PL130883B1 - Textile thermoplastic adhesive - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest tekstylny klej ter¬ moplastyczny o wlasnosciach umozliwiajacych jego stosowanie w przemysle tekstylnym.Znane sa tekstylne kleje termoplastyczne na bazie liniowych, nasyconych, wysokocza&teezko- wych kopoliestrów. Uzywane dotychczas produkty wykazuja jednak pewne wady, które w praktyce ograniczaja mozliwosc ich zastosowania do okres¬ lonych obszarów pracy. I tak opis patentowy RFN nr 1 920 432 opisuje kopoliester z kwasu tereftalo- wego, kwasu adypinowego, glikolu etylenowego i butanodiolu-1,4. Jednak punkty mieknienia (130°C) tego kopoliestru sa dla materialów wra¬ zliwych na cieplo zbyt wysokie lub kopoliestry o niskim punkcie mieknienia «130°C) z powodu swej niskiej zdolnosci do krystalizacji wykazuja juz w temperaturze pokojowej taka lepkosc, ze sa one nieodpowiednie do stosowania jako kleje ter¬ moplastyczne o postaci proszku. Poza tym trwa¬ losc tych kopoliestrów przy czyszczeniu pozostawia wiele do zyczenia.Opis patentowy RFN nr 2 435 863 zastrzega ko¬ poliester z kwasiu tereftalowego, kwasu izoterefta- lowego i/lub alifatycznego kwasu dwukarboksylo- wego oraz mieszaniny butan odioM,4/heksanodiol- -1,6 jako komponent diolowy; te kopoliestry cha¬ rakteryzuja sie miedzy innymi niska temperatura topnienia 40°C. Stopien krystalizacji tych kopo¬ liestrów jest wprawdzie nieznacznie wiekszy niz w przypadku produktów wymienionych w opisie 10 15 ao patentowym RFN. nr 4 920432, jednak szybkosc krystalizacji granulatu otrzymanego w stosowa¬ nych warunkach jeat tek mala, ze przy mieleniu granulatu i klasyfikowaniu proszku wystepuja za¬ klócenia techniczne z powodu zbrylania {opis pa¬ tentowy St. Zjedn. Am. nr 4E17426); zbyt mala jest takze stabilnosc przy Skladowaniu takiego proszku, na skutek zbrylania. Pr*y obróbce zakle¬ jaja sie czesto walce cisnieniowe proszkowej ma¬ szyny punktujacej.Dla zmniejszenia wyzej wymienionych zaklócen opis patentowy St. Zjedn. Am. nr 4217 426 propo¬ nuje zmieszanie z malo lepkim woskiem poliety¬ lenowym. Zmieszanie oznacza dodatkowy -etap sposobu. Zdolnosc mieszania sie wosku polietyle¬ nowego z kopoliestrami jest poza tym tak mala, ze juz przy niewielkim stezeniu wosku polietyle¬ nowego otrzymuje sie kruchy, lamliwy material.Zadaniem wynalazku jest "usuniecie przedstawio¬ nych wad. Tekstylny klej termoplastyczny wedlug wynalazku- sklada sie z mieszaniny zawierajacej liniowy, nasycony, wysokoczasteczkowy kopoliester, zawierajacy jako ugrupowania kwasu dwukarbo- ksylowego 75 do 95% molowych kwasu tereftalo¬ wego i 5 do 25% solowych kwasu izoftalowego i/lub kwasu ftalowego oraz jako ugrupowania dio- lu 40 do 70% molowych butanodiolu^M i 30 do 60% molowych innych alifatycznych dioli o 5—12 atomach wegla, przy czym kopoliester ma tempe¬ rature topnienia zawarta w obszarze 110—130°C 130 883130 883 i pólokres trwania krystalizacji mierzony w tem¬ peraturze 50°C — ponizej 7 minut, poza tym mie¬ szanina zawiera 0,05 do 0,5% wagowych proszku nieorganicznego o sredniej srednicy czastki 0,2 do 3 f*m, oraz zawierajacej 0,01 do 0,2% wagowych soli metalu ziem alkalicznych i kwasu tluszczo¬ wego o 11—18 atomach wegla i sredniej srednicy czastki 40 do 60 pm, a takze zawierajacej ewentu¬ alnie zwykle substancje pomocnicze i dodatkowe, przy czym wszystkie dane stanowia % wagowe w odniesieniu do komponentu stanowiacego kopolie- ster.Komponent stanowiacy kwas dwukarboksylowy sklada sie korzystnie w 80 do 90% molowych z jednostek kwasu tereftalowego. Innymi alifatycz¬ nymi diolami moga byc na przyklad pentanodiol- -1,5, oktanodiol-1,8, dekanodiol-1,10 albo dodekano- diol-1,12. Korzystnie wprowadzany jest heksano- diol-1,6. Diole te stanowia korzystnie 35 do 55% molowych komponentu diolowego. Jako inne diole alifatyczne moga tez byc wprowadzane oksa lub" dioksalkanodiole, takie jak glikol dwuetylenowy (3-oksa-pentenodiol-l,5) glikol dwubutylenowy (5- -oksanonanodiol-1,9), 3-oksaheptanodiol-l,7 albo 3,8-dwuoksadekanodiol-l,10. Z tej grupy dioli ko¬ rzystny jest glikol dwubutylenowy. Diole te sta¬ nowia korzystnie 50 do 60% molowych komponen¬ tu diolowego.Wytwarzanie kopoliestrów nastepuje analogicznie do wytwarzania polietereftalenu butylenowego tak jak to jest opisane na przyklad u Serensena i Campbela w Preparative Methode of Polymer Chemistry, Nowy Jork 1961, strony 11 do 127 c)~az w Kunststoffnagbuch, tom 8 (poliestry), wydawnic¬ two C. Hanser, Miinchen 1973, strona 697, albo w Journal of Polymer Science, czesc Al, 4, strony 1851 do 1859 (1966).Kopoliestry moga byc tez wytwarzane w sposób ciagly. Jezeli przy wytwarzaniu stosuje sie wolne kwasy estryfikacja moze nastepowac zarówno przed przeestryfikowaniem ewentualnie wprowa¬ dzonego estru dwualkilowego jak tez w trakcie albo po przeestryfikowaniu. Do kopoliestrów moga byc dodawane srodki pomagajace przy obróbce, zwykle stabilizatory termiczne i stabilizatory UV lub rozjasniacze optyczne* Kopoliestry maja liczby lepkosci (J) od 60 do 75 cmVg, obszar zeszklenia (Tg) wynosi 5 do 30°C, korzystnie 10 do 25°C. Nastepnie kopoliestry maja pólokres trwania krystalizacji (ti/2/ < 7 minut, ko¬ rzystnie <6 minut. Temperatura topnienia (Tm) kopoliestru lezy w obszarze od 110 do 130°C.Nieorganiczny proszek sklada sie na przyklad z dwutlenku tytanu, talku, tlenku glinu, kwasu krzemowego, miki, siarczanu wapnia lub tym po¬ dobnych, korzystnie wprowadzany jest talk i dwu¬ tlenek tytanu. Dodawanie nastepuje korzystnie podczas wytwarzania kopoliestru. Korzystnie doda¬ je sie go w ilosciach od 0,1 do 0,3% wagowych w przeliczeniu na kopoliester (komponent A).Jako sól metalu alkalicznego i kwasu tluszczo¬ wego wchodza w rachube na przyklad stearyniany, oleiniany, palmityniany lub lauryniany magnezu, wapnia albo baru. Korzystnie wprowadzany jest stearynian magnesowy lub wapniowy. Sole sa 10 1S 20 25 30 40 45 50 S9 wprowadzane korzystnie w ilosciach od 0,05 da 0,15% wagowych, w przeliczeniu na kopoliester (komponent A). Technicznie korzystne jest doda¬ wanie tej soli wówczas, gdy kopoliester wystepuje jeszcze w postaci granulek lub grudek. W okreslo¬ nych przypadkach sole moga byc tez dodawane dopiero do sproszkowanego tekstylnego kleju ter¬ moplastycznego.Jako substancje pomocnicze i dodatkowe moga byc jeszcze dodawane stabilizatory UV i termosta- bilizatory, rozjasniacze optyczne i tym podobne.Konfekcjonowanie poliestru na produkty w posta¬ ci proszku nastepuje znanymi sposobami na przy¬ klad sposobem mielenia na zimno. Rozdzial wiel¬ kosci ziarna tekstylnego kleju termoplastycznego wedlug wynalazku powinien lezec w przypadku sposobu pastowo-punktowego ponizej 80 p,m, w przypadku sposobu proszkowo-punktowego w za¬ kresie 60—200 jjim, w przypadku sposobu prosz- kowo-rozproszeniowego w zakresie 200—500 jj,m.Wielkosci znamionowe charakteryzujace klej wedlug wynalazku zostaly okreslone w nizej poda¬ ny sposób. Liczba lepkosci J zostala okreslona na roztworach zawierajacych 0,23 g kopoliestra w 100 ml mieszaniny skladajacej sie z fenolu i 1,1,2,2-czterochloroetanu (stosunek wagowy 60/40) w temperaturze 25°C. Jako temperature topnienia podano maksimum topnienie kalorymetrii róznico- wo-wybiorczej /DSC; predkosc chlodzenia lub ogrzewania: 16°C (minute).Jako zakres temperatur przemiany szklistej (Tg) podano przedzial temperatur na krzywej DSC, ja¬ ki otrzymuje sie jako róznice punktów przeciecia stycznej w punkcie przegiecia spowodowanego zmiana ciepla wlasciwego z ekstrapolowanymi pro¬ stymi powyzej i ponizej tego obszaru. Do pomia¬ ru próbke stopiona powyzej temperatury topnienia chlodzi sie do temperatury 30°C z predkoscia 16°C/minute.Pólokres trwania krystalizacji (tj/2) ustalono za pomoca kalorymetrii róznicowej. W tym celu ba¬ dana próbka zostala stopiona i ochlodzona z pred¬ koscia 15°C/minute do temperatury krystalizacji 50°C (izoterma krystalizacji). Przez okreslenie cza¬ su, który jest potrzebny w tej temperaturze do osiagniecia polowy wartosci ciepla krystalizacji, otrzymano pólokres trwania (t^).W celu zbadania wytrzymalosci sklejenia, zlacza klejowego i wytrzymalosci na czyszczenie i pranie, proszek o rozdziale wielkosci ziarna od 60 do 200 jim zostal naniesiony na zwykly, handlowy mate¬ rial wkladkowy za pomoca maszyny proszkowo- punktowej z rastrem wynoszacym 17 mesh z cie¬ zarem warstwy naniesionej wynoszacym 20 ± 2 g/m*.Na prasie prasujacej zostal sklejony w temperatu¬ rze 130°C i pod cisnieniem prasowania wynosza¬ cym 343 X 10—lkPa ze zwyklym handlowym ma¬ terialem wierzchnim. Sklejone czesci zostaly trzy¬ krotnie wyprane w temperaturze 60°C w zwyklym handlowym srodku pioracym do delikatnej bieliz¬ ny i trzykrotnie wyczyszczone w zwyklym che¬ micznym srodku czyszczacym. Wytrzymalosc roz¬ dzielcza zostala okreslona wedlug DIL. 54 310, przy czym wartosci podane sa w N/5 cm.Przyklad I—VIII. W celu wytworzenia tek-130 883 ^tylnego kleju termoplastycznego w 100 1 kotle stopiono w temperaturze 150°C 33,0 kg dwumety- lotereftelanu i 5,0 kg kwasu izoftalowego, 13,5 kg butanodialu-1,4, 15,6 kg pentanodiolu-1,5 i 12 g te- traizopropylanianu tytanu i po dodaniu 88 g talku przeestryfikowano mieszajac w temperaturze 190°C w atmosferze azotu, az do odszczepienia teoretycz¬ nej ilosci metanolu i HjO. Nastepnie w ciagu jed¬ nej godziny podnosi sie^ temperature reakcji do 250°C i w ciagu nastepnej godziny obniza sie cis¬ nienie do wartosci ^ 0,1 kPa. W tych warunkach stop polikondensuje w ciagu 2 godzin. Cisnienie zostaje podniesione przy pomocy azotu; nastepnie produkt wyjmuje sie, chlodzi i granuluje. Na go¬ towy granulat zostaje naniesiona sól kwasu tlusz¬ czowego metoda bebnowania.Tabela 1 Sklad kleju termoplastycznego (Przyklady I do VIII) Przyklad ; i l \ 1 4 iii IV V VI VII VIII 1 Sklad poliestru Ts* (% molowy) 85 80 80 . 85 75 1 87 •85 75 IS* (% molowy) 13 20 20 15 25 13 15 25 BD* (% molowy* 47.,, .48, -,J 60 60 62 50 55 45 diol alifatyczny (% molowy) pentanodiol- -1,5 53 heksanodiol- -1,6 52- dekanodiol- -1,10 40 dodekanodiol- -1,12 40 glikol dwu- etylenowy 38 glikol dwu- betylenowy 50 heksanodiol- -1,6 45 heksanodiol- -1,6 55 Nieorga¬ niczny proszek ** (% wago- 1 wy) *** 1 .!: talki 0,2 : TiOz 0,15 TiOa • 0,1 talk 0,1 talk 0,02 TiOa 0,2 TiOj 0,2 talk 0,15 | Sól kwasu tluszczowego | (% wago¬ wy) ** i stearynian 1 wapnia stearynian magnezu i: 0,05 1 palmitynian wapnia I 0,07 laurynian magnezu 0,03 stearynian wapnia 0,05 stearynian baru 0,05 stearynian wapnia 0,06 stearynian wapnia 0,06 srednia 1 srednica czastek (urn) 50 50 i 50 : 45 1 *J 40 60 50 50 * TS — kwas tereftalowy IS — kwas izoftalowy PS — kwas ftalowy BD — butanodlol-1,4 ** talk — MIKROTALK II Extra Deutschland GmibH, (Norwegian Tale — srednia wielkosc czastek: 0,75 nm Ti02 — BAYERTITAN RFD (Bayer AG), — srednia wielkosc czastek: 0,25 nm *** procent wagowy w przeliczeniu na kopoliester (kom¬ ponent A) Tabela 2 Parametry kleju termoplastycznego 1 Przyklad | I 1 n III IV V VI VII 1 VIII J [cmVg] 65 68 68 64 69 71 66 67 Tm [°C] 120 116 118 119 123 119 118 111 Tg [°C] 14—20 13—20 10—15 8—14 16—21 16—22 13—19 10—16 tl/2 (50°C) [min.] 4,8 5,0 4,8 4,7 5,3 5,4 5,0 | 5,6 | 50 Przyklady IX—XIII i A—C. W kotle o po¬ jemnosci 100 1 stopiono w temperaturze 150°C 33 kg dwumetylotereftalanu, 4,45 kg bezwodnika kwasu ftalowego, 13,5 kg butanodiolu-1,4, 17,7 kg heksanodiolu-1,6 i 13 g czteroizopropylanianu ty- 55 tanu. Dodano do tego 88 g dwutlenku tytanu i mie¬ szanine reakcyjna mieszajac estryfikowane lub przeestryfikowano w temperaturze 200°C w atmo¬ sferze azotu, az do odszczepienia teoretycznej ilos¬ ci metanolu i HaO. Nastepnie w ciagu 1,5 godziny 60 podwyzszono temperature reakcji do 250°C i obni¬ zono cisnienie za pomoca pompki wodnej, w cia¬ gu dalszej godziny cisnienie doprowadzone do war¬ tosci ^0,1 kPa. W tych warunkach stop polikon- gs densowano w ciagu 2 godzin. Cisnienie podniesio-130 883 no za fiornoca azotu, nastepnie kópoliester wyjeto, ochlodzono i zgranulowano. Na gotowy granulat naniesiono sól kwasu tluszczowego na drodze beb¬ nowania.Tabela 3 Sklad kleju termoplastycznego (Przyklady IX—XIII i A—C) Przyklad 9 10 I 11 12 18 A B C Sklad poliestru TS» (% molowe) 85 80 i 88 88 78 i 60 75 70 'PS *'• l (% molowe) 15 20 12 12 22 40** 25** 30*** BD* (% molowe) 48 50 55 60 65 50 25 50 diol i alifatyczny (% molowe) heksanodiol- -1,6 52 freksanodiól- Jl.6 50 heksanodiól- -1,6 45 dekanodiol- -1,10 40 dódekanodiol- -1,12 35 glikol etylenowy 50 glikol etylenowy 75 heksanodiol- -1,6 Nieorga¬ niczny proszek *) (% wago¬ we *) TiQ2 0,2 talk 0,1 Ti02 0,15 TiOa 0,15 Ti02 0,15 Ti02 2 " Sól kwasu tluszczowego 1 (% wago¬ we*) 'stearynian wapnia 0,05 stearynian wapnia 0,07 stearynian magnezu 0,05 stearynian magnezu 0,07 stearynian wapnia 0,08 srednia srednica czastek ' firn 50 50 50 1 50 J 40 • Objasnienia patrz uwagi do tabeli 1 *• kwas adypinowy *** kwas izoftalowy Tabela 4 Parametry kleju termoplastycznego 40 45 Przy¬ klad 9 10 11 12 1 13 A B C J (cm«/g) 68 65 65 70 64 82 82 80 Tm (°C) 113 110 117 125 120 135 125 90 Tg (°C) 10—17 11—16 12—18 12—20 9—15 — — 19 tl/2 (50°C) (min] 1 6,3 6,5 5,4 4,8 5,1 — — — 55 Badania klasyfikalnosci granulatu, zdolnosci do obróbki proszku i wytrzymalosci rozdzielczej skle¬ jenia materialu dalo wyniki zestawione w tabe,i ó.Przyklady porównawcze wykazuja, ze klej ter¬ moplastyczny wytworzony wedlug opisu pate. - wego RFN nr 19 20 432 (przyklad 4 lub 3) o zakre¬ sie topnienia powyzej 130°C nie daje sie bardziej zadowalajaco utrwalac. Przy nizszych temper: ;- rach topnienia « 130°C) granulat tak silnie sp"o'^a sie, ze nie jest juz klasyfikowany (przyklad '¦ i B). Granulaty wytworzone wedlug opisu pal' wego RFN nr 24 35 863 (tabela 3) daje sie je.-zrze wprawdzie mlec i klasyfikowac, lecz proszek la sie jednak juz w temperaturze pokojowej i kleja grawure na walcach proszkowej mas? y punktowej (przyklad C). Poza tym otrzyj ^ wartosc wytrzymalosci rozdzielczej jest nisk?.130 883 Tabela 5 Techniczne wlasnosci przy stosowaniu 10 Przyklad A B C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 10 11 12 13 Klasyfikowalnosc tak nie (zbrylanie) tak tak tak tak tak tak tak tak tak tak tak tak tak tak Zdolnosc do obróbki proszku zadowalajaca zla zla zaklejanie grawury dobra dobra dobra dobra dobra dobra dobra dobra dobra dobra dobra dobra dobra Wytrzymalosc rozdzielcza (N/5 cm] nie obrabiany 5,0 7,0 6,5 12,5 14,0 13,0 12,5 11,0 10,0 13,5 10,0 15,0 15,0 11,5 10,5 11,5 po praniu o.H.* 6,0 6,0 12,0 12,5 12,0 11,0 12,0 9,0 13,5 12,5 12,0 11,5 n,o 10,5 10,5 po oczyszczeniu o.H.* 3,0 4,0 n,o 12,0 10,5 8,5 9,0 8,0 12,0 9,0 12,0 10,0 1 10,0 I 10,0 10,5 • o.H. — bez przylegania Zastrzezenie patentowe Tekstylny klej termoplastyczny, znamienny tym, ze sklada sie z mieszaniny zawierajacej liniowy, nasycony, wysokoczasteczkowy kopoliester, zawie¬ rajacy jako ugrupowania kwasu dwukarboksylo- wego 75 do 95% molowych kwasu tereftalowego i 5 do 25% molowych kwasu izoftalowego i/lub kwasu ftalowego oraz jako ugrupowania diolu 40 do 70% molowych butanodiolu-1,4 i 30 do 60% mo¬ lowych innych alifatycznych dioli o 5—12 atomach 30 35 40 wegla, przy czym kopoliester ma temperature top¬ nienia w obszarze 110—130°C i pólokres trwania krystalizacji mierzony w temperaturze 50°C — po¬ nizej 7 minut, poza tym mieszanina zawiera 0,05 do 0,5% wagowych proszku nieorganicznego o sred¬ niej srednicy czastki 0,2 do 3 \im, oraz 0,01 do 2% wagowych soli metalu ziem alkalicznych i kwasu tluszczowego o 11—18 atomach wegla i sredniej srednicy czastki 40 do 60 (im, jak równiez ewentu¬ alnie substancje pomocnicze i dodatkowe, przy czym % stanowia % wagowe w odniesieniu do komponentu stanowiacego kopoliestry. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Tekstylny klej termoplastyczny, znamienny tym, ze sklada sie z mieszaniny zawierajacej liniowy, nasycony, wysokoczasteczkowy kopoliester, zawie¬ rajacy jako ugrupowania kwasu dwukarboksylo- wego 75 do 95% molowych kwasu tereftalowego i 5 do 25% molowych kwasu izoftalowego i/lub kwasu ftalowego oraz jako ugrupowania diolu 40 do 70% molowych butanodiolu-1,4 i 30 do 60% mo¬ lowych innych alifatycznych dioli o 5—12 atomach 30 35 40 wegla, przy czym kopoliester ma temperature top¬ nienia w obszarze 110—130°C i pólokres trwania krystalizacji mierzony w temperaturze 50°C — po¬ nizej 7 minut, poza tym mieszanina zawiera 0,05 do 0,5% wagowych proszku nieorganicznego o sred¬ niej srednicy czastki 0,2 do 3 \im, oraz 0,01 do 2% wagowych soli metalu ziem alkalicznych i kwasu tluszczowego o 11—18 atomach wegla i sredniej srednicy czastki 40 do 60 (im, jak równiez ewentu¬ alnie substancje pomocnicze i dodatkowe, przy czym % stanowia % wagowe w odniesieniu do komponentu stanowiacego kopoliestry. PL