NO780866L - Klebemiddelkomposisjon. - Google Patents

Description

Klebemiddelkomposisjon

Foreliggende oppfinnelse angår polyvinylalkohol-baserte komposisjoner og nærmere bestemt klebemidler inneholdende polyvinylalkohol eller ethylen/vinylalkoholcopolymer,

et krystallinsk løsningsmiddel for polymeren og et viskosi-tetsreduserende fortynningsmiddel.

Japansk patentpublikasjon 12851/72 beskriver frem-'stilling av formede gjenstander av polyvinylalkohol.. Frem-gangsmåten innbefatter, fremstilling av en opp til 20 vekt%-ig vandig, polyvinylalkoholløsning og tilsetningen av 5 - 55 vekt%, basert på vekten av den vandige løsning,, av urea. Deretter påføres en jevn belastning på den vandige løsning ved mekanisk omrøring. Den polyvinylalkohol/vann/ureablanding som anvendes ved denne fremgangsmåte inneholder 0,1 til 19 % polyvinylalkohol, 55 til 95 % vann og 5 til -36 % urea, alle basert på den totale vekt av løsningen. De formede gjenstander fremstilt ved denne fremgangsmåte er angitt å være anvendbare som sterkt sammenhengende ikké-vévét stoff, som fluff for madrass-stopp eller som filamenter erholdt ved oppsplitting av den fårmede gjenstand. Det finnes ingen beskrivelse av anvendbarheten av hverken de vandige løsninger eller de formede gjenstander som klebemidler.

US patentskrift 3 313 637 beskriver formede gjenstander som lett kan skilles fra deres former. De formede gjenstander består av en hovedvektdel av et fint oppdelt krystallinsk materiale (slik som urea), en mindre vektdel av et fint oppdelt organisk materiale (slik som polyvinylalkohol)

og et væskeformig løsningsmiddel.for det krystallinske materiale (slik som vann). Eksempel 1 beskriver anvendelsen av en komposisjon omfattende 85 % urea, 10 % polyvinylalkohol og 5 % vann. Det finnes ingen beskrivelse av dette som klebemiddel generelt eller som varm-smelteklebemiddel spesifikt, tvert imot er det understreket at den formede gjenstand etter pressing lett kan skilles fra matrisen i hvilket den var formet.

Foreliggende oppfinnelse angår en klebemiddelkomposisjon hovedsakelig bestående av 2 til 35 vekt% av en polymer' valgt fra gruppen bestående av polyvinylalkohol og ethylen/ vinylalkoholcopolymerer inneholdende minst 50 mol% vinylalkohol, 10 til 80 vekt% av minst ett løsningsmiddel for polymeren, hvilket løsningsmiddel er krystallinsk ved 40° og er valgt fra gruppen bestående av urea, fast alkylsubstituert urea inneholdende totalt opp til 9 carbonatomer, thiourea, biuret, e-caprolactam, faste alifatiske amider inneholdende opp til 6 carbonatomer, faste polyhydroxyforbindelser og ammoniumcarboxylatsalter, 5 til 80 vekt% av minst ett viskositetsredusérende fortynningsmiddel valgt fra gruppen bestående av vann, væskeformige polyhydroxyforbindelser, væskeformige alkylsubstituerte ureaer med opp til 9 carbonatomer i alkylgruppen, væskeformige alifatiske amider inneholdende opp til 6 carbonatomer og dimethylsulfoxyd, og 0 til 60 vekt% ekstender valgt fra gruppen bestående av stivelse, dextrin, leire, siliciumoxyd, carbon-sort, talkum, kalsiumcarbonat, bariumsulfat og vinyl-latexer, forutsatt at når det viskositetsredusérende f<q>rtyn-ningsmiddel er tilstede i en mengde over 45 vekt% er den klebende komposisjon en suspensjon og polymeren er polyvinylalkohol som er blitt underkastet en varmebehandling ved en temperatur på 70 - 190° C dispergert i et væskeformig løsnings-middel omfattende 42 - 100 vekt% ethanol, 9 - 13 vekti vann og 0-45 vekt%.av et løsningsmiddel fra gruppen bestående av énverdig alkoholer med 2 til 5 carbonatomer, estere, ketoner, ethere, hydrocarboner og klorhydrocarboner i hvilket polyvinylalkoholen er uløselig, for å nedsette løseligheten av polyvinylalkoholen i kaldt vann mens dens løselighet i vann ved 80 - 100° C opprettholdes.

Oppfinnelsen angår ennvidere strukturer omfattende cellulosesubstrater bundet sammen ved hjelp av klebemiddelkomposisjonen ifølge oppfinnelsen.

Med uttrykket "hovedsakelig bestående av" menes at bare uspesifiserte bestanddeler som ikke materielt sett påvir-ker hoved- og de nye karakteristika ifølge oppfinnelsen kan innbefattes i klebemiddelkomposisjonen.. Slike bestanddeler kan f.eks. være fuktemidler, herdemidler etc.

Klebemidler basert på polyvinylalkohol.(PVA) og ethylen/vinylalkohol (OH) copolymerer inneholdende minst 50 mol% VOH, hvilke klebemidler kan påføres ved konvensjonell be-legning, sprøyting eller varmsmeltemetoder er utviklet ifølge foreliggende oppfinnelse. Disse komposisjoner som kan eller kan ikke være homogene, utgjør flere nye typer av klebemiddelsystemer for binding av cellulosematerialer. Alle klebemiddelkomposisjonene inneholder minst polymeren., et krystallinsk løsningsmiddel for polymeren og et viskositetsredusérende. fortynningsmiddel.

Et utall av ekstendere slik som stivelse, dextrin, leire, siliciumoxyd, carbon-sort, talkum, kalsiumcarbonat, bariumsulfat såvel som vinylpolymer latekser (slik som poly-vinylacetatemulsjon og vinylacetat/ethylencopolymeremulsjon) og også blandinger av disse materialer kan innarbeides i klebe-middelblandingene for å gi et bredt anvendelsesområde og klebeegeirskaper.

Polymerkomponenten virker som bindemidlet og gir klebemidlet bindingsstyrke og vannfasthet. Det krystallinske løsningsmiddel for polyvinylalkoholen eller ethylen/vinylalko-holen virker som et løsningsmiddel for polymeren når komposisjonen ifølge oppfinnelsen fremstilles som varmesmelteklebe-midler. Det virker også som et viskositetsnedsettende middel, og bibringer "herding" (set) eller "hurtig klebing" til enkelte av komposisjonene som beskrevet senere. Når komposisjonene påføres som varmsmelter virker det viskositetsredusérende. fortynningsmiddel som et viskositets- og smeltepunkt-nedsettende middel og som sådantøker det det smeltede klebemiddels hånd-terbarhet og smeltestabilitet.

Klebemiddelkoarposisjonene kan fremstilles på et utall måter slik at de kan påføres cellulosematerialer over et bredt temperaturområde avhengig av den fysikalske form av klebemidlet. Spesifikt kan klebemiddelkomposisjonene påføres fra romtemperatur (ca. 20° C) til så høyt som 135°.C eller en hvilken som helst temperatur mellom disse.

Når komposisjonen anvendes som et smeltet eller varmsmelteklebemiddel er den homogen og gjennomgår hurtig "herding" ved avkjøling. Denne "herdings"-karakter fører til "hurtig klebing" som er et særpreget trekk til det smeltede, homogene klebemiddelsystem ifølge oppfinnelsen, i skarp kon-trast til konvensjonelle polyvinylalkohol-klebemidler som ved avkjøling gir svake, ikke-klebende bindinger. "klebing" er definert av Seist (ef. Handbook of Adhesives, s. 63, Reinhold, 1962) som den "klebrighet" et klebemiddel utviser og som gjør det mulig at dette kan adhere ved kontakt. Når klebemidlet utviser dette trekk i høy grad sies det at dette har "hurtig-klebring". "hurtig-klebring" er definert som den tid i sekunder som er nødvendig for at klebemidlet utvikler én fiber-slitende binding til et cellulosesubstrat i en standard T-bladtest. For et furedannende eller overflateforseglende klebemiddel er en "hurtigklebing" på 1 - 3 sekunder et foretrukket område med et område på 0,5 - 10 sekunder som et akseptabelt område. be smeltede homogene klebemiddelsystemer ifølge oppfinnelsen utviser en hurtigklebing som faller innen det akseptable område. Klebemidlet inneholdende urea eller thiourea som det prinsipale krystallinske løsningsmiddel for<p>olymeren utviser "hurtigklebing" innen det foretrukne område.

De smeltede homogene klebemidler ifølge oppfinnelsen kan lett skilles fra blandinger inneholdende bare en av de to essensielle løsningsmiddel- og fortynnings-komponénter (dvs. blandinger som inneholder bare det krystallinske løs-ningsmiddel eller det viskositetsredusérende fortynningsmiddel). Slike to-komponentsystemer erkarakterisert vedmeget dårlig smeltestagil.itet (for eksempel PVA/ureablandinger) , økende og ustabile påføringsviskositeter (for eksempel PVA/ urea eller PVA/thioureablandinger), og mangler evnen til "herding" ved krystallisering ved avkjøling (for eksempel PVA/vann eller PVA/N-methyl-pyrrolidonblandinger). På lignende måte utviser løsninger inneholdende 20 vekt% eller mer polyvinylalkohol i konvensjonelle løsningsmidler (for eksempel vann, dimethylsulfoxyd, N-methylpyrrolidon) økende høye viskositeter og er sterkt tilbøyelige til å gjennomgå geling ved avkjøling.

Når de ovenfor- beskrevne klebemiddelblandinger holdes i smeltet tilstand, vanligvis ved 100 - 135° C i lengre perioder, anbefales lagring i tett lukkede beholdere for å'forhindre tap av viskositetsredusérende fortynningsmiddel.. Hvis økende tap av fortynningsmidler finner sted, kan smeiten bli stadig mer gassholdig på grunn av utviklingen av ammoniakk resulterende fra reaksjonen mellom polyvinylalkohol og urea etter som temperaturen øker.

Klebemiddelblandinger kan fremstilles som ikke er homogene smelter og som kan påføres ved konvensjonelle beleg-ningsmetoder ved lavere temperaturer, dvs. innen området på 40 - 80° C, enn hva som anvendes når smeltede homogene komposisjoner anvendes. Disse klebemiddelblandinger er viskøse systemer (opp til 20 000 c.P ved 70° C) og inneholder extender som en ytterligere komponent. Gene Elt har de lavere viskositet enn de ovenfor beskrevne smeltede homogene systemer. Løs-ninger av bare polymer, dvs. polyvinylalkohol i fortynnings-midlet (for eksempel vann) i en mengde på 20 vekt% eller mer av polymeren vil være urimelig høyviskøse. I heterogene klebemiddelblandinger ifølge oppfinnelsen virker det. krystallinske løsningsmiddel som et viskositetsundertrykkende middel for å overvinne den høye viskositet som ville råde når dette ikke er tilstede. Disse heterogene systemer utvikler ikke "herding" eller "hurtigklebing" så hurtig som de smeltede homogene komposisjoner, men gir fiberslitende, vannfaste bindinger når de herder. Full oppnåelse av klebeevnen oppnås når det viskositetsredusérende fortynningsmiddel, vanligvis vann, fjernes etter påføring av klebemiddel, enten ved fordampning eller oppvarming hvilket er tilfellet med mange eksisterende løs-ningsmiddelholdige klebemiddelsystemer. Disse systemer er også betydelig lavere i pris enn eksisterende polvvinylalko-holklebemidler.

Ifølge en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse anvendes en spesielt foretrukket type av polyvinylalkohol som er blitt varmebehandlet ved en temperatur på 70° C til 190° C som en dispersjon i methanol og eventuelt vann og énverdige alkoholer med 2-5 carbonatomer, estere, ketoner, ethere, hydrocarboner og klorhydrocarbon i hvilken polyvinylalkoholen er uløselig, for å øke dens krystallinitet som gir seg uttrykk med en reduksjon i løseligheten i kaldt vann. Denne type polyvinylalkohol har et løselig innhold i kaldt vann på mindre enn 10 vekti ved 25° C mens den opprettholder sin løselighet i vann med 80 -.100° C. En mer detaljert beskrivelse av slike polyvinylalkoholprodukter og den behandlingsmetode som anvendes for fremstilling av disse kan finnes i US patentskrift 3 654 247.

Ved anvendelse av denne type' av polyvinylalkohol kan heterogene klebemiddelsystemer fremstilles som er lav viskøse (opp til 2000 cP ved 70° C), stabile suspensjoner og som kan lagres i denne tilstand ved romtemperatur i lang tid. Disse systemer er suspensjoner av fint oppdelt polyvinylalkohol i en løsning av det krystallinske løsningsmiddel (fortrinnsvis urea) i det viskositetsredusérende fortynningsmiddel (fortrinnsvis vann). Det fint oppdelte PVA som anvendes i dette system vil forbli suspendert i et betydelig tidsrom etter at den opprinnelige dispersjon er dannet under fremstillingen.

En kontinuerlig stabil suspensjon under bruk kan opprettholdes med minimum omrøring, slik som mild omrøring eller under perioder med strømning eller pumping. Anvendelse av hydrocolloid slik som guargummi, bistår suspensjonen og/eller redispersjon under perioder med statisk lagring, for eksempel lagring over natten. Den resulterende suspensjon kan påføres ved fra romtemperatur (ca. 20° C) til ca. 60° C på cellulosematerialer etter kjente metoder innbefattet sprøyting, rullbelegning, anvendelse av doctor-maskin eller enhver annen belegningsmeto-de for emulsjoner. Påført ved disse metoder adderer kle.bemid-delkomposisjonen fast til cellulosematerialet som et belegg når det er lufttørketbg kan som sådant lagres ubegrenset inntil dets bindeevne aktiveres ved ytterligere oppvarming. I denne form er klebemiddelkomposisjonene ifølge oppfinnelsenkarakterisertsom varmeaktiverbare systemer.

Med unntak til kravet om anvendelse av den spesielt behandlede polyvinylalkohol som ovenfor er beskrevet i forbindelse med den aktiverbare stabile suspensjon med lav viskositet ble alle kommersielle kvaliteter av vinylalkohol funnet å være anvendbare som blandingskomponenter. Disse kvaliteter innbefatter både fullstendig hydrolyserte (dvs. ca. 99 %' eller høyere) eller delvis hydrolyserte (ca. 88 %) typer som dekker et polymerisasjonsgradsområde (DP) på 300 - 2000 (på basis av midlere nummer) såvel som fullstendig hydrolyserte copolymerer av polyvinylalkohol (innbefattet slike som inneholder ca. 4 % methylmethacrylatcomonomer) med lignende DP-område. Viskositeten (målt ved 20° C under anvendelse av en 4 %-ig vandig løsning) på de testede polyvinylalkoholer i blandingene vari-erte fra 4 til 65 cP. Fortrinnsvis bør viskositeten holdes fra 10 til 65 cP...

Den polyvinylalkohol som er foretrukket' som én komponent i klebemidlene ifølge oppfinnelsen, enten den er be-handlet i henhold til US patentskrift 3 654 247 eller ikke,

er en 99 %-ig hydrolysert polyvinylalkohol med en DP på 800

og en viskositetet på 12 - 14 cP som 4 %-ig vandig løsning (20° C). De E/VOH-copolymerer som er egnede i blandingene ifølge oppfinnelsen inneholder minst 50 mol% VOH-enheter.

Mengden av polyvinylalkohol eller E/VOH-copolymer i blandingene ifølge oppfinnelsen kan variere mellom 2 og 35 vekt%. I smeltede homogene systemer ifølge oppfinnelsen bør ca. 10 til 35 vekt% polyvinylalkohol være tilstede. Anvendelse av slike mengder av polymer gir sterke bindinger i tørr tilstand. I den viskøse heterogene utførelsesform av foreliggende oppfinnelse skal det anvendes 5 til 25 vekt% polymer. Polymerkonsentrasjoner under ca. 5% har Ikke tilstrekkelig klebeevne for å gi tilfredsstillende binding mens blandinger inneholdende over ca. 25 % er for viskøse for tilfredsstillende håndtering og påføring av klebemidlene til substrater. En lavviskøs, stabil suspensjon kan fremstilles ifølge oppfinnelsen med ca.. 2-35 vekt% polyvinylalkohol. Konsentrasjoner av polymer under ca. 2 % fører ikke til vannfaste bindinger mens konsentrasjoner over ca. 35 % er ikke bare økonomisk uattraktive men har også en tendens til å nedsette suspensjons-egenskapene og fører til en pastalignende konsistens.

Klebemidlene ifølge oppfinnelsen utviser meget god vannfasthet ved omgivende temperatur mens den bibeholder fullstendig re-masbarhet i varmt vann (repulpable). Vannfastheten ved omgivende temperatur ble målt ved sjiktseparasjonstest, ASTM-D 1028. Følgelig er de, når de anvendes som en<y>arm-smelte, egnet hvor billigere voksfri systemer etterstrebes.

De er egnet for binding av cellulosesubstrater under våte. omgivende betingelser. Som sådan kan de anvnendes som bølge-dannende klebemidler (corrugating adhesivés). Når de anvendes i form av en lavviskøs, stabil suspensjon er de egnet som billige etter-aktiverbare kartong- og overflateforseglende • klebemidler. I disse systemer kan fiber-slitende bindinger oppnåes hvis polymerkonsentrasjonen i klebemiddelblandingen er 2 % eller høyere, (beregnet på tørrvektbasis).

Yteevnen ved høy fuktighetsgrad som bestemt ved aldring av bundne strukturer ved 90 % relativ fuktighet i 1-2 uker ble funnet å være utmerket. Eksempelvis ble fiberslitende bindinger observert i tester med kondisjonert pappkartongprøver fremstilt med smeltet, homogens klebemiddel inneholdende 20 % PVA (beregnet på tørrvektbasis).

Bundne strukturer fremstilt med lavviskøst, stabilt sus-pens jonsklebemiddel inneholdende så lite som 2 % av den PVA som er beskrevet i det tidligere angitte US patentskrift, ga fiberslitende bindinger etter neddykking i vann i minst 24 timer.

Det krystallinske løsningsmiddel for polymerkompo nenten må tilfredsstille følgende krav: (1) det må være krystallinsk ved 40° C, (2) det må virke som løsningsmiddel for polymeren, dvs. oppløse minst 5 vekt% av den sistnevnte ved eller over smeltepunktet for et slikt løsningsmiddel og (3) det være blandbart med det viskositetsredusérende fortynningsmiddel. Følgende forbindelser ble funnet å tilfredsstille disse betingelser: Cl) urea, fast alkylsubstituerte ureaer inneholdende totalt opp til 9 carbonatomer, slik som methyl-urea (sin.p. '95 - 98° C) , ethylurea (sm.p. 92° C) , 1,1-diethyl-urea (sm.p. 112° C) , .thiourea, biuret og e-caprolactam; (2) faste alifatiske amider inneholdende opp til 6 carbonatomer slik som acetamid, propionamid, butyramid; (3) faste polyhyd-roxyf orbindelser slik som pentaerythritol, sorbitol, mannitol og tris-(hydroxymethyl)-aminomethan; og (4) ammoniumcarboxylatsalter slik som ammoniumformiat. I det ovenfor angitte betyr "fast" at den spesifike forbindelse er i fast tilstand ved 20° C.

Urea er det mest foretrukne krystallinske løsnings-middel for polymeren hovedsakelig på grunn av dets lave hygro-skopiske natur og på grunn av at dets smeltepunkt (132° C) er innen det foretrukne område på 75 - 1.75° C. é-caprolactam er også et foretrukket krystallinsk løsningsmiddel. Thiourea er også foretrukket selv om det har en tendens til å korrodere rustfritt stålutstyr.

Det krystalinske løsningsmiddel for polymeren skal være tilstede i en mengde på ca. 10 - 80 vekt%. Under dette område er produktene tilbøyelige til å bli for viskøse og ha dårlig "klebing" mens konsentrasjoner over 80 % har en ødeleg-gende virkning på vannfastheten av de erholdbare bindinger ved omgivende temperatur.

Mengden av krystallinsk løsningsmiddel i de forskjellige utførelsesformer av oppfinnelsen er som følger: Ca. 40 - 80 vekt% i smeltede homogene blandinger, ca. 10 - 45 vekt% i de viskøse heterogene blandinger og ca. 15 - 68.vekti i de lavviskøse stabile suspensjoner.

I tillegg til den bindende polymer og det krystallinske løsningsmiddel for denne, inneholder klebende blandinger ifølge oppfinnelsen et viskositetsredusérende fortynningsmiddel som er fullt forenelig uten hensyn til tilstanden til klebemiddelblandingen, dvs. smeltet homogen form, viskøse heterogen form eller som lavviskøs stabil suspensjon. Når dette anvendes med smeltede homogene eller viskøse heterogene blandinger menes med "viskositetsredusérende fortynningsmiddel" at denne komponent reduserer viskositeten til blandingen, dvs. at viskositeten på en smeltet blanding inneholdende polymeren, krystallinsk løsningsmiddel for polymeren og det viskositetsredusérende fortynningsmiddel, målt ved.en temperatur fra 90 til 135° C er lavere enn viskositeten på en blanding inneholdende den samme mengde av polymer og krystallinsk løsningsmid-del uten fortynningsmiddel, målt ved samme temperatur. Når det anvendes i lavviskøse, heterogene suspensjoner inneholdende PVA som beskrevet i US patentskrift 3 654 247 virker det "viskositetsredusérende fortynningsmiddel" som en bærer for å lette påføring av polymeren og det krystallinske løsningsmid-del på cellulosesubstratet. I motsetning til det begrensede antall av forbindelser som er egnet som krystallinsk løsnings-middel for polymeren kan et relativt bredt område materiale anvendes som det viskositetsredusérende fortynningsmiddel.

Et hovedkrav er at slike fortynningsmidler er relativt ikke-reaktive i blandingene. Et annet krav er at fortynningsmid-let åmå være fullstendig blandbart i blandingen selv om det ikke må være løsningsmiddel for bindemiddelkomponenten. Således kan det viskositetsredusérende fortynningsmiddel være vann, væskeformige polyhydroxyforbindelser slik som glycoler med 2-9 carbonatomer, glycolethere (hvor acylgruppen inne-; holder 2-4 carbonatomer), lavmolekylære (opp til en molekylvekt på 1000) polyalkylenoxyder og deres alkylethere (alkylgruppen inneholdende 1-4 carbonatomer), polyalkylenoxydestere (hvor acylgruppen inneholder 2-4 carbonatomer), væskeformige alkylsubstituerte ureaer (med opp til 9 carbonatomer i alkylgruppen), slik som tetramethylurea og tetraethylurea, væskeformige alifatiske amider inneholdende opp til 6 carbon atomer slik som formamid og dimethylsulfoxyd. Uttrykket "væskeformig" i denne sammenheng betyr at de angitte forbindelser er i væskeformig tilstand ved 20° C.

Enkelte faste dioler har også utvist en viskositetsredusérende effekt. Vann, ethylenglycol, propylenglycol, diethylenglycol, dipropylenglycol, triethylenglycol, dimethylsulfoxyd og formamid er foretrukne viskositetsredusérende fortynningsmidler.

Disse fortunningsmidler skal være tilstede i en mengde på 5 - 80 vekt% i klebemiddelkomposisjonene ifølge oppfinnelsen.

Ved konsentrasjoner av det viskositetsredusérende fortynningsmiddel på under 5 % er smeiten meget gassfyllt på grunn av utviklingen av ammoniakk resulterende fra reaksjonen mellom polyvinylalkohol og urea. Ved konsentrasjoner av det viskositetsredusérende fortynningsmiddel over ca. 80 % vil klebemidlet Ikke utvikle begynnelsesstyrke eller fiber-slitende egenskaper så hurtig som ønsket.

Konsentrasjonen av det viskositetsredusérende fortynningsmiddel har en betydelig virkning på egenskapene og karakteristikaene av de forskjellige typer av klebemiddelblandinger som kan fremstilles ifølge oppfinnelsen. Med homogene smelter aktiverer det viskositetsredusérende fortynningsmiddel i konsentrasjoner under 5 % utviklingen av ammoniakk resulterende fra reaksjonen mellom polyvinylalkohol og urea. Ved konsentrasjoner av det viskositetsredusérende fortynningsmiddel over ca. 4 0 % vil den smeltede homogene klebemiddel-blanding ikke utvikle begynnelsesstyrke eller fiberslitende egenskaper så hurtig.

Smeltede.homogene blandinger inneholdende opp til

15 % vann som viskositetsredusérende fortynningsmiddel krever håndteringstemperaturer på 115 - 135° C og må lagres i tett lukkede beholdere for å forhindre tap av vann. Hvis ca. 15 - 30 % vann er tilstede, senkes smeltepunktet på blandingen slik at det muliggjør håndtering ved 90 - 110° forutsatt at tapet av vann ved fordampning forhindres. Med smelter inneholdende mere enn 30 % vann er håndtering ved ca. 100° C enklere på grunn av forbedret stabilitet og lavere viskositeter, men tap av vann fra disse blandinger må fremdeles nedsettes. Også homogene blandinger inneholdende mer enn 30 % vann vil vanligvis ikke gi begynnelsesstyrke og fiberslitende bindinger og vannfasthetegenskaper slik som de homogene blandinger med lavt vanninnhold utviser.

Med de viskøse heterogene blandinger ifølge oppfinnelsen kan håndteringstemperaturer på 40 - 80° C oppnås. Disse påføringstemperaturer er ønskelige på grunn av at tapet av det viskositetsredusérende fortynningsmiddel kan ytterligere nedsettes. Med denne type av klebemiddelkomposisjon kan konsentrasjoner av f ortynningsmiddel under ca. 2.0 % føre til for høy viskositet. På den annen side gir konsentrasjoner av det viskositetsredusérende fortynningsmiddel over 4 0 % komposisjoner med for lav viskositet og slike komposisjoner har ikke tilstrekkelig klebrighet til å virke som klebemidler.

Med den layviskøse stabile suspensjonstype av klebe-middelkomposisjoner i henhold til oppfinnelsen kan fortynningsmiddel-konsentrasjonen variere fra ca. 30 til 80 %. Ved en konsentrasjon på det viskositets-reduserende fortynningsmiddel under 30 % er det ikke tilstrekkelig fortynningsmiddel (f.eks. vann) tilstede til tilstrekkelig å løse det krystallinske løsningsmiddel eller for tilfredsstillende å dispergere polymerbindemidlet, dvs. polyvinylalkohol. Ved en konsentrasjon over 80 % vann er det resulterende etter-varmaktiverbare klebemiddel for "flytende" til å klebe tilfredsstillende ved kontakt med cellulosesubstratet på hvilket det påføres.

De homogene smeltede klebemiddelsystemer ifølge oppfinnelsen, kan fremstilles på flere måter som illustrert i det etterfølgende. En tørrblanding bestående av for eksempel 28 deler "Evanol 90-50". (polyvinylalkohol med en hydrolysegrad på 99 - 99,8 %, en viskositet på 12 - 14 cP ved 20° C og som 4 %-ig vandig løsning, tilgjengelig fra E.I. du Pont de Nemours and Company) og 72 deler urea pulverisert gjennom en 40 mesh.sikt tilsettes under omrøring til 35 deler vann oppvarmet til 70 - 85° C. Tilsetningen fortsettes med tilstrekkelig lav hastighet til å opprettholde en minimumtemperatur på 70° C i blandingen og krever ca., 1/4 til 1/2 time. Blandingen holdes ved 85 - 90° C i ytterligere 15 minutter under, dannelse av en høy grad av homogenitet. Det resulterende produkt er stabilt. Ingen skadelige effekter ble observert på blandingen etter lagring i 2 dager ved en påføringstempera-tur på 90 - 95° forutsatt at lagringen ble foretatt i en lukket beholder for å forhindre tap av vann.

En lignende prosedyre kan anvendes for å fremstille et smeltet homogent klebemiddelsystem hvori det viskositetsredusérende f ortynningsmiddel er en. glycol (f. eks., propylenglycol) i stedet for vann, med det unntak at en blandingstem-peratur på 120 - 130° C anvendes og at produktet påføres ved 110 - 115° C. Ved fremstillingen av smeltede homogene klebemiddelsystemer ifølge oppfinnelsen tilsettes det polymere bindemiddel eller bindemidlet og det krystallinske løsnings-middel i porsjoner til smeiten for å forhindre dannelse av blandinger med økende mellomliggende viskositeter.

De smeltede homogene klebemidler ifølge oppfinnelsen (f.eks. basert på PVA, urea og vann) tilveiebringer den uven-tede og meget ønskede fordel at de gir bindinger som kan gjøres meget vannfaste. Den foretrukne metode for å tilveiebringe dette er ved "varmeherding". Etter å ha blitt oppvarmet i kort tid vil f.eks. bølgepapp fremstilt med klebemidlet ifølge oppfinnelsen utvise en stor forbedring i vannfasthet ved omgivende temperatur som målt ved egenvekt-avskjæringstesten (dead load shear test). Denne test består i montering av en 2 x 15 cm seksjon av dobbeltsidet papp med rillene løpende horisontalt i vann ved omgivende temperatur under en 350 g's egenvektbelastning (oppdriften korrigert). I den hensikt å påføre denne belastningskraft på bare fem rilleseksjoner (testsonen) ble frontlinjen oppsplittet i rilleretningen umiddel-bart over testsonen, likeledes ble baklinjen kuttet umiddel- bart bak testsonen. Å bestå denne' test vil si at prøvestyk-ket bærer den 350 g1s belastning.i minst 24 timer. Papp fremstilt med PVA/urea/vann-klebemiddelsmelte uten "varmeherding" svikter i løpet av 1/2 til 2 minutter. Med passende varmeherding" vil mere enn 85 % av de testede prøvestykker passere testen. Et utall av metoder for utførelse av "varmeherding" av de bundne substrater er blitt utviklet. En metode som innbefatter direkte påføring av varme til bindingen gjennom flaten av dekkarket er illustrert i eksempel 8. En annen metode innbefatter at prøven bringes i kontakt med overflaten av en infrarød lampe inntil temperaturen i lime-linjen når 100° C, og under disse betingelser vil 100 % av prøvestykkene passere testen. En annen prosedyre innbefatter anvendelse av radio-frekvensenergi. Ved anvendelse av en "radio frekvensoppvarmer" (FMC Model 67, solgt av W.T. Larose and Associates, Inc. of Cohoes, N.Y.) ved 40 megacykler under, følgende betingelser, dannes bindinger som passerer testen uten unntak.

Innarbeidelse av et utall fuktemidler er også blitt funnet å forbedre vannfastheten til bindinger fremstilt med foreliggende klebemidler anvendt som en varm smelte. I fravær av slike fuktemidler eller hvis en ettervarmebehandling ute-lates, kan bindingssvikt i egenvekt-avskjæringstesten leilig-hetsvis være klebende (dvs. mellom bindingen og papiret). Innarbeidelse av et egnet fuktemiddel letter utvukting av sub-stratet med klebemidlet, og som et resultat av dette vil klebemidlets kohesivé styrke, som er av høy størrelsesgrad selv under neddykket tilstand, og forekomsten av bindinger som opprettholdes under neddykket tilstand, økes betydelig. Fuktemidler som er funnet å være anvendbare innbefatter natriumlaurylsulfat, polyethylenoxyd-alkylfenoladdukter og deres fosfatestere (f.eks. "Triton" X-305 og "Triton" QS-^9 tilgjengelige fra Rohm & Haas), kvarternære ammoniumsalter, forskjellige uorganiske salter slik som alkalifosfater, og natriumnitrilotriacetat. Disse materialer innarbeides generelt i en mengde på 1 - 5 % basert på vekten av klebemidlet. Anvendelse av et fuktemiddel ble funnet å nedsette streng-hetsgraden ved den etter-varmebehandling som er nødvendig for å danne bindinger som er istand til å overleve vannfasthets-testen.ved omgivende temperatur når klebemiddelblandingen på-føres som en smelte.

Innarbeidelse av et latent herdemiddel foreslås når det ønskes å oppnå vannfasthet overfor kokende vann. Følgelig kan et herdesystem av titaniumcitrat og glycol- eller . citronsyre anvendes. Ca. 2 % titancitrat og ca. 2 - 4 % av glycolsyre eller citronsyre (basert på vekten av klebemiddel) er egnet. Syren reduseres til pH på blandingen til 3,5 - 4,5 hvor den utviser normal smelteflytadferd. Herding kan utføres enten ved at de bundne substrater bringes i kontakt med ammoniakk (gassformig eller vandig) eller ved oppvarming til en temperatur over 160° C i flere minutter slik at tilstrekkelig ammoniakk utvikles fra klebemidlet for å bevirke herdingsreak-sjon.

Et annet herdesystem utviklet for de smeltede klebemidler ifølge oppfinnelsen hvori det væskeformige coløsnings-middel er vann, er basert på resorcinol og formaldehyd. Det foretrukne herdemiddel består av 2 deler resorcinol, 2 deler urea og 3 deler 37 %-ig formalin, som omdannes til en resol ved oppvarming i 15 minutter ved 90 - 95° C. Når denne resol innarbeides i klebemidlet i en konsentrasjon på 2 - 10 %

(basert på vekten av klebemiddel) gir denne bindinger som etter 14 - 21 dagers aldring under omgivende betingelser utvikler tilstrekkelig vannfåsthet til å bestå egenvekt-avskjæringstesten.

Resolkomposisjonene basert på resorcinol, urea og formalin kan variere i sammensetning fra 1:1:1 til 1:1:3 resorcinol/urea/formalin og kan anvendes over et konsentra-sjonsområde på 1 - 20 %, basert på vekten av klebemidlet. I tillegg til aldring ved omgivende temperatur i en halvtørr tilstand i 14 - 21 dager, kan herding av slike blandinger utføres ved oppvarming i flere minutter ved 120 - 150° C.

Polyvinylalkoholklebemiddelblandingene ifølge oppfinnelsen inneholdende urea som det krystalliserbare PVA løsningsmiddel ble funnet å være ikke-brennbart, ikke istand til å understøtte en flamme i vertikalstilling, relativt uforkullbar med liten eller ingen tendens til ettergløding. Disse materialer vil imidlertid ved de anvendte konsentrasjoner ikke redusere brennbarheten av cellulosematerialer bundet av disse med mindre de anvendes i forbindelse med et kjent flammesikkert middel slik som ammoniumsulfamat.

Viskøse heterogene klebemiddelsystemer som er egnet for anvendelse innen temperaturområdet på 40 - 80° C kan fremstilles som følger. 50 deler urea tilsettes til 70 deler vann og løsningen oppvarmes til 70° C. 20 deler "Elvanol 90-50" tilsettes under omrøring med en jevn hastighet til urealøsnin-gen, idet temperaturen opprettholdes ved 70° C. Blandingen fortsettes inntil blandingen er jevn ved 70° C, ved hvilket tidsrom 93 deler fint oppdelt kalciumcarbonat tilsettes. Blandingen fortsettes inntil blandingstemperaturen er 70° C. Den resulterende heterogene blanding er stabil og kan lagres

i flere dager i en lukket beholder ved 40 - 80° C uten tap i klebe-egenskapene.

Lavviskøsheterogen stabil suspensjonsklebemiddel-system som kan ettervarme aktiveres under dannelse av vannfaste bindinger kan fremstilles som.følger. 40 deler urea tilsettes til 40 deler vann ved 25° C til en klar løsning. 20 deler "Elvanol 90-50" behandles som beskrevet i US patentskrift 3 654 247 dispergeres i urealøsningen. En tiendedel av 1 %-ig guargummi ( "Jaguar "■ MO- F tilgjengelig fraS.tein, Hall and Company, Inc.) løses deretter i den vandige fase resulterende i en suspensjon som forblir stabil i flere dager ved romtemperatur.

De etterfølgende eksempler vil illustrere oppfinnelsen. Prosenter og deler er på vektbasis om ikke annet er angitt. Eksempel 1-85 illustrerer den smeltede homogene blanding-utførelsesform ifølge oppfinnelsen.

Eksempel 1

En blanding av 400 g urea og 400 g vann ble innført

i en rabender-blander og ble omrørt. Såsnart mesteparten av ureaen var løst, ble 200 g polyvinylalkohol (Elvanol" 90-50, hydrolysegrad 99 - 99,8 %, viskositet lik 12 - 14 cP ved 20° C som 4 % vandig løsning, tilgjengelig fra E.I. du Pont de Nemours and Company) så hurtig som mulig under dannelse av en tynn oppslemning. Varme ble tilsatt. Ettersom temperaturen på løsningen øket ble en økende fortykning av blandingen observert og maksimal viskositet ble nådd ved 40 - 50° C. Ettersom oppvarmingen ble fortsatt ble blandingen tynnere, klar og ble relativt flytende ved en temperatur på 80 - 90° C (viskositet ca. 2000 cP) og denne operasjon krevet ca. 15 - 20 minutter. Blandingen ble anbragt i en polyethylenpose og avkjølt til under 5° C for å fremkalle geling. Det gelede produkt ble oppdelt i småbiter og lagret i en fuktighetstett beholder for å forhindre tap av vann.

Eksempel 2

•Under anvendelse av en Cowles-oppløser ble 1500 g urea og 200 g vann oppvarmet til 125° - 135° C under omrøring. Til den smeltede masse ble tilsatt 500 g polyvinylalkohol ("Elvanol" 90-50) så hurtig som mulig. Omrøringen ble fortsatt inntil blandingen var fullstendig smeltet og hadde klarnet. Ved dette punkt ble den heldt over på Teflon-ark hvor det øye-blikkelig krystalliserte. Den resulterende plate ble brudt opp og pulverisert. Det fint oppdelte produkt ble enten anvendt i denne form eller ble presstøpt til patroner for på-føring med varm smeltepistol. Produktet ble lagret i en fuktighetstett beholder.

Eksempel 3

En 0,0125 - 0,025 mm film av klebemiddelkomposisjonen ifølge eksempel 2 ble fremstilt mellom "Mylar" ark ved pressing i en oppvarmet Pasadena-presse. Filmen ble frosset, én av "Mylar"-arkene ble løftet bort og et stykke av kraftpapir ble .innført. Forsiktig oppvarming (90 - 95° C) og. trykk (0,7 - 1,5 kg/cm 2) ble anvendt i Pasadena-pressen for å binde kraftpapiret og. den ene side av klebemiddelfilmen. Strukturen ble frosset igjen, det andre ark av "Mylar" ble løftet bort og et annet stykke kraftpapir ble innsatt. Det andre ark av kraftpapir ble deretter bundet i en "Sentinel" varmeforsegler under anvendelse av en kontakttid på 1/2 sek., 4,92 kg/cm<2>trykk og en temperatur på 135 - 175° C. Laminatet utviste sterke, fiberslitende bindinger etter neddykking i vann ved omgivende temperatur men gjennomgikk hurtig en laminering i vann oppvarmet til ca. 70° C.

Eksempel 4

Et 15,24 cm valsebelegningsapparat utstyrt med en oppvarmet og mantelforsynt beholder ble anvendt for påføring av det smeltede klebemiddel på applikatorvalsen. Dette utstyr var utstyrt med en dobbel tilførsel av kraftpapirruller slik at en laminatstruktur kunne fremstilles. Forsøket ble utført ved at klebemiddelkomposisjonen ifølge eksempel 1 først ble smeltet i en separat mantelforsynt beholder og erholdt ved en temperatur på 85 - 95° Såsnart papirmatningen var startet med en hastighet på 0,3 m/min ble det smeltede klebemiddel

pumpet inn i den oppvarmede applikatorbeholder med -en hastighet med hvilken det ble påført papiret. På denne måte ble en struktur i hvilken to ark av kraftpapir ble bundet med 0,025 - 0,95 mm klebemiddel (tørrbasis) fremstilt. Klebemidlet kunne påføres jevnt uten hull og ingen uønsket oppbygning av klebemiddel forekom på applikatorvalsen under forsøket. Etter fullførelsen av forsøket ble utstyret rengjort med vaskning med varmt vann. Den bundne struktur utviste meget god fast-het ved høy fuktighetsgrad og meget god vannfasthet ved omgivende temperaturer. Den var lett gjenoppslembar i varmt vann.

Eksempel 5

I dette forsøk ble det anvendt en 63,5 cm korruga-tor med en applikatorvalse oppvarmet til 85° C. Ca. 0,45 kg av blandingen i eksempel 1 ble smeltet og anbragt på denne valse hvor den hurtig ble spredt til et kontinuerlig belegg på valsen med en dokgormaskin. En enkeltsidet korrugert struktur ble ført over valsen ved ca. 30,48 m/min slik at toppene av rillene ble fuktet med klebemiddel. Den andre dekkplate ble deretter påført og den resulterende struktur ført gejnnom flere trykkvalser før den ble kuttet ca. 3 - 3,6 meter ned langs produksjonslinjen. Klebemidlet utviste utmerket rheologi på maskinen så lenge dets vanninnhold ble opp-rettholdt. Tilstrekkelig styrke i uherdet tilstand, heretter kaldt "grønnstyrke" var utviklet i strukturen ved det tids-punkt den nådde oppsamlingsstasjonen og fiberrivning ble observert etter at strukturen var aldret i 3 - 5 minutter. Den korrugerte struktur utviste liten eller ingen uønsket "ribb-dannelse" (i direkte motsetning til strukturer fremstilt med konvensjonelle korrugerende klebemidler). Rengjøring av an-legget etter forsøket var relativt enkelt på grunn av at det var lett å fjerne det klebemiddel som hadde bygget seg opp på applikatorvalsen og på grunn av klebemidlets løselighet i varmt vann. Undersøkelse av den resulterende korrugerte struktur viste god yteevne av klebemidlet. Tørr pinne-adhesjon (binding av korrugerte riller til underlag) viser seg å være overlegen i forhold til stivelse (f.eks. 38,5 - 45,4 kg mot 22,6 - 31,7 kg) ved ca. 1/2 - 2/3 av belastningen (f.eks.

0,68 kg mot 0,9 - 1,36 kg pr. 92,9 m<2>papp). Den. korrugerte pap<p>bundet med klebemidlet ifølge dette eksempel utviste glimrende vannfasthet ved omgivende temperatur i sjikt-separasjonstesten, og fiberrivning ble observert etter 10 dager neddykning. I motsetning til dette delamineres stivel-sesbundne strukturer etter 1-2 minutters neddykning. Den polyvinylalkohol-urea-bundne struktur var lett gjenoppslembar i varmt vann..

Eksempel 6

En 23/68/9 polyvinylalkohol ("Elvanol" 90-50/urea/- vannblanding presstøpt til sylindre på 22,2 x 38,1 cm ble anvendt under anvendelse av en konvensjonell varmesmeltepistol. Materialet utviste gode håndteringsegenskaper over 130 - 150°C og utviste god hurtigklebing på papirplater og dannet fiber-slitende bindinger innen 1-3 sekunder. Ved avkjøling'til under 100 - 110° utviste bindingene 100 % fiberrivning.

Eksempel 7

En blanding ifølge eksempel '2 i pulverisert form ble anbragt i en LTI "Dynapply" 45D "kasseforseglende enhet"

(case sealing unit) utstyrt med et 4-dysers hode av typen LTI G. Materialet ble smeltet ved en temperatur på 130 - 150° C og deretter påført ved- pumping gjennom dysemontasjen. Klebemidlet ble påført kraftpapir og dets adhesjon og hurtigkleb-ning ble notert. Det smeltede klebemiddel ble observert å danne fiberrivende bindinger ved kontakt med kraftpapiret. Limfugen syntes å ha én åpen tid på 1 - 3 sekunder og dannet fiberrivende bindinger i laminater såsnart dekkarket var bragt i kontakt med.det klebemiddel-holdige ark. Disse bindinger utviste glimrende vannfasthet ved omgivende temperatur men gjennomgikk delaminering i vann ved 74° C eller høyere.

Eksempel 8

En 2 cm x 12 cm seksjon av korrugert papp, bundet med en 18/47/35"Elvanol"90-50/urea/vann-blanding og lufttørket i flere dager ble anvendt i egenvekt-avskjæringstesten- ved-rørende vannfasthet. Denne pappseksjon ble oppvarmet i 30 sekunder ved 14 9° C i en Pasadena-presse under le_tt trykk og ble underkastet egenvekt-avskjæringstesten med henblikk på vannfastheten ved omgivende temperatur. Prøven besto i en neddykning på mere enn 48 timer under testbetingelsene. De erholdte resultater ved utførelse av varmeherding under forskjellige betingelser er oppført i etterfølgende tabell I.

Eksempel 9- 24

Flere blandinger inneholdende forskjellige glycol

og glycolethere ble også undersøkt. Både smeltekarakteristik-kene og bindeevnen til disse blandinger ble undersøkt. Resul-tatene av denne undersøkelse er oppført i tabell II. Som det observeres utviser alle de testede klebemidler, med unntak av glycerolen som ga en meget ustabil smelte, blandinger som utviste god-til-utmerket bindeevne. Den eneste svakhet som ble observert ved forsøket var den dårligere vannfasthet til de resulterende bindinger i de fleste tilfeller. Denne svakhet antas ikke ubetydelig å redusere anvendbarheten av blandingene ifølge oppfinnelsen, for eksempel for anvendelse som kasseforseglende og bokbindingsklebemidler.

(<1>) Nødvendig tid for at bindingen "herdes" ved krystallisering. (2) (<2>)Meget god = lite eller ingen forandring etter 24 timer ved 95° C, God = liten økning i viskositet ved" 95° C,

Middels = moderat gassdannelse ledsaget av moderat visko-sitetsforandring, Dårlig = faseseparasjon, Meget dårlig =

for ustabil til å testes.

(3)

Vannfasthet for en 2,54 cm overlappingsskjøt etter 24 timers neddykking i vann ved 25° C: Meget god = 100 % fiberrivning, God = noe fiberrivning, Middels = ingen fiberrivning og ingen delaminering, Dårlig = delvis delaminering,

Meget dårlig = hurtig fullstendig delaminering.

Eksempel 25- 61

Smeltede homogene blandinger ifølge oppfinnelsen og enkelte sammenligningsblandinger er ytterligere illustrert ved sammensetningene og deres karakteristica i den etterfølgende Tabell III.

Eksempel 62 - 70

Smeltede homogene blandlngsklebemidler basert på "Elvanol" 90-50 PVA og/eller "EVAL" 80E/VOH copolymer og som utviser meget god vannfasthet er illustrert i disse eksempler.

En blanding av "Elvanol" 90-50 og/eller "EVAL" 80 (33/67 pr. vekt E/VOH copolymer solgt av Kurashiki), ureaQg propylenglycol ble oppvarmet til 135° C under omrøring il/4 til 1/2 time inntil en homogen smelte ble erholdt. Denne ble deretter påført som et tynt belegg på én side av en 2 x 3 cm's seksjon papirforing. En binding ble dannet ved at en annen seksjon ble anbragt mot dette belegg og den resulterende overlappingsskjøt ble avkjølt til romtemperatur. Endelig ble den bundede struktur neddyppet i vann, lagret i 24 timer ved omgivende temperatur og underkastet hånd-trekking for å be-stemme delamineringsf asthet.en såvel som graden av bindingssvikt ved fiberrivning. Som det fremgår fra tabell IV fra karakteristikaene for sammensetningene inneholdende "EVAL" 80 alene eller kombinert med "Elvanol" 90-50, ga nærvær av selv relativt små mengder av "EVAL" 80 (f.eks. 3 - 4 %) en høy grad av delamineringsfasthet av bindingene selv når en papirforing som var vanskelig å faukte, slik som det harpiksbestrøkne produkt ble anvendt. Fiberrivende bindinger ble observert når konsentrasjonen av "EVAL" 8 0 i blandingen nådde ca. 13 %. Smelteblandinger inneholdende «"EVAL" 80 er ikke fullt ut gjen-oppslembare og vil således være anvendbare ved fremstilling av vannfast korrugert papp hvor en oppslembarhet ikke kreves.

Bindinger mellom seksjoner av samme tre typer av papirforinger fremstilt med 20/60/20 "Elvanol" 9B-50/urea/ pro<p>ylenglycol-sammensetning gjennomgikk delaminering i løpet av 5 - 15 minutter ved denne test.

Eksempel 71 - 85

Smeltede homogene blandingsklebemidler basert på "Elvanol" T-25 og '71-30 PVA er sammenlignet med samme type av klebemidler basert på "Elvanol" 95-50 PVA i disse eksempler.

"Elvanol" T-25 PVA har en hydrolysegrad på minst 99 %, en viskositet på 25 - 31 cP ved 20° C og som 4 %-ig vandig løs-ning, og er tilgjengelig fra E.I. du Pont de Nemours and Company. "Elvanol" 71-30 PVA har en hydrolysegrad på 99,0 - 99,8 %, en viskositet på 28 - 32 som 4 % vandig løsning og er tilgjengelig fra E.I. du Pont de Nemours and Company. Blan-dingskomposisjonene og deres karakteristica er oppført i Tabell V.

Eksempel 86 - 89 illustrerer den viskøse heterogene blande-utførelsesform av oppfinnelsen.

Eksempel 8 6

60 g urea og 53 g vann ble tilført til en 0,25 liters rustfri stålbeholder oppvarmet i en elektrisk varmeblokk og utstyrt med en luftdrevet omrører. Når temperaturen på løs-ningen var 75° C ble 20 g polyvinylalkohol. (Elvanol 90-50) tilsatt med jevn hastighet og omrøringen ble fortsatt inntil en klar løsning ble erholdt. Viskositeten av denne løsning var 850 cP ved 70° C. En sammenligningskomposisjon fremstilt uten urea var en tett gel ved 70° C. 44 g calciumcarbonat av pigmentkvalitet ble omrørt i løsningen, hvilket førte til en hydrogenblanding inneholdende 70 % faste bestanddeler. Viskositeten på blandingen var 1800 cP ved 70° C, 2800 cP ved 60° C og 7500 cP ved 50° C, målt med en Brookfield Viscometer, Model RVT, spindel nr. 2 ved 5 omdr. pr. minutt.

Eksempel 87

Et tynt belegg (ca. 0,025 - 0,05 mm) av klebemiddelblandingen ifølge eksempel 8 6 ble påført på tuppen (0,3 cm dybde) av en 2,5 x 5,0 centimeters kraftpapirremse. En binding ble dannet ved at en annen remse ble bragt i kontakt med denne til en overlappet skjøt (0,8 cm 2) som fikk herde ved romtemperatur. Den bundne struktur ble neddykket i vann under en belastning på 350 g (oppdrift korrigert), og lagret i 24 timer ved omgivende temperatur. Etter denne eksponering ble en fiberrivende binding observert ved omgivende temperatur, men klebemiddelbelegget var gjenoppslembart i vann ved 70° C.

Eksempel 88

81 g E-caprolactam og 91 g vann ble tilsatt til et 0,25 liters rustfritt stålkar og oppvarmet som beskrevet i eksempel 86. Når løsningen var 75° C, ble 30 g polyvinylalkohol (Elvanol 90-50) tilsatt og røringen ble fortsatt inntil en klar løsning var dannet. Viskositeten på denne løsning ved 70° C var 276 cP. En sammenligningskomposisjon fremstilt uten e-caprolactam var en fast gel ved 70° C. 104 g calciumcarbonat av pigmentkvalitet ble omrørt i denne løsning under dannelse av en klebrig, heterogen blanding inneholdende 70 % faste bestanddeler. Brookfield-viskosteten til denne blanding var 1200 cP ved 55° C.

Eksempel 8 9

En bundet struktur ble fremstilt med klebemiddelblandingen ifølge eksempel 88 ved den metode som er beskrevet i eksempel 87 med det unntak at tørking av den bundne skjøt ble foretatt under en infrarød varmelampe med en overflatetem-peratur på 100° C i 5 minutter. Den bundne struktur ble ned-dup<p>et i vann som beskrevet i eksempel 87. Etter 24 timer ble en fiberrivende binding observert ved omgivende temperatur men klebemiddelbelegget var gjenoppslembart i vann ved 70° C.

Eksempler 90 - 93 illustrerer den lavviskøse, stabile emulsjons-utførelsesform av foreliggende oppfinnelse.

Eksempel 90 - 93

Etter varm-aktiverbarhet PVA baserte klebemiddelsus-pensjoner ble fremstilt ved oppløsning av urea i vann, tilset-ning av guargummi som suspenderingsmiddel og deretter disper-gering av varmebehandlet polyvinylalkohol fremstilt som beskrevet i US patentskrift 3 654 247 i løsningen. Klebemiddelkom-posis joner fremstilt ved denne metode er oppført i tabell VI.

Et tynt belegg av hver av suspensjonene som er opp-ført i tabell VI ble påført på tuppen (0,3 cm dybde) av en 2,5 x 5,0 cm kraftpapirremse og fikk tørke. En binding ble dannet ved at en annen ubelagt remse ble bragt i kontakt med dette tørkede belegg og den overlappede seksjon ble oppvarmet i en Sentinel varmeforsegler i 7 sekunder ved 0,98 kg/cm<2>klemtrykk med en blokktemperatur på 190° C. De resulterende bundne strukturer ble nedduppet i vann som beskrevet i eksempel 87. Etter 24 timers eksponering under disse betingelser ble en fiberrivende binding observert men klebemiddelbelegget var gjenoppslembart i vann ved 70° C.

Claims (45)

1.. Klebemiddelkomposisjon, karakterisert ved at den hovedsakelig består av 2 - 35 vekt% av en polymer valgt fra gruppen bestående av polyvinylalkohol og ethylen/vinylalkoholcopolymerer inneholdende minst 50 mol% vinylalkohol, 10 - 80 vekt% av minst ett oppløsningsmiddel for polymeren, hvilket oppløsningsmid-del er krystallinsk ved 40°C og er valgt fra gruppen bestående av urea, faste alkylsubstituerte ureaer inneholdende totalt opp til 9 carbonatomer, thiourea, biuret, 6-caprolactam, faste alifatiske amider inneholdende opp til 6 carbonatomer, faste polyhydroxyforbindelser og ammoniumcarboxylatsalter, 5-80 vekt% av. minst ett viskositetsredusérende fortynningsmiddel valgt fra gruppen bestående av vann, flytende polyhydroxyforbindelser, flytende alkylsubstituerte ureaer med opp til 9 carbonatomer in alkylgruppen, flytende alifatiske amider inneholdende opp til 6 carbonatomer og dimethylsulfoxyd og 0 - 60 vekti ekstender valgt fra gruppen bestående av stivelse, dextrin, leire, slilciumoxyd, kjønrøk, talkum, kalsiumcarbonat, bariumsulfat og vinylpolymerlatex, forutsatt at når klebemiddelkomposisjonen er en suspensjon, er polymeren polyvinylalkohol som har et oppløselighetsinnhold i koldt vann på mindre enn 10 vekti ved 25°C, mens den er oppløselig.i vann ved 80 - 100°C.

2. Komposisjon ifølge krav 1, karakterisert ved at klebemiddelkomposisjonen er et homogent system bestående hovedsakelig av 10 -. 35 vekti av en polymer valgt fra gruppen bestående av polyvinylalkohol <p> g ethylen/vinylalkoholcopolymerer inneholdende minst 50 moll vinylalkohol, 40 - 80 vekti -av minst ett krystallinsk oppløsningsmiddel for polymeren, og 5 - 45 vekti av minst ett viskositetsredusérende fortynningsmiddel.

3.. Komposisjon ifølge krav 2, karakterisert ved at det krystallinske opplø sningsmiddel for polymeren er valgt, fra gruppen bestående av urea, faste alkylsubstituerte' ureaer inneholdende totalt opp til 9 carbonatomer, thiourea, biuret, £-caprolactam, faste alifatiske amider inneholdende opp til 6 carbonatomer, pentaerythritol, sorbitol, mannitol og tris(hydroxymethyl) amino-methan, og ammoniumcarboxylatsalter.

4. Komposisjon ifølge krav 3, karakterisert ved at det krystallinske oppløsningsmiddel for polymeren er urea eller £-caprolactam.

5. Komposisjon ifølge krav 4, karakterisert ved at det krystallinske opplø sningsmiddel for polymeren er urea.

6. Komposisjon ifølge krav 3, karakterisert ved at polyvinylalkoholen er minst 99 % hydrolysert og har en 4 % vandig viskositet ved 20°C på fra 10 til 65 centipois.

7. Komposisjon ifølge krav 6, karakterisert ved at polyvinylalkoholen har en 4 % vandig viskositet ved 20°C på fra 12 til 14 centipois.

8. Komposisjon ifølge krav 6, karakterisert ved at polyvinylalkoholen har en 4 % vandig viskositet ved 20°C på fra 25 til 31 centipois.

9. Komposisjon ifølge krav 6, karakterisert ved at polyvinylalkoholen har en hydrolysegrad på fra 99,0 til 99,8 %, og en 4 % vandig viskositet ved 20°C på fra 28 til 32 centipois.

10. Komposisjon ifølge krav. 3, karakterisert ved at det viskositetsredusérende fortynningsmiddel er valgt fra gruppen bestående av vann, flytende glycoler, flytende glycolethere hvori alkylgruppen inneholder 1 - 4 carbonatomer, flytende glycolestere hvori acylgruppen innenolder 2-4 carbonatomer, flytende polyalkylenoxyder med en molekylvekt på opp til 1000, deres flytende alkylethere hvori alkylgruppen inneholder 1-4 carbonatomer, deres flytende estere hvori acylgruppen inneholder 2-4 carbonatomer, flytende alkylsubstituerte ureaer med opp til 9 carbonatomer i alkylgruppen, flytende alifatiske amider inneholdende opp til 6 carbonatomer, og dimethylsulfoxyd.

11. Komposisjon ifølge krav 10, karakterisert ved at det viskositetsredusérende fortynningsmiddel er valgt fra gruppen bestående av vann og flytende glycoler med 2-9 carbonatomer .

12. Komposisjon ifølge krav 10, karakterisert ved at det viskositetsredusérende fortynningsmiddel er valgt fra gruppen bestående.av vann, ethylenglycol, propylenglycol, diethy-

13. Komposisjon ifølge krav 3, karakterisert ved at den inneholder 1-5 vekt%, basert på klebemiddelfaststoff, av et fuktemiddel valgt fra gruppen bestående av natriumlaurylsulfat, polyethylenoxyd-alkylfenoladdukter og deres fosfatestere, kvartære ammoniumsalter, alkalifosfater og natriumnitrilotriacetat.

14. Herdbar homogen klebemiddelkomposisjon, karakterisert ved at den hovedsakelig består av komposisjonen iføl-ge krav 3, og et herdemiddel valgt fra gruppen bestående av a) 2 % titancitrat og 2 - 4 % glycolsyre eller sitronsyre, basert på klebemidlets vekt, og b) 1 - 20 %, basert på klebemidlets vekt, av en resol fremstillet ved oppvarmning 15 minutter ved 90-95°C av 1 vektdel resorcinol, 1 vekt% urea og 1 - 3 vektdeler 37 %'s formalin, forutsatt at herdemidlet b) anvendes bare i hydro-smelteklebemidler hvori det viskositetsredusérende fortynningsmiddel er vann.

15. Komposisjon ifølge krav 3, karakterisert ved at det i tillegg inneholder opp til 10 vekt% av minst én ekstender valgt fra gruppen hovedsakelig av stivelse, . dextrin, leire, siliciumoxyd, kjønrøk, talkum, kalsiumcarbonat, bariumsulfat og vinylpolymerlatexer.

16. Struktur omfattende minst to cellulosesubstrater bundet sammen ved hjelp av den homogene klebemiddelkomposisjon ifølge krav 3.

17. Struktur ifølge krav 16, karakterisert ved at det krystallinske opplø sningsmiddel for polymeren er urea eller -caprolactam.

18. Komposisjon ifølge krav 1, karakterisert ved at klebemiddelkomposisjonen er et heterogent system bestående hovedsakelig av 5 - 25 vekt% av en polymer valgt fra gruppen bestående av polyvinylalkohol og ethylen/vinylalkoholcopolymerer inneholdende minst 50 mol% vinylalkohol, 10 - 45 vekt% av minst ett krystallinsk oppløsningsmiddel for polymeren, og 20 - 40 vekt% av minst ett viskositetsredusérende fortynningsmiddel, og 5 - 60 vekt% ekstender.

19. Komposisjon ifølge krav 18, karakterisert ved at det krystallinske oppløsningsmiddel for polymeren er valgt fra gruppen bestående av urea, fast alkylsubstituerte ureaer inneholdende totalt opp til 9 carbonatomer, thiourea, biuret, caprolactam, faste alifatiske amider inneholdende opp til 6 carbonatomer, pentaerythritol, sorbitol, mannitol og tris(hydroxymeth-yl)aminomethan og ammoniumcarboxylatsalter.

20. Komposisjon ifølge krav 19, karakterisert ved at det krystallinske.oppløsningsmiddel for polymeren er urea, eller £-caprolactam.

21. Komposisjon ifølge krav 20, karakterisert ved at det krystallinske oppløsningsmiddel for polymeren er urea.

22. Komposisjon ifølge krav 19, karakterisert ved at polyvinylalkoholen er minst 99 % hydrolysert og har en 4 % vandig viskositet ved 20°C på fra 10 til 65 centipois.

23. Komposisjon ifølge krav 20, karakterisert ved at polyvinylalkoholen har en .4 % vandig viskositet ved 20°C på fra 12 til 14 centipois.

24. Komposisjon ifølge krav 20, karakterisert ved at polyvinylalkoholen har en 4 % vandig viskositet ved 20°C på fra 25 til 31 centipois.

25. Komposisjon ifølge krav 20, karakterisert ved at polyvinylalkoholen har en hydrolysegrad på fra 99,0 til .99,8 % og en 4 % vandig viskositet ved 20°C på fra 28 til 32 centipois.

26. Komposisjon ifølge krav 19, karakterisert ved at det viskositetsredusérende fortynningsmiddel er valgt fra gruppen bestående av vann, flytende glycoler, flytende glycolethere hvori alkylgruppen. inneholder 1-4 carbonatomer, flytende glycolestere hvori acylgruppen inneholder 2 p 4 carbonatomer, flytende polyalkylenoxyder med en molekylvekt på opp til 1000, deres flytende alkylethere hvori alkylgruppen inneholder 1-4 carbonatomer, deres flytende estere hvori acylgruppen inneholder 2-4 carbonatomer, flytende alkylsubstituerte ureaer med opp til 9 carbonatomer i alkylgruppen, flytende alifatiske amider inneholdende opp til 6 carbonatomer, og dimethylsulfoxyd.

27. Komposisjon ifølge krav 26, karakterisert ved at det viskositetsredusérende fortynningsmiddel er valgt fra gruppen bestående av vann, ethylenglycol, propylenglycol,- diethylenglycol, dipropylenglycol, triethylenglycol, dimethylsulfoxyd og formamid.

28. Komposisjon ifølge krav 27, karakterisert ved at det viskositetsredusérende fortynningsmiddel er vann.

29. Struktur omfattende minst to cellulosesubstrater bundet sammen ved hjelp av den heterogene klebemiddelkomposisjon ifølge krav 19.

30. Struktur ifølge krav 29, karakterisert ved at det krystallinske oppløsningsmiddel for polymeren er urea eller £-caprolactam.

31. Komposisjon ifølge krav 1, karakterisert ved at klebemiddelkomposisjonen er en suspensjon hovedsakelig bestående av 2 - 35 vekt% polyvinylalkohol, hvilken polyvinylalkohol har et oppløselighetsinnhold i koldt vann på mindre enn 10 % ved 25°C, mens den er oppløselig i vann ved 80 - 100°C, 15 - 68 vekt% av minst ett krystallinsk oppløsningsmiddel for polymeren, og 30 - 80 vekt% av minst ett viskositetsredusérende fortynningsmiddel.

32. Komposisjon ifølge krav 31, karakterisert ved at det krystallinske oppløsningsmiddel for polymeren er valgt fra gruppen bestående av urea, faste alkylsubstituerte urear inneholdende totalt opp til 9 carbonatomer, thiourea, biuret, £-caprolactam, faste alifatiske amider inneholdende opp til 6 carbonatomer, pentaerythritol, sorbitol, mannitol og tris(hydroxymeth-yl) aminomethan, og ammoniumcarboxylatsalter.

33. Komposisjon ifølge krav 32, karakterisert ved at det krystallinske opplø sningsmiddel for polymeren er urea eller ^-caprolactam.

34. Komposisjon ifølge krav 33, karakterisert ved at det krystallinske opplø sningsmiddel for polymeren er urea.

35. Komposisjon ifølge krav 32, karakterisert ved at polyvinylalkoholen er minst 99 % hydrolysert og har en 4 % vandig viskositet ved 20°C på fra 10 til 65. centipois.

36. Komposisjon ifølge krav 35, karakterisert ved at polyvinylalkoholen har en 4 % vandig viskositet ved 20°C på fra 12 til 14 centipois.

37. Komposisjon ifølge krav 35, karakterisert ved at polyvinylalkoholen har en 4 % vandig.viskositet ved 20°C på fra 25 til 31 centipois.

38. Komposisjon ifølge krav 35, karakterisert ved at polyvinylalkoholen har en hydrolysegrad på fra 99,0 til 9.9,8 % og en 4 % vandig viskositet ved 20°C på fra 28 til 32 centipois. .

39. Komposisjon ifølge krav 32, karakterisert ved at det viskositetsredusérende fortynningsmiddel er valgt fra gruppen bestående av vann, flytende glycoler, flytende glyco.l-ethere hvori alkylgruppen inneholder 1-4 carbonatomer, flytende glycolestere hvori acylgruppen inneholder 2-4 carbonatomer, flytende polyalkylenoxyder med en molekylvekt på opp til 1000, deres flytende alkylethere hvori alkylgruppen inneholder 1-4 carbonatomer, deres flytende estere hvori acylgruppen inneholder 2-4 carbonatomer, flytende alkylsubstituerte ureaer med opp til 9 carbonatomer i alkylgruppen, flytende alifatiske amider inneholdende opp til 6 carbonatomer, og dimethylsulfoxyd.

40. Komposisjon ifølge krav 39, karakterisert ved at det viskositetsredusérende fortynningsmiddel er valgt fra gruppen bestående av vann, ethylenglycol, propylénglycol, diethylenglycol, dipropylenglycol, triethylenglycol, dimethylsulfoxyd og formamid.

41. Komposisjon ifølge krav 40, karakterisert ved at det viskositetsredusérende fortynningsmiddel er vann.

42. Komposisjon ifølge, krav 33, karakterisert ved at det inn eholder 0,05 - 0,5 vekt% guargummi.

43. Komposisjon ifølge krav 41, karakterisert ved at den inneholder 0,1 - 0,3 vekt% guargummi.

44. Struktur omfattende minst to cellulosesubstrater bundet sammen ved hjelp av klebemiddelkomposisjonen ifølge krav 32.

45. Struktur ifølge krav 44, karakterisert ved at det krystallinske oppløsningsmiddel for polymeren er urea eller £-caprolactam.