NO832829L

NO832829L - Ekstruderbar, selvbaerende varmsmeltningsklebemiddelplate

Info

Publication number: NO832829L
Application number: NO832829A
Authority: NO
Inventors: Edward Gus Brugel; Walter Yllo
Original assignee: Du Pont
Priority date: 1982-08-06
Filing date: 1983-08-05
Publication date: 1984-02-07
Also published as: ZA835778B; FI832827A; KR840005837A; BR8304215A; JPS5947276A; CA1205237A; US4434261A; AU1759383A; DK359783A; ES524762A0; FI832827A0; DK359783D0; EP0101028A1; ES8605292A1

Description

Denne oppfinnelse angår varmsmeltningsklebemidler,

og mer spesielt angår den ekstruderbare, selvbærende, ikke-blokkende varmsmeltningsklebemiddelplater.

Varmsmeltningsklebemidler som generelt er kjent i

faget forsmeltes i et kar av typen for satsvis produksjon eller smeltes kontinuerlig i en anordning for ekstrudering eller en kombinasjon av de to, dvs. smeltning i et kar for satsvis produksjon og utmåling i en ekstruderingspumpe. Det smeltede varmsmeltningsklebemiddel påføres deretter på et cellulose- eller plastsubstrat. Typiske anvendelsesområder er fremstilling av klebebånd og etiketter. Som oftest krever klebeegenskaper av det påførte klebemiddel anvendelse av et antiblokkingsmiddel eller et frigjøringspapir, slik at arket eller båndet kan vikles av fra en kjerne eller en spole.

Denne fremgangsmåte er vanlig for eksémpel ved anvendelse av trykkfølsomme varmsmeltningsklebemidler. I alle tilfeller påføres klebemidlet som en smeltet væske.

I US patentskrift nr. 4.191 798 beskrives meget fylte termoplastiske materialer som er anvendelige som lyddempende belegg i tepper for bruk i kjøretøyer og som hovedsakelig består av (a) fra 5 til 50 vekt% av minst én copolymer av ethylen med minst én comonomer som f.eks. vinylestere av umettede carboxylsyrer, umettede mono- eller dicarboxylsyrer, eller estere av umettede mono- eller dicarboxylsyrer, (b) fra 2 til 15 vekt% av en prosessolje og (c) fra 50 til 90 vekt% fyllstoff.

Ifølge denne oppfinnelse tilveiebringes en ekstruderbar, selvbærende varmsmeltningsklebemiddelplate som ikke er klebende ved romtemperatur, men som er klebende ved omtrent 65,6°C, er selvbærende ved temperaturer på mellom 93 og 177°C og har en smelteindeks fra 10 til 500, hvilken plate omfatter

a) fra 10 til 50 vekt% av minst én copolymer av ethylen med minst én comonomer utvalgt blant vinylestere av mettede

carboxylsyrer hvori syreenheten har opptil 4 carbonatomer, umettede mono- og dicarboxylsyrer med fra 3 til 5 carbonatomer, salter av nevnte umettede syrer og estere av nevnte umettede syrer, hvori alkoholenheten har fra 1 til 8 carbonatomer, idet ethyleninnholdet av nevnte copolymer er fra

4 0 til 9 5 vekt%, comonomerinnholdet av nevnte copolymer

er fra 5 til 60 vekt%, og smelteindeksen av nevnte copolymer er fra 0,1 til 400, forutsatt at når copolymeren av ethylen er en ethylen/vinylester eller ethylen/umettet mono- eller dicarboxylsyreestercopolymer, kan nevnte copolymer inneholde opptil 15 vekt% carbonmonoxyd eller svoveldioxyd,

b) fra 2 til 30 vekt% av i det minste én mykner utvalgt blant prosessoljer, epoxyderte oljer, polyestere, polyethere og

polyetherestere,

c) fra 20 til 80 vekt% fyllstoff,

d) fra 0 til 10 vekt% av minst ett additiv utvalgt blant organiske syrer, organiske syrederivater og overflateaktive

midler.

Det ble oppdaget at kombinasjonen, i visse blandings-forhold, av ethyleninterpolymerer, prosessoljer og inert fyllstoff vil resultere i et materiale som er ekstruderbart som en selvbærende klebemiddelplate (dyseutløpstemperatur på fra 93 til 177°C) som er ikke-blokkende, dvs. ikke-klebende ved romtemperatur og klebende ved forhøyede temperaturer, såsom ved omtrent 66°C. Denne varrnsmeltningsklebemiddelplate kan lamineres til andre materialer som f.eks. spunnet og sammenbundet polyester og spunnet og sammenbundet polypropylen.

Klebemidlet ifølge denne oppfinnelse er termisk for-håndsformet og krever ikke slipp- eller antiblokkingsmidler. Det kan påføres som et kaldt, fast stoff i ark- eller strim-melform som et underlag eller membran mellom substratene.. Det kan deretter varmeaktiveres in situ. Før varmeaktiverin-gen kan det bearbeides og evt. kuttes, eller dets form kan endres mekanisk for å passe til den geometriske form av gjen-standene som skal klebes sammen. Vanlige varmsmeltningsklebemidler må derimot påføres i smeltet form som en for-smeltet varm væske.

Smelteindeksen (M.I.) av varmsmeltningsklebemiddelplaten ifølge oppfinnelsen kan være fra 10 til 500, fortrinnsvis fra 20 til 200 og aller helst fra 40 til 100.

Smelteindeksen er en viktig egenskap da den bestemmer blandingens viskositet og således innvirker på dens flytegen-skaper ved ekstrudering.

Passende mengder av og valg av polymerer med varie-rende molekylvekt og mykner fører, som vist i følgende eksempel, til en blanding med en M.I. i det mest foretrukne område (40-100). Den ekstruderte, selvbærende varmsmeltningsklebemiddelplate oppviser godt avbalanserte egenskaper såsom god smeltestyrke og forlengelse og enestående klebeegenskaper.

I det følgende angis kravene til de fysiske og fysi-kalske egenskaper for varmsmeltningsklebemiddelplaten ifølge oppfinnelsen: Blandingen må gi en selvbærende varmsmeltningsklebemiddelplate ved ekstrudering eller kalandrering.

Blandingen må gi tilfredsstillende klebrighet ved forhøyede temperaturer, dvs. tilveiebringe tilfredsstillende adhesjon til seg selv eller andre substrater når den blir oppvarmet og må dessuten bevare adhesjonen etter avkjøling.

Platen må ikke klebe under 21°C.

Platen må ikke gi noen vesentlig utsondring av olje

eller mykner under bearbeidelse og lagring.

Platen må ikke oppvise noen nedbrytning av egenskaper

innen rimelig tid, dvs. den må kunne oppbevares lenge.

Platen vil beholde sin klebrighet en tid etter at varmekilden er fjernet: dette er en egenskap som er kjent i fagspråket som "åpen tid".

Ethylencopolymerene som er egnede til varmsmeltningsklebemiddelplaten ifølge oppfinnelsen er copolymerer med i det minste én comonomer utvalgt blant vinylestere av mettede carboxylsyrer hvori syreenheten har opptil 4 carbonatomer, umettede mono- eller dicarboxylsyrer med fra 3 til 5 carbonatomer, salter av nevnte umettede syrer og estere av nevnte umettede mono- eller dicarboxylsyrer hvori alkoholenheten har fra 1 til 8 carbonatomer. Terpolymerer av ethylen og de ovenstående comonomere er også egnede. I tillegg kan også terpolymerer av ethylen/vinylacetat/carbonmonoxyd eller ethylen/vinylacetat/svoveldioxyd som inneholder opp til 15 vekt% carbonmonoxyd eller svoveldioxyd anvendes.

Ethyleninnholdet av copolymeren er fra 4 0 til 9 5 vekt%, og comonomerinnholdet er fra 5 til 6 0 vekt%. Den foretrukne ethylen- og comonomermengde er henholdsvis fra 45 til 91 vekt% og fra 9 til 55 vekt%. Det mest foretrukne ethylen- og comonomerinnhold er henholdsvis fra 88 til 72 vekt% og fra 12 til 28 vekt%. En blanding av to eller flere ethylencopolymerer kan anvendes i blandinger ifølge oppfinnelsen i stedet for et enkelt copolymer så lenge som de gjennomsnittlige verdier av comonomerinnholdet er innenfor det ovenfor nevnte område.

Ved anvendelse av en copolymer som inneholder over 28% ikke-ethylenisk comonomer (såsom vinylacetat), resulterer det i blandinger som er mindre stive og har lavere strekkfasthet og deres forlengelse er forøket. Den mest foretrukne mengde er fra 12 til 28 vekt%. Under 12 vekt% vinylacetat blir blandingen stivere, forlengelsen nedsettes og oljeforene-lighetsproblemer kan oppstå.

Copolymerens smelteindeks kan variere fra 0,1 til 600, fortrinnsvis fra 0,1 til 100. De fysiske egenskaper, hovedsakelig forlengelsen, avtar til lavere verdier når ethylen-copolymerenes smelteindeks er over 100. Foråt styrken skal opprettholdes, er lavere smelteindeksområder, fra 1 til 10, foretrukket. Copolymerens eller kombinasjoner av copolymerers smelteindeks bør være valgt slik at det vil resultere i et ferdig sammenblandet klebemiddel med smelteindeks på fra 10 til 500, fortrinnsvis fra 20 til 200 og aller helst fra 40 til 100.

Vanligvis anvendes fra 10 til 50 vekt% ethylencopolymerer i varmsmeltningsklebemiddelplaten ifølge oppfinnelsen, fortrinnsvis fra 20 til 40 vekt% og aller helst fra 25 til 35 vekt%.

Ifølge det ovenstående er egnede ethylencopolymerer slike som ethylen/vinylacetat, ethylen/acrylsyre og dens ionomere, ethylen/methacrylsyre og dens ionomere, ethylen/methyl-acrylat, ethylen/ethylacrylat, ethylen/isobutylacrylat, ethylen/n-butylacrylat, ethylen/isobutylacrylat/methacrylsyre og dens ionomere, ethylen/n-butylacrylat/methacrylsyre og dens ionomere, ethylen/isobutylacrylat/acrylsyre og dens ionomere, ethylen/n-butylacrylat/acrylsyre og dens ionomere, ethylen/ methylmethacrylat, ethylen/vinylacetat/methacrylsyre og dens ionomere, ethylen/vinylacetat/acrylsyre og dens ionomere, ethylen/vinylacetat/carbonmonoxyd, ethylen/methylacrylat/ carbonmonoxyd, ethylen/n-butylacrylat/carboninonoxyd, ethylen/ isobutylacrylat/carbonmonoxyd, ethylen/vinylacetat/monoethyl-maleat og ethylen/methylacrylat/monoethylmaleat.

Spesielt egnede copolymerer er ethylen/vinylacetat, ethylen/methylacrylat, ethylen/isobutylacrylat og ethylen/ viny1acetat/methacrylsyre.

Den første gruppe av myknerbestanddeler i varmsmeltningsklebemiddelplaten ifølge oppfinnelsen er kjent som prosessoljer. Tre typer prosessoljer er kjente. Det er de paraffiniske-, aromatiske- og nafthaleniske oljer. Ingen av disse er rene og kvaliteten angir bare hvilken olje som er tilstede i størst mengde.

Prosessoljene er også oppdelt i undergrupper ved viskositetsområder. "Tynne" oljer kan ha viskositet så lavt som fra 100 til 500 SUS (Saybolt Universal Seconds) ved 38°C. "Tunge" oljer kan ha viskositet opptil 6000 SUS ved 38°C. Prosessoljer, spesielt nafthaleniske- og aromatiske oljer, med viskositet fra 100 til 6000 SUS ved 38°C foretrekkes.

Den mengde mykner, som f.eks. prosessoljer, som inngår i platen ifølge oppfinnelsen er fra 2 til 30 vekt%, fortrinnsvis fra 8 til 22 vekt%. Mest fordelaktig er mengden av pro-sessol je fra 12 til 18 vekt%.

Ved utvelgelse av en prosessolje må andre faktorer, såsom hvilken oljetype som velges og dens viskositet, tas med i betraktningen. Disse er detaljert beskrevet i US patentskrift nr. 4 191 798.

Den annen myknergruppe som er effektiv ved utøvelse

av oppfinnelsen er den som omfatter epoxyderte oljer som f.eks. epoxydert soyabønneolje og epoxydert linfrøolje.

Den tredje myknergruppe som er effektiv er polyestere som vanligvis er flytende kondensasjonsprodukter av en fler-basisk syre og en polyol. Med uttrykket "flytende" ifølge oppfinnelsen menes at de er hellbare ved romtemperatur. Syrekomponenten er oftest en mettet alifatisk tobasisk syre eller en aromatisk dibasisk syre; adipinsyre, azelainsyre, fthalsyre, sebacinsyre og glutarsyre eller blandinger derav. Polyolen kan være en alifatisk polyol eller et polyoxyalkylen-polyol som f.eks. ethylenglycol, propylenglycol, 1,4- og 1,3-butanglycol, diethylenglycol og polyethylenglycol. Foretrukne polyesterkomposisjoner utgjøres av en syrekomponent hvor mer enn 50 vekt% er alifatiske dibasiske syrer og en polyolkompo-nent av en alifatisk polyol eller aller helst av en alifatisk glycol. De mest foretrukne komposisjoner utgjøres av adipin-eller azelainsyre, og propylenglycol, 1,3- eller 1,4-butan-glycol. Molekylvekten av disse myknere kan variere fra et par hundre og opp til ca. 10.000. Molekylvekten av handelspro-dukter er sjelden spesifisert. Typisk i handelen er at molekylvekten angis som lav, medium eller høy. Den foretrukne molekylvekt for anvendelse ved utførelse av foreliggende oppfinnelse er den som angis som medium.

Ifølge oppfinnelsen er også blandinger av polyestere med hydrocarbonoljer effektive myknere. Et mål ved å anvende en slik blanding, er å forene den gode effektivitet av det relativt dyre polyester med den billige hydrocarbonolje. Prisen/yteevnen til en blanding som er mykgjort med en sådan myknerblanding kan forbedres betraktelig for en gitt anvendelse, fordi egenskapene kan skreddersys mer nøyaktig, eller fyllstoffnivået kan økes.

En spesiell type myknere, polyethere og polyetherestere, er også effektive myknere i blandinger med de ovenfor omtalte ethylencopolymerer og fyllstoff. Polyethere er generelt oligomerer eller polymerer av alkylenoxyder. Polymerer av ethylen- eller propylenoxyd er blant de som er mest til-gjengelig i handelen. Polyethere kan fremstilles ved polymerisasjon av aldehyder ved å anvende forskjellige katalysatorer eller f.eks. ved syre- eller basekatalysert polymerisasjon av et alkylenoxyd. Polyethere kan avsluttes med hydroxylgrupper for å danne diolen (glycol) eller - i det tilfelle hvor det dreier seg om addukter av alkylenoxyder med glycerol - for å danne f.eks. triolen, osv. Den hydroxylavsluttede polyether kan også omsettes med en ether for å gi en ester. Fettsyrer som laurin- og stearinsyrer er også vanlig anvendt. De mest vanlige eksempler på disse forbindelser er mono- og diesterene av polyethylen- eller polypropylenglycol. Polyetheres molekyl-vekter kan være opp til de typisk høymolekylære polymerer.

Foretrukne polyetherkomposisjoner ved utøvelse av oppfinnelsen er de som utgjøres av polyolene som er basert på vilkårlige og/eller blokkcopolymerer av ethylenoxyder og propylenoxyder. Copolymerpolyolene ifølge oppfinnelsen med meget høyt innhold av fyllstoffer har bedre effektiv yteevne.

Blandinger av polyether- og polyetherestermyknere med enten en polyestermykner eller en hydrocarbonprosessolje kan også anvendes ved utøvelse av oppfinnelsen. Fordelen med polyether/polyesterkombinasjonen er den lavere pris, i og med at polyethere er billigere enn polyestere. Kombinasjonen med polyether og prosessolje er også billigere på grunn av den lavere pris på prosessolje.

Den tredje viktige bestanddel av platen ifølge oppfinnelsen er fyllstoffet. Vektprosenten av fyllstoffet som kan innlemmes er hovedsakelig avhengig av fyllstoffets tetthet. Fyllstoffets partikkelstørrelse og form vil også innvirke på blandingens egenskaper. Generelt har finkornede fyllstoffer en tendens til å gi høyere blandingsviskositeter, og de er også dyrere. No. 9 Whiting som i utstrakt grad anvendes i oppfinnelsen (ca. 95% gjennom 325 mesh) representerer en mulig middelvei når det angår grovhet, tilgjengelighet og pris. De mest foretrukne fyllstoffer er kalsiumcarbonat og bariumsulfat. Fyllstoffmengden i komposittmaterialet ifølge oppfinnelsen er fra 20 til 80 vekt%, fortrinnsvis fra 40 til 70 vekt%. Aller helst er fyllstoffmengden fra 50 til 60 vekt%.

I tillegg til de ovenfor nevnte fyllstoffer er det selvsagt mulig å innlemme mange andre materialer, uten å forandre det grunnleggende i dette patent. For eksempel er innlemmelse av aluminiumoxydtrihydrat (hydratisert aluminiumoxyd A^O^Or^O) meget ønskverdig når det ønskes flammehemmede plater eller plater med lav røkutvikling. Tunge fyllstoffer som pulverisert jern eller bly eller oxyder derav kan anvendes når det ønskes ultratette plater. Likeledes kan det anvendes materialer med lav tetthet, som f.eks. magnesiumcarbonat, kalsiumsulfat, siliciumoxyd, flyveaske og sementstøv, eller organiske fyllstoffer som garn, sagflis, trefibre, nøtteskall, risagner osv., når det foretrekkes lette plater. Til sist kan det også anvendes fyllstoffer med vidt forskjellige egenskaper, som f.eks. talkum, kråkesølv, fra meget nåleformede (wollastonitt, osv.) til runde (glassperler,osv.) for å forandre strekk-fasthets-/forlengelsesforhold.

I tillegg til de ovenfor nevnte bestanddeler kan varm-smeltningsklebemidlet ifølge oppfinnelsen også inneholde ytterligere additiver for å oppnå visse egenskaper. Blant slike additiver kan nevnes organiske syrer av egnet type. Organiske syrer dekker et vidt spekter av mettede syrer fra monobasiske mettede carboxylsyrer med fra 6 carbonatomer, som capronsyre til langkjedede typer med 22 carbonatomer, som f.eks. beheninsyre og fettsyrer er meget effektive til å øke forlengelse og til å forhøye smelteindeks ved svært lave kon-sentrasjoner. En generell nedsettelse av blandingens stivhet oppnås også. I tillegg til monomere organiske syrer er også de såkalte dimere og trimere syrer (dimere og trimere av de enklere rettkjedede syrer) som har opp til54carbonatomer meget effektive. Blandinger av de ovenfor nevnte syrer kan anvendes, og likeledes kan også blandinger av enhver av syre-typene som er innbefattet i patentet anvendes.

I tillegg til syrene som er nevnt ovenfor, er også polybasiske syrer effektive. Hvis det f.eks. anvendes en syre som azelainsyre (Cg, mettet, dibasisk, HOOC•(CH2)7•COOH) vil blandingens forlengelse vesentlig forbedres, stivheten reduse-res, mens smelteindeksen praktisk talt vil være uforandret. Vedkommende som blander er således gitt et tilleggsverktøy, for å sikre seg ønskede egenskapsbalanser.

Videre er også mono- eller polyumettede organiske syrer, såsom mono- og dicarboxylsyrer med fra 12 til 20 carbonatomer, og spesielt oleinsyre (monoumettet fettsyre med 18 carbonatomer), meget effektive.

Cycliske organiske syreanaloger av fettsyrene er også effektive ved utførelse av denne oppfinnelse. Det er funnet at både alicycliske (dvs. mettede) og aromatiske (umettede, benzenbeslektede ringstrukturer med carboxylgrupper) syrer er effektive. De vanlige syrer av denne type kan imidlertid ofte være beske og av tvilsom termisk stabilitet. Følgelig må det utvises forsiktighet ved utvelgelse blant disse syrer og deres anvendelsestilstander.

Mono-, di- og trivalente metallsalter av organiske syrer, spesielt kalsium- og sinksalter av fettsyrer, er meget effektive. Estere og amider av de organiske syrer er også effektive.

Antallet av organiske syrer som eksisterer er meget høyt. Eksemplene som er nevnt ovenfor kan med gode resultater erstattes med andre nære analoger uten å avvike fra det grunnleggende i denne oppfinnelse.

En mer detaljert beskrivelse av de organiske syrer som er egnet for anvendelse i denne oppfinnelse kan finnes i US patentsøknad nr. 339 468, inngitt 15. januar 1982.

Egnede overflateaktive midler er en annen gruppe additiver som kan anvendes i varmsmeltningsklebemiddelplaten ifølge oppfinnelsen. Disse vil gi stor økning i strekkforlengelses-verdien av varmsmeltningsklebemiddelplaten.

Effektive overflateaktive midler er de som er utvalgt blant alkoholaminer; betainderivater; blokkcopolymerer omfattende en serie kondensasjonsprodukter av ethylenoxyd og hydro-fobiske baser fremstilt ved å kondensere propylenoxyd med propylenglycol; ethoxylerte forbindelser omfattende alkoholer, alkyl, fenoler, aminer og amider; sulfonerte derivater omfattende alkylsulfonater, arylsulfonater, alkylarylsulfonater, amin- og amidsulfonater, olefinsulfonater, sulfosuccinater, sulfonerte fettsyreestere, sulfonater av ethoxylerte alkylfenoler og av olje- og fettsyrer, nafthalin- og alkylnafthalinsulfonater, kondenserte nafthalinsulfonater, nafthalin- og alkylnafthalinsulfonater og petroleumsulfonater, dodecyl- og tridecylbenzensulfonater; dodecyl- og tridecylsulfonsyrer; sulfater av alkoholer, ethoxylerte alkoholer, ethoxylerte alkylfenoler, oljer, fettsyrer og fettestere, alkarylsulfater, samt natrium-, ammonium- og aminsalter derav; fosfatderivater omfattende fosfatestere, fosfatalkoholethoxylater, fosfat-etherethoxylater, fosfatalkylsyrer og kvarternære alkylfosfater; samt kvarternære overflateaktive midler.

Antallet av eksisterende overflateaktive midler er meget høyt. Eksemplene ovenfor kan erstattes med andre analoger med gode resultater og uten å avvike fra oppfinnelsens intensjon. En mer detaljert beskrivelse av overflateaktive midler som er egnet for anvendelse kan finnes i US patent-søknad nr. , inngitt 19. juli 1982.

Vanligvis vil tilsatsmengden av additivene som f.eks. organiske syrer eller overflateaktive midler være fra 0 til 10 vekt%.

Andre polymerer, både mono- og copolymerer, enn de

som er nevnt ovenfor kan også i en viss grad anvendes sammen med de ovenfor spesifiserte polymerer, uten vesentlig å for-styrre de erholdte fordeler ifølge oppfinnelsen. Disse omfatter, men uten begrensning, polymerer som f.eks. ethylen/carbonmonoxyd og ethylen/svoveldioxyd. Som et videre eksempel kan varmsmeltningsklebemiddelplaten ifølge oppfinnelsen inneholde fra 0 til 48 vekt% av en olefinpolymer utvalgt blant LD-for-grenet polyethylen, HD-lineær polyethylen, lineære copolymerer av ethylen og en annen olefincopolymer, polypropylen, polyiso-butylen og copolymerer av propylen og ethylen hvor ethyleninnholdet er opp til 20 vekt%. På tilsvarende måte kan også andre bestanddeler tilsettes komposittmaterialet ifølge oppfinnelsen for å oppnå en ønsket effekt som f.eks. redusert pris eller forbedring av en fysisk egenskap. Følgelig kan drøye-middelharpikser, vokser, skummemidler, tverrbindingsmidler, antioxydanter, elastomerer osv. som vanligvis anvendes, spesielt i varmsmeltningsmidler, innlemmes i plater ifølge oppfinnelsen.

En Banbury-mikser eller en tilsvarende intensiv blandemaskin av vanlig størrelse for industriell produksjon er fullstendig egnet for tilberedelse av komposittmaterialet ifølge oppfinnelsen. En "Farrel" kontinuerlig blandemaskin ("FCM")

er også en utmerket blandeanordning som også en dobbeltskrue-ekstruder er. De tørre komposittmaterialer innmates i alle tilfeller på rutinemessig måte. I de fleste tilfeller er det egnet i enhver anordning å sette myknerkomponenten direkte til blandemaskinens kammer, noe som er vanlig praksis ved denne type utstyr. Når mer enn én mykner anvendes og hvor én av myknerne anvendes i en liten mengde (mindre enn 10 vekt% av den totale myknerblanding), bør myknerne forhåndsblandes før tilsetning til de andre bestanddeler ifølge oppfinnelsen. Dette vil forenkle en jevn fordeling av hver myknerkomponent

i det endelige komposittmateriale, og således sikre at optimale egenskaper bibeholdes. Siden mengden organisk syre som anvendes generelt er så liten, mindre enn 1% i mange tilfeller, er det likeledes viktig å være sikker på at den organiske syre er tilstrekkelig blandet i sluttproduktet. Hvis dette ikke gjøres, kan det resultere i høyst uberegnelige fysiske egen-

skaper. Det kan således ofte være til stor hjelp å forhåndsblande den organiske syre i en del av én av de andre bestanddeler, f.eks. kan en flytende organisk syre forhåndsblandes med prosessoljen eller en fast organisk syre kan forhåndsblandes med en andel av fyllstoffet. Hvis ønsket kan copolymeren og mykneren(e) f orhåndsblandes som en "konsentratblanding" i en egnet intensiv blandeanordning (f.eks. i en Banbury-mikser eller en skrueekstruder). Denne "konsentratblanding" kan deretter blandes med fyllstoffet og de andre gjenværende bestanddeler for å tilveiebringe det endelige komposittmateriale. En blandetid på ca. 3 minutter er vanligvis tilstrekkelig for Banbury-mikseren ved en arbeidstemperatur på mellom 163 og 191°C. Arbeidseffekten for FCM-blandemaskinen vil vanligvis være innenfor de områder som er beskrevet i litteratur fra"Farrel Company, Ansonia, Connecticut". Her beskrives temperaturer mellom 163 og 218°C som effektive. I begge tilfeller kan et meget lavt myknerinnhold, ca. 2-3%, kreve høyere temperaturer, mens myknerinnhold over ca. 7% kan blandes godt ved lavere temperaturer. Selvom det ikke er vurdert, så er det forventet at andre anordninger for bearbeidelse av viskøse blandinger (M.I. på 0,1 til 50) skulle være helt tilfredsstillende - men i alle tilfeller er det å anbefale at innledende forsøk utføres.

Det er vanligvis ikke funnet at forandring av rekke-følgen for tilsetning av bestanddeler er av vesentlig betyd-ning, forutsatt at den endelige blanding er meget godt sammenblandet for å oppnå homogenitet.

Når komposittmaterialene er blandet kan rutinemessige metoder, som f.eks. undervannssmelteoppdeling pluss tørring eller anvendelse av folie pluss opphakkingsmetoder for å fremstille et tablettformet sluttprodukt, anvendes. Alterna-tivt kan den varme blandingen også umiddelbart fremstilles i sin endelige utforming, som f.eks. folie, forming osv.

Primær anvendelse av komposittmaterialet ifølge oppfinnelsen vil være som en varmsmeltningsklebemiddelplate. For eksempel kan en smal strimmel av komposittmaterialet ifølge oppfinnelsen (f.eks. 7-10cm bred og tykkelse på ca. 635 ym), som er ikke-klebende ved vanlige temperaturer, plasseres mellom to overlappende kanter av to større ark. Overlappen kan være lik bredden på strimmelen av varmsmeltningsklebe-middelet. Deretter føres tilstrekkelig varme til overflaten av det øverste ark for å heve temperaturen av det indre varmsmeltningsklebemiddel jevnt. I visse tilfeller kan trykk påføres etter at varmekilden er fjernet. Resultatet er en forseglet forbindelse mellom de to større ark.

Etterfølgende eksempel er gitt i den hensikt å illust-rere oppfinnelsen. Alle deler og prosenter er vektdeler og vektprosenter hvis ikke det er spesifisert annerledes.

Eksempel

En blanding av:

9,0% EVA nr. 1 (74% ethylen, 25% vinylacetat, 1% methacryl-syreterpolymer, M.I. = 500,

21,0% EVA nr. 2 (71% ethylen, 28% vinylacetat, 1% methacryl-syreterpolymer, M.I. = 6,

55,0% nr. 9 Whiting (kalsiumcarbonat),

15,0% "Circosol" 4240-A nafthenisk prosessolje, ASTM type 103; 2525 SUS ved 3 7,8°C; omtrentlig sammensetning er CA = 21% (aromatisk); CN= 39% (nafthenisk); Cp = 40%

(paraffinisk),

ble tilberedt ved å forhåndsblande alle bestanddelene (1625 g) i en 4,5 liters kanne, ved å riste denne manuelt i ca. 1/2 minutt. Blandingen ble så overført til en intensiv laborato-rieblandemaskin med høy skjærkraft av Banbury-typen. Komposittmaterialet blandes i mikseren i 3 minutter ved en temperatur på ca. 160-190°C.

I dette tilfelle ble blandingen tatt ut fra Banbury-mikseren og matet til en enkeltskrueekstruder og ekstrudert og pelleterisert under vann. Deretter ble tablettene matet til en enkeltskrueekstruder som var anordnet med en flatdyse. Den opprinnelige hensikt med ekstrudering av dette materiale var å ekstruderingsbelegge et tekstilunderlag med et komposittmateriale som kunne tjene som et klebemiddel når varme senere ble tilført. Fremgangsmåten var å anvende et fylt.varmsmeltningsklebemiddel. For å oppnå deønskede klebeegenskaper måtte man ha et komposittmateriale med en høy smelteindeks (ca. 50-100 g/min). En som kjenner godt til ekstrudering av polymerfolier ville ikke ha forventet at et komposittmateriale med en smelteindeks på fra 50 til 100 kunne ekstruderes til en plate. Polymeren ville høyst sannsynlig brekke av like etter at den kom ut av dysen. Planene var således å belegge et tekstilunderlag med et komposittmateriale, uten i det hele tatt å forsøke på å gå via en plateform.

Ved det innledende belegningsforsøk ved fra 190 til 205°C var komposittmaterialet meget lettflytende og forårsaket at den klebende belegning var for klebende når den passerte mellom klemvalsene. Man begynte derfor å senke smeltetempera-turen, og ved ca. 135°C begynte man å merke at arkets styrke øket da det forlot dysen. Ved fra 110 til 116°C ble arket fullstendig selvbærende, og det ble videre bearbeidet mellom kjølevalser for å erholde en selvbærende varmesmeltningsklebe-middelplate med en tykkelse på ca. 635 ym.

Denne plate viste seg å ha utmerkede klebeegenskaper (klebeevne - evne til å hefte sammen) ved ca. 66°C. Etter avkjøling var den ikke klebende og lett å rulle ut etter lagring.

Klebeegenskapene av den 635 ym tykke selvbærende plate ble bestemt som følger. Platen ble kuttet i strimler på 2,54 x 15,24 mm. 2 strimler ble anbragt i en ovn, én over den annen, og et termoelement ble anbragt mellom strimlene. På den øverste overflate ble det tilført et trykk på 690 N/m 2 (0,1 psi). Ovnstemperaturen ble variert og forsøksstrimlene ble tatt ut ved den ønskede forsøkstemperatur. Strimlene fikk kjøle til romtemperatur og en "Instron Tester" ble anvendt for å måle kraften som måtte til for å rive strimlene fra hverandre.

Når platene i eksemplet ble testet på denne måte ble følgende resultater oppnådd. Ved 38°C og 52°C skilte strimlene seg lett og markerte at ingen klebende sammenbinding var opp-stått. Ved 66°C var en fullstendig sammenbinding, som viste seg ved at det ikke oppsto brudd ved 1,7 MN/m 2 (250 psi), oppnådd.

Andre målte egenskaper er sammenfattet nedenfor:

1) . Strekkfasthet og forlengelse ble målt med en "Instron Tester" ved anvendelse av ASTM-metode D1708 ved en krysshodehastighet på 5,1 cm/min. Forsøksstrimlene

målte 2,23 cm x 0,47 cm.

2) ASTM D 1238, fremgangsmåte A, tilstand E. Enheter er dg/min.

3) I forhold til vann.

4) Stivheten av strimlene ble målt ved å plassere en 2,54 x 15,2 cm's strimmel på en brovekt og måle den kraft som er nødvendig for å f å endene av forsøks-strimlene til å møtes, ved romtemperatur. 5) Oljeutsvetting ble målt ved observarsjon av glattpres-sede plater fremstilt med en høy overflateglans, som ville bli fremstilt i industrien ved en vanlig kombinasjon av en ekstruder og et sett med polerte etter-behandlingsvalser. Platen ble lagret i et klimarom (konstant temperatur, konstant fuktighet, 26°C/50% R.H.) og inspisert over en viss tid for å se om olje hadde svettet ut på overflaten. 01jeutsvettingen ble gradert ifølge nedenforstående tabell.

Claims

1. Ekstruderbar, selvbærende varmsmeltningsklebemiddelplate som ikke er klebende ved romtemperatur, men som er klebende ved ca. 66°C, er selvbærende ved 93-177°C og har en smelteindeks fra 10 til 500, karakterisert ved at platen utgjøres av a) fra 10 til 50 vekt% av minst én copolymer av ethylen med minst én comonomer utvalgt blant vinylestere av mettede carboxylsyrer hvori syreenheten har opptil 4 carbonatomer, umettede mono- og dicarboxylsyrer med fra 3 til 5 carbonatomer, salter av nevnte umettede syrer og estere av nevnte umettede syrer hvori alkoholenheten har fra 1 til 8 carbonatomer, idet ethyleninnholdet av copolymeren er fra 40 til 95 vekt%, comonomerinnholdet av copolymeren er fra 5 til 60 vekt%, og smelteindeksen av copolymeren eller kombinasjoner av copolymerer er slik at den vil gi en smelteindeks fra 10 til 50 for det ferdig-blandede klebemiddel, forutsatt at når copolymeren av ethylen er en ethylen/vinylester eller ethylen/umettet mono- eller dicarboxylsyreestercopolymer og copolymeren kan inneholde opptil ca. 15 vekt% carbonmonoxyd eller svoveldioxyd, b) fra 2 til 30 vekt% av minst én mykner utvalgt blant prosessoljer, epoxyderte oljer, polyestere, polyethere og polyetherestere, c) fra 20 til 80 vekt% fyllstoff, d) fra 0 til 10 vekt% av minst ett additiv utvalgt blant organiske syrer, organiske syrederivater og overflateaktive midler.

2. Varmsmeltningsklebemiddelplate ifølge krav 1 som har en smelteindeks fra 20 til 200, karakterisert ved at a) nevnte copolymer er tilstede i en mengde på fra 30 til 4 0 vekt%, ethyleninnholdet i copolymeren er fra 4 5 til 91 vekt%, comonomerinnholdet i copolymeren er fra 9 til 55 vekt% og smelteindeksen av copolymeren eller sammenblandinger av copolymerer er slik at den endelige smelteindeks er fra 20 til 200 for det ferdige klebende komposittmateriale, b) nevnte mykner er tilstede i en mengde på fra 10 til 20 vekt%, c) nevnte fyllstoff er tilstede i en mengde på fra 40 til 70 vekt%.

3. Komposittmateriale ifølge krav 2, karakterisert ved at nevnte fyllstoff er utvalgt blant kalsiumcarbonat, bariumsulfat, siliciumdioxyd, jern, bly eller oxyder derav, kråkesølv, talkum og Wollastonitt, flyveaske, sement-støv, garn, sagflis, trefibre, nøtteskall, malte risagner og blandinger derav.

4. Komposittmateriale ifølge krav 3, karakter i' -sert ved at nevnte copolymer av ethylen er utvalgt blant ethylen/vinylacetat, ethylen/acrylsyre og dens ionomerer, ethylen/methacrylsyre og dens ionomerer, ethylen/methylacrylat, ethylen/ethylacrylat, ethylen/isobutylacrylat, ethylen/n-butyl-acrylat, ethylen/isobutylacrylat/methacrylsyre og dens ionomerer, ethylen/n-butylacrylat/methacrylsyre og dens ionomerer, ethylen/isobutylacrylat/acrylsyre og dens ionomerer, ethylen/ n-butylacrylat/acrylsyre og dens ionomerer, ethylen/methylmethacrylat, ethylen/vinylacetat/methacrylsyre og dens ionomerer, ethylen/vinylacetat/acrylsyre og dens ionomerer, ethylen/vinylacetat/carbonmonoxyd, ethylen/methylacrylat/ carbonmonoxyd, ethylen/n-butylacrylat/carbonmonoxyd, ethylen/ isobutylacrylat/carbonmonoxyd, ethylen/vinylacetat/monoethyl-maleat og ethylen/methylacrylat/monoethylmaleat.

5. Komposittmateriale ifølge krav 4, karakterisert ved at det har en smelteindeks på fra 40 til 100 hvori a) nevnte copolymer av ethylen er tilstede i en mengde på fra 25 til 35 vekt%, ethyleninnholdet av copolymeren er fra 72 til 88 vekt%, comonomerinnholdet av copolymeren er fra 12 til 28 vekt% og smelteindeksen av copolymeren eller kombinasjoner av copolymerer er slik at den vil gi en smelteindeks på fra 40 til 100 for det ferdige blandede klebemiddel, b) nevnte mykner er tilstede i en mengde på fra 12 til 18 vekt%, c) nevnte fyllstoff er tilstede i en mengde på fra 50 til 60 vekt%.

6. Komposittmateriale ifølge krav 5, karakterisert ved at fyllstoffet er utvalgt blant kalsiumcarbonat, bariumsulfat, hydratisert aluminiumoxyd eller blandinger derav.

7. Komposittmateriale ifølge krav 6, karakterisert ved at copolymeren av ethylen er utvalgt blant ethylen/vinylacetat, ethylen/methylacrylat, ethylen/isobutylacrylat eller éthylen/vinylacetat/methacrylsyre.

8. Varmsmeltningsklebemiddelplate ifølge krav 1, karakterisert ved at copolymeren av ethylen er en terpolymer.

9. Varmsmeltningsklebemiddelplate ifølge krav 8, karakterisert ved at minst én monomer av terpolymeren er utvalgt blant umettede carboxylsyrer med fra 3 til 5 carbonatomer.

10. Varmsmeltningsklebemiddelplate ifølge krav 9, karakterisert ved at minst én monomer av terpolymeren er utvalgt blant acrylsyrer og methacrylsyrer.

11. Varmsmeltningsklebemiddelplate ifølge krav 10, karakterisert ved at terpolymeren er utvalgt blant ethylen/vinylacetat/methacrylsyre og ethylen/vinylacetat/ acrylsyre.

12. Varmsmeltningsklebemiddelplate ifølge krav 8, karakterisert ved at én av monomerene i terpolymeren er carbonmonoxyd.

13. Varmsmeltningsklebemiddelplate ifølge krav 12, karakterisert ved at terpolymeren er utvalgt blant ethylen/vinylacetat/carbonmonoxyd og ethylen/n-butyl-acrylat/carbonmonoxyd.

14. Varmsmeltningsklebemiddelplate ifølge krav 1, 8-13, karakterisert ved at copolymeren er en blanding av to eller flere ethylencopolymerer.

15. Varmsmeltningsklebemiddelplate ifølge krav 11, karakterisert ved at terpolymeren er et komposittmateriale av ot) en ca. 74/25/1 terpolymer av ethylen/vinylacetat/ methacrylsyre som har en smelteindeks på ca. 500 og 8) en ca. 71/28/1 terpolymer av ethylen/vinylacetat/ methacrylsyre som har en smelteindeks på ca. 6.

16. Varmsmeltningsklebemiddelplate ifølge krav 15, karakterisert ved at terpolymer (a) er tilstede i en mengde på ca. 9 vekt% og terpolymer (B) er tilstede i en mengde på ca. 21 vekt%.