracht. Sofern es sich um nicht klebrige Polymere handelt, wird die obige Klebrigkeit (Schälfestigkeit) durch Zusatz von klebrigmachenden Harzen oder Weichmachern eingestellt. Genannt seien z.B. Styrolcopolymerisate, insbesondere Styrol-Butadiencopoly- merisate, Ethylen-Vinylacetat-Copolymere, Polyurethane, Polyisobutylene und nicht kristallinen Polyolefine, welche einen entsprechenden Gehalt von Weichmachern oder klebrig machenden Harzen aufweisen.
Insbesondere kommen auch Blockcopolymere in Betracht.
Im Falle von Styrolblockcopolymeren können z.B. radikalisch polymerisierte Styrol- Butadien Copolymere verwendet werden, die einen Butadiengehalt von größer gleich 50 Gew.-%, bevorzugt größer gleich 60 Gew.-%, besonders bevorzugt größer gleich 80 Gew.-% haben.
Styrol-Butadien Copolymere können z.B. Di-, Tri- oder Multiblockcopolymere sein, de- ren Weichphasenanteil bevorzugt größer gleich 60 Gew.-% ist.
Bevorzugt sind insbesondere Diblockcopolymere und deren Mischungen mit Tri- , MuI- ti- oder Sternblockcopolymeren.
Im Falle der Mitverwendung von Weichmachern in der Außenhülle, werden Weichmachern verwendet (d.h. mit den Polymeren gemischt), welche die Eigenschaften des Kernpolymers wenig oder nicht beeinflussen. Besonders bevorzugt sind Kombinationen von polarer Weichphase im Faserkern und einer unpolaren Weichphase in der klebrigen Hülle oder vice versa.
Insbesondere ist das Klebstoff-Polymer aufgebaut aus radikalisch polymerisierbaren Verbindungen (Monomere). Vorzugsweise besteht es zu mindestens 40 Gew.-%, besonders bevorzugt zu mindestens 60 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt zu mindestens 80 Gew.-% aus sogenannten Hauptmonomeren.
Die Hauptmonomeren sind ausgewählt aus C1-C20-Alkyl(meth)acrylaten, Vinylestern von bis zu 20 C-Atome enthaltenden Carbonsäuren, Vinylaromaten mit bis zu 20 C- Atome, ethylenisch ungesättigten Nitrilen, Vinylhalogeniden, Vinylethern von 1 bis 10 C-Atome enthaltenden Alkoholen, aliphatischen Kohlenwasserstoffen mit 2 bis 8 C- Atomen und 1 oder 2 Doppelbindungen oder Mischungen dieser Monomeren.
Zu nennen sind z.B. (Meth)acrylsäurealkylester mit einem C1-C10-Alkylrest, wie Me- thylmethacrylat, Methylacrylat, n-Butylacrylat, Ethylacrylat und 2-Ethylhexylacrylat.
Insbesondere sind auch Mischungen der (Meth)acrylsäurealkylester geeignet. Vinylester von Carbonsäuren mit 1 bis 20 C-Atomen sind z.B. Vinyllaurat, -stearat, Vi- nylpropionat, Versaticsäurevinylester und Vinylacetat.
Als vinylaromatische Verbindungen kommen Vinyltoluol a- und p-Methylstyrol, a-Butyl- styrol, 4-n-Butylstyrol, 4-n-Decylstyrol und vorzugsweise Styrol in Betracht. Beispiele für Nitrile sind Acrylnitril und Methacrylnitril.
Die Vinylhalogenide sind mit Chlor, Fluor oder Brom substituierte ethylenisch ungesättigte Verbindungen, bevorzugt Vinylchlorid und Vinylidenchlorid.
Als Vinylether zu nennen sind z.B. Vinylmethylether oder Vinylisobutylether. Bevorzugt wird Vinylether von 1 bis 4 C-Atome enthaltenden Alkoholen.
Als Kohlenwasserstoffe mit 2 bis 8 C-Atomen und ein oder zwei olefinischen Doppel- bindungen seien Butadien, Isopren und Chloropren, Ethylen oder Propylen genannt. Aus Butadien oder Isopren erhaltene Polymere oder Copolymere können auch nachträglich hydriert werden.
Als Hauptmonomere bevorzugt sind die C1- bis C10-Alkylacrylate und -methacrylate, insbesondere C1- bis C8-Alkylacrylate und -methacrylate, wobei die Acrylate jeweils besonders bevorzugt sind.
Ganz besonders bevorzugt sind Methylacrylat, Ethylacrylat, n-Butylacrylat, n-Hexyl- acrylat, Octylacrylat und 2-Etyhlhexylacrylat sowie Mischungen dieser Monomere.
Neben den Hauptmonomeren kann das Polymer weitere Monomere enthalten, z.B. Monomere mit Carbonsäure, Sulfonsäure oder Phosphonsäuregruppen. Bevorzugt sind Carbonsäuregruppen. Genannt seien z.B. Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäu- re, Maleinsäure oder Fumarsäure.
Weitere Monomere sind z.B. auch Hydroxylgruppen enthaltende Monomere, insbesondere C1-C10-Hydroxyalkyl(meth)acrylate, (Meth)acrylamid und Ureidogruppen enthaltende Monomere wie Ureido(meth)acrylate.
Als weitere Monomere seien darüber hinaus Phenyloxyethylglykolmono- (meth-
)acrylat, Glydidylacrylat, Glycidylmethacrylat, Amino- (ιmeth-)acrylate wie 2-Aminoethyl- (meth-)acrylat genannt.
Monomere, die außer der Doppelbindung noch weitere funktionelle Gruppen tragen, z.B. Isocyanat-, Amino-, Hydroxy-, Amid- oder Glycidyl-, können z.B. die Haftung auf Substraten verbessern. In Betracht kommen insbesondere auch cyclische Lactame wie N-Vinylpyrrolidon oder N-Vinylcaprolactam. Das Polymer ist bevorzugt zu mindestens 40 Gew.-%, besonders bevorzugt zu mindestens 60 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt zu mindestens 80 Gew.-% aus C1-C20-Alkyl(meth)acrylaten, insbesondere den oben genannten Alkyl(meth)acrylaten aufgebaut, es handelt sich daher um ein Polyacrylat.
Besonders bevorzugt sind Klebstoffe, deren Klebstoff-Eigenschaften durch photochemische Vernetzung, z. B. durch Bestrahlung mit Elektronenstrahlen oder UV Licht eingestellt werden können.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Klebstoff-Polymer daher um ein durch Bestrahlung mit energiereichem Licht z.B. Elektronenstrahlen oder vorzugsweise UV-Licht vernetzbares Polymer.
Entsprechend vernetzbar ist das Polymer z.B. wenn Wasserstoffprotonen von der Polymerhauptkette photochemisch, insbesondere auch unter Verwendung eines Fotoinitiators oder durch Elektronenstrahlen abgetrennt werden können, so dass ein Radikal entsteht, welches weitere chemische Reaktionen eingehen kann.
Vorzugsweise enthält der Klebstoff einen Fotoinitiator.
Beim Fotoinitiator kann es sich z.B. um sogenannte α-Spalter handeln, das sind Fotoinitiatoren, bei denen eine chemische Bindung gespalten wird, so dass 2 Radikale entstehen, die die weiteren Vernetzungs- oder Polymerisationsreaktionen initiieren.
Genannt seien z.B. Acylphosphinoxide (Lucirin® Marken der BASF), Hydroxyalkylphe- none (z.B. Irgacure® 184), Benzoinderivate, Benzilderivate, Dialkyloxyacetophenone.
Insbesondere kann es sich um sogenannte H-Abstraktoren handeln, welche ein Was- serstoffatom von der Polymerkette ablösen, z.B. handelt es sich hierbei um Photoinitiatoren mit einer Carbonylgruppe. Diese Carbonylgruppe schiebt sich in eine C-H Bindung unter Ausbildung einer C-C-O-H Gruppierung.
Genannt seien hier insbesondere Acetophenon, Benzophenon und deren Derivate.
Es können beide Klassen von Fotoinitiatoren allein oder auch im Gemisch verwendet werden. Vorzugsweise handelt es sich um H-Abstraktoren als Fotoinitiator.
In einer besonderen Ausführungsform ist der Photoinitiator oder zumindest einer der Fotoinitiatoren, falls ein Gemisch verwendet wird, an das Klebstoff-Polymer gebunden. Besonders bevorzugt handelt es sich um einen Fotoinitiator, welcher durch radikalische Copolymerisation in die Polymerkette eingebaut ist. Vorzugsweise enthält der Fotoinitiator dazu eine Acryl- oder (Meth)acrylgruppe.
Geeignete copolymerisierbare Fotoinitiatoren sind Acetophenon- oder Benzophenon- derivate, welche mindestens eine, vorzugsweise eine, ethylenisch ungesättigte Gruppe enthalten. Bei der ethylenisch ungesättigten Gruppe handelt es sich vorzugsweise um eine Acryl- oder Methacrylgruppe.
Die ethylenisch ungesättigte Gruppe kann direkt an den Phenylring des Acetophenon- oder Benzophenonderivats gebunden sein. Im allgemeinen befindet sich zwischen Phenylring und ethylenisch ungesättigter Gruppe eine Spacergruppe (Abstandshalter).
Die Spacergruppe kann z.B. bis 100 C-Atome enthalten.
Geeignete Acetophenon- oder Benzophenonderivate sind z.B. in EP-A-346 734, EP-A- 377199 (1. Anspruch), DE-A-40 37 079 (1. Anspruch) und DE-A-38 44 444 (1. Anspruch) beschrieben und sind durch diesen Verweis auch in der vorliegenden Anmeldung offenbart. Bevorzugte Acetophenon- und Benzophenonderivate sind solche der Formel
worin R1 für einen organischen Rest mit bis zu 30 C-Atomen, R2 für ein H-Atom oder eine Methylgruppe und R3 für eine gegebenenfalls substituierte Phenylgruppe oder eine C1-C4-Alkylgruppe steht.
R1 steht besonders bevorzugt für eine Alkylengruppe, insbesondere für eine C2-C8- Alkylengruppe.
R3 steht besonders bevorzugt für eine Methylgruppe oder eine Phenylgruppe.
Der Klebstoff enthält vorzugsweise 0,0001 bis 0,5 mol, besonders bevorzugt 0,0002 bis 0,1 , ganz besonders bevorzugt 0,003 bis 0,01 mol des Fotoinitiators, bzw. der als Foto- initiator wirksamen, an das Polymer gebundenen Molekülgruppe, pro 100 g Klebstoff- Polymer.
Geeignete UV-vernetzbare Polymere sind unter dem Handelsnamen acResin ® von BASF erhältlich. Die Glasübergangstemperatur (Tg) des Klebstoff-Polymeren beträgt vorzugsweise -65 bis +10 °C, besonders bevorzugt -65 bis 0 °C, ganz besonders bevorzugt -65 bis -10 °C, bzw. -65 bis -20 °C, in einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform beträgt die Glasübergangstemperatur -55 bis -30 °C, bzw. -50 bis -40 °C.
Die Glasübergangstemperatur des Polymeren lässt sich nach üblichen Methoden wie Differentialthermoanalyse oder Differential Scanning Calorimetrie (s. z.B. ASTM 3418/82, sog. "midpoint temperature" bestimmen.
Klebstoff- Polymere können durch Copolymerisation der Monomeren unter Verwendung der üblichen Polymerisationsinitiatoren sowie gegebenenfalls von Reglern hergestellt werden, wobei man bei den üblichen Temperaturen in Masse, in Emulsion, z.B. in Wasser oder flüssigen Kohlenwasserstoffen, oder in Lösung polymerisiert. Die Polyme- risation, z.B. Massepolymerisation kann auch in einem Extruder durchgeführt werden. Vorzugsweise werden die Polymeren durch Polymerisation der Monomeren in Lösungsmitteln (Lösungspolymerisation) hergestellt
Beim Klebstoff handelt es sich vorzugsweise um einen Schmelzklebstoff, der Wasser oder sonstige Lösemittel, z.B. aus der Lösungspolymerisation allenfalls nur in geringen Mengen enthält. Lösemittel aus der Lösungspolymerisation wird daher vorzugsweise abgetrennt.
Vorzugsweise enthält der Klebstoff weniger als 5 Gew.-Teile, insbesondere weniger als 2 bzw. 1 Gew.-Teil Wasser und/oder Lösemittel auf 100 Gew.-Teile Klebstoff-Polymer. Besonders bevorzugt ist der Klebstoff im wesentlichen frei von Wasser und sonstigen Lösemitteln.
Vorzugsweise enthält der Klebstoff mindestens einen Photoinitiator (s. oben). Soweit es sich dabei nicht um einen an das Klebstoff-Polymer gebundenen Photoinitiator handelt, kann der Photoinitiator dem Klebstoff-Polymer zu jeder Zeit zugesetzt werden.
Sofern es sich bei dem Klebstoff-Polymer um Mischungen handelt, kommen als Mischungskomponente sogenannte klebrigmachende Harze (Tackifier) in Betracht.
Tackifier sind z.B. Naturharze, wie Kolophoniumharze und deren durch Disproportio- nierung oder Isomerisierung, Polymerisation, Dimerisation, Hydrierung entstehenden Derivate. Diese können in ihrer Salzform (mit z.B. ein- oder mehrwertigen Gegenionen (Kationen) oder bevorzugt in ihrer veresterten Form vorliegen. Alkohole, die zur Ver- esterung verwendet werden, können ein- oder mehrwertig sein. Beispiele sind Methanol, Ethandiol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, 1 ,2,3-Propanthiol, Pentaerythrit. Bevorzugte Tackifier sind natürliche oder chemisch modifizierte Kolophoniumharze. Kolophoniumharze bestehen zum überwiegenden Teil aus Abietinsäure oder Abietin- säurederivaten.
Weitere Additive, welche dem Klebstoff zugesetzt werden können, sind z.B. Antioxidantien, Füllstoffe, Farbstoffe, Verlaufshilfsmittel.
Der Haftklebstoff, bzw. Schmelzklebstoff besteht insbesondere zu mehr als 40 Gew.- %, besonders bevorzugt zu mehr als 60 gew.-% und ganz besonders bevorzugt zu mehr als 80 Gew.-% aus dem Klebstoff-Polymer, worunter auch Mischungen unterschiedlicher Polymer zu verstehen sind (siehe oben).
Zum Faserklebstoff allgemein
Der Faserklebstoff hat die Form einer Faser. Die klebrige Außenhülle ist an den Kern gebunden. Die gesamte Faser ist über einen großen Temperaturbereich dehnbar, ohne dass sich die Außenhülle ablöst.
Die Kunststofffaser hat vorzugsweise einen Durchmesser von 8 μm bis 500 μm, be- sonders bevorzugt von 10 bis 100 μm hat.
Der Durchmesser des Kerns beträgt vorzugsweise 5 μm bis 497μm, besonders bevorzugt 7 bis 97μm.
Die Schichtdicke der Außenhülle ist vorzugsweise 3μm bis 100μm hat, besonders bevorzugt 5 bis 50μm, ganz besonders bevorzugt 10 bis 40μm.
Die Länge er Faser kann beliebig sein. Die Faser kann in Form von kurzen Faserstücken, z. B. mit einer Länge von 0,1 mm bis 10 cm vorliegen; die Faser kann aber auch als Endlos-Faser vorliegen, je nach der gewünschten weiteren Verarbeitung.
Verfahren zur Herstellung
Die Herstellung der Faser kann nach üblichen Methoden erfolgen. Zum Beispiel kann das Kernmaterial als Faser extrudiert werden und die Außenhülle durch übliche Be- schichtungsverfahren aufgebracht werden.
Ein besonders einfaches Verfahren ist die Coextrusion von Kernmaterial und des Materials für die Außenhülle.
Zur Coextrusion wird das Kernmaterial vorzugsweise auf Temperaturen zwischen 150 und 300 °C und das Material der Außenhülle auf Temperaturen zwischen 80 und 200 °C, besonders bevorzugt zwischen 100 und 180 °C, ganz besonders bevorzugt zwischen 1 10 und 150 °C aufgeheizt, bei diesen Temperaturen erfolgt dann auch die Coextrusion.
Vorzugsweise wird die erhaltene Kunststofffaser unmittelbar nach der Coextrusion zusätzlich verstreckt, wobei die Längenzunahme (Verstreckungsgrad) vorzugsweise 10 und 300 %, besonders bevorzugt 50 bis 250 % und ganz besonders bevorzugt 100 bis 200 % beträgt.
Falls es sich bei dem Klebstoff-Polymer um ein UV-vernetzbares Polymer handelt, erfolgt nach der Herstellung der Faser eine Bestrahlung mit energiereichem Licht, um so die gewünschten Klebeeigenschaften einzustellen.
Die Strahlungsenergie kann z. B. 10 mJ/cm2 bis 1500 mJ/cm2 bestrahlte Fläche betra- gen.
Verwendung der Kunststofffaser
Die Kunststofffaser kann für unterschiedlichste Zwecke Verwendung finden. Durch Kombination der Klebstoffeigenschaften mit den mechanischen Eigenschaften einer Faser, insbesondere einer hohen Elastizität und Reißfestigkeit erschließen sich völlig neue Anwendungen.
Die Faser kann z. B. zur Herstellung eines Flächengebildes, z.B. eines Faservlieses, verwendet werden. Derartige Flächengebilde sind klebrig, besitzen aber auch gleichzeitig eine hohe Elastizität. Die Flächengebilde können in ihren Abmessungen und Abständen zwischen den Fasern so ausgebildet sein, dass Durchlässigkeit z.B. für Gase und Flüssigkeiten besteht, unerwünschte Bestandteile aber zurückgehalten werden und an den Fasern haften.
Die Kunststofffaser eignet sich daher zur Herstellung von durchlässigen Schichten, z.B. durchlässige Vliese, Membrane, oder sonstigen textilen Flächengebilde, welche als Filter zur Abtrennung unterschiedlichster Materialien eingesetzt werden können. In Betracht kommen z.B. Staubfilter oder sonstige Flächengebilde zur Entfernung von dispergierten oder emulgierten Partikeln aus flüssigen oder gasförmigen Medien.
Weiterhin kann die Kunststofffaser zum Binden, Immobilisieren oder Verfestigen von kleinteiligen Gütern Verwendung finden. Flächengebilde aus der Faser können zum Transportieren oder Sortieren von Gütern Verwendung finden.

Claims

Patentansprüche
1. Klebrige Kunststofffaser mit einem nicht klebrigen Kern und einer klebrigen Aus- senhülle.
2. Klebrige Kunststofffaser gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Kern ein Polymer (im nachfolgenden kurz Kernpolymer genannt) enthält, welches bei 21 °C eine Reißfestigkeit zwischen 5 und 60 Mpa und eine Reißdehnung zwischen 2 und 1500 % hat (nach Zugversuch ISO 527).
3. Klebrige Kunststofffaser gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Kernpolymer um einen Thermoplast oder um einen Thermoplasten, der mit einem Elastomer modifiziert ist (thermoplastisches Elastomer) handelt.
4. Klebrige Kunststofffaser gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Kernpolymer um ein Styrolcopolymerisat handelt.
5. Klebrige Kunststofffaser gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Kern zu mehr als 90 Gew.-% aus dem Kernpolymer besteht und ggb. noch Zusatzstoffe, z.B. Stabilisatoren, Füllstoffe, Carbo-nanotubes, Pigmente, Farbstoffe, enthalten kann.
6. Klebrige Kunststofffaser gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Aussenhülle aus einem permanent klebrigen Klebstoff, d.h. aus einem Haftklebstoff, besteht.
7. Klebrige Kunststofffaser gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Klebstoff um einen permanent klebrigen Schmelzklebstoff handelt.
8. Klebrige Kunststofffaser gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff, bzw. Schmelzklebstoff bei 21 °C eine Schälfestigkeit von mindestens 1 N/2,5 cm hat.
9. Klebrige Kunststofffaser gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzklebstoff als Bindemittel ein Polymer (im nachfolgenden Klebstoff-Polymer genannt) enthält, welches durch radikalische Polymerisation von ethylenisch ungesättigten Verbindungen erhältlich ist.
10. Klebrige Kunststofffaser gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Klebstoff-Polymer um ein UV-vernetzbares Polymer handelt.
1 1. Klebrige Kunststofffaser gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff zu mehr als 40 Gew.-% aus dem Klebstoff-Polymer besteht und ggb. noch Zusatzstoffe, z.B. klebrigmachende Harze, Weichmacher, UV-Blocker, Antioxidantien, Farbstoffe oder Füllstoffe, enthalten kann.
12. Klebrige Kunststofffaser gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststofffaser einen Durchmesser von 8 μm bis 500 μm hat.
13. Klebrige Kunststofffaser gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Kern einen Durchmesser von 5 μm bis 497μm hat.
14. Klebrige Kunststofffaser gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenhülle eine Schichtdicke von 3 μm bis 100 μm hat.
15. Verfahren zur Herstellung der klebrigen Kunststofffaser gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Kernmaterial und das Material für die Außenhülle coextrudiert werden.
16. Verfahren gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Kernmaterial auf Temperaturen zwischen 150 und 300 °C und das Material der Außenhülle auf Temperaturen zwischen 80 und 200 °C aufgeheizt werden und bei diesen Temperaturen die Coextrusion erfolgt.
17. Verfahren gemäß Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die erhal- tene Kunststofffaser unmittelbar nach der Coextrusion zusätzlich verstreckt wird, wobei die Längenzunahme (Verstreckungsgrad) vorzugsweise 10 bis 300 % beträgt.
18. Verwendung der Kunststofffaser gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17 zur Her- Stellung von durchlässigen Schichten, z. B. durchlässige Vliese, Membranen, textile Flächengebilde.
19. Verwendung der Kunststofffaser gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17 zum Binden, Immobilisieren oder Verfestigen von kleinteiligen Gütern.
20. Verwendung der Kunststofffaser gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17 zum Herstellen von gasdurchlässigen Flächengebilden mit großer Klebfläche, z. B. zur Herstellung von Staubfiltern oder Partikelfiltern.
21. Verwendung der Kunststofffaser gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17 zum Herstellen von elastischen Flächengebilden, die bei Anwendungstemperatur klebrig und/oder ablösbar sind, zum Transportieren und/oder Sortieren von Gütern.
22. Verwendung der Kunststofffaser gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17 zum Herstellen von durchlässigen Flächengebilden mit großer Klebfläche zur Entfernung von dispergierten oder emulgierten Partikeln aus flüssigen oder gasförmigen Medien.
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