WO1998055559A1 - Method for sticking substrate surfaces elastically - Google Patents

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WO1998055559A1
WO1998055559A1 PCT/CH1998/000232 CH9800232W WO9855559A1 WO 1998055559 A1 WO1998055559 A1 WO 1998055559A1 CH 9800232 W CH9800232 W CH 9800232W WO 9855559 A1 WO9855559 A1 WO 9855559A1
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dispersion
substrate surfaces
adhesive
dispersion adhesive
solids content
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PCT/CH1998/000232
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Inventor
Emil Simmler
Thomas Simmler
Original Assignee
Alfa Klebstoffe Ag
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J175/00Adhesives based on polyureas or polyurethanes; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J175/04Polyurethanes
    • C09J175/06Polyurethanes from polyesters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2170/00Compositions for adhesives
    • C08G2170/40Compositions for pressure-sensitive adhesives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2170/00Compositions for adhesives
    • C08G2170/80Compositions for aqueous adhesives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2666/00Composition of polymers characterized by a further compound in the blend, being organic macromolecular compounds, natural resins, waxes or and bituminous materials, non-macromolecular organic substances, inorganic substances or characterized by their function in the composition
    • C08L2666/02Organic macromolecular compounds, natural resins, waxes or and bituminous materials
    • C08L2666/04Macromolecular compounds according to groups C08L7/00 - C08L49/00, or C08L55/00 - C08L57/00; Derivatives thereof
    • C08L2666/06Homopolymers or copolymers of unsaturated hydrocarbons; Derivatives thereof

Definitions

  • the invention relates to a method for the elastic bonding of two substrate surfaces with an aqueous dispersion adhesive and an advantageous application.
  • a contact adhesive If two substrate surfaces are coated with an adhesive and placed on top of each other after the adhesive has dried, this is called a contact adhesive. With conventional adhesives, this can only take effect when the solvent or the water has evaporated. If only one of the two substrate surfaces to be connected is coated with an adhesive and the other, untreated substrate surface is placed on and pressed on after the solvent or water has evaporated, it is a single-sided adhesive. The terms contact and single-sided adhesive are retained even when the substrate surfaces are stacked with wet adhesive.
  • Adhesives dissolved in volatile organic solvents can be processed quickly.
  • This advantage is largely or largely eliminated by a number of disadvantages.
  • the organic solvents escaping during spraying and drying represent a significant labor-economic loss.
  • the volatilizing solvents are flammable, harmful to health and / or polluting.
  • the legislature has intervened in numerous industrial countries and the use of organic solvents, if this has not already been done, will be largely prohibited in the near or medium future or with high taxes occupied, e.g. with VOC shelves (VOC: Volatile Organic Compounds).
  • EP, AI 0470928 and 0624634 show aqueous dispersions and methods for the elastic bonding of two substrate surfaces, which allow the use of aqueous dispersions as contact or single-sided adhesives. Surprisingly, these aqueous dispersions show a high initial adhesion when the two substrate surfaces are placed on top of one another with wet adhesive and pressed briefly. The adhesive dispersions are pressure-sensitive; without water being released, a setting process is initiated immediately when pressed on. According to the first-mentioned EP, AI 0470928, a first dispersion with an acrylic acid ester copolymer and a colloidal second dispersion of a chloroprene polymer is applied to at least one of the substrate surfaces after prior or simultaneous mixing.
  • EP, AI 0624634 describes an adhesive for foams and other materials with a porous surface, a sprayable dispersion based on an acrylic ester copolymer and a colloidal chloroprene polymer, which contains boric acid as a characteristic feature.
  • WO 94/05738 discloses the use of aqueous dispersions made from a polymeric, film-forming thermoplastic and polyurethane for bookbinding purposes, including the addition of latex to the dispersion.
  • the dispersion is dried off after careful application. The evaporation of the volatile components can be accelerated with heating devices, heating lamps, blowers and the like, but in normal cases the normal drying speed is sufficient.
  • the aqueous dispersion can also be used as a primer.
  • the volatile components of the dispersion have evaporated before further processing of bound paper stacks. From WO 94/05738, no reference to the bonding of two substrate surfaces with high initial adhesion can be seen or derived; a dry, melted adhesive layer, also called heat seal.
  • the present invention has for its object to provide a method for the elastic bonding of two substrate surfaces with a dispersion adhesive, which further improves and / or simplifies the initial adhesive force of wet superimposed substrate surfaces, ensures a particularly high final adhesive force with respect to cohesion and adhesion with high elasticity and also allows a long, practical processing time after applying the dispersion without losing the economic and ecological advantages of less efficient processes with aqueous dispersion adhesives.
  • a dispersion adhesive consisting of a first component based on a polyurethane elastomer and a second component based on an acrylic ester copolymer and / or a copolymer of vinyl acetate and ethylene, as a thin layer on at least one of the applied substrate surfaces to be bonded, partially dewatered with a short burst of heat and the substrate surfaces to be bonded are placed wet on top of each other.
  • aqueous dispersion adhesives used can be used as contact or single-sided adhesives.
  • a high initial adhesive force which is at least comparable to that of solvent-based adhesives, can be achieved in seconds after application.
  • wet or still moist surfaces are always placed on top of one another.
  • the initial adhesive force achieved with the method according to the invention is independent of a prior ventilation. With a shorter machine stop, there are no production downtimes, the applied dispersion remains wet or open for a comparatively long time and retains its advantageous properties essentially unchanged until shortly before drying out, for example after 15 to 30 minutes.
  • the dispersion adhesives used in the process according to the invention are preferably pressure-sensitive.
  • the coagulation or the destabilization of the dispersion adhesive can already be triggered by the dead weight.
  • a targeted triggering of the coagulation with a high initial adhesive force is essential in practice.
  • a dispersion adhesive used in the process according to the invention is expediently produced in a mixer of conventional design, the components being added in a predetermined sequence.
  • a completely mixed dispersion can be stored in the absence of air for several months without coagulating.
  • a dispersion adhesive preferably has a solids content of 40-80% by weight, in particular 55-75% by weight.
  • the rest is essentially water, but in industrial practice it also contains the additives commonly used for dispersion adhesives. Often these are not known to the user, they are not specified by the manufacturer of the adhesive raw materials.
  • the first and second components are preferably applied in a mixing ratio of the first to the second dispersion of about 1: 1, based on the solids content.
  • this ratio is not critical, the deviation can vary within wide limits, expediently in the range from 90:10 to 10:90, based on the weight ratio of the solids between the first and the second component.
  • the pH of the dispersion adhesive is preferably in the weakly acidic to basic range, in particular in the range from 7 to 9.
  • the already extremely high initial adhesion of a dispersion adhesive used can optionally be further increased by mixing up to 80% by weight of natural latex and / or synthetic rubber, preferably with a proportion by weight in the range from 20 to 70%, in particular 40, according to a particular embodiment up to 60%, based on the total solids content.
  • the first component of an aqueous dispersion adhesive used according to the invention and based on a polyurethane elastomer is essentially composed of polyisocyanates, dihydroxy compounds and chain extenders. It is also advantageous to add a crosslinker which contains at least two groups which are reactive toward isocyanate.
  • Aliphatic, cycloaliphatic and aromatic diisocyanates are particularly suitable as polyisocyanates. These have the general formula X (NC0) ".
  • Component X denotes an aliphatic hydrocarbon residue with expediently 4 to 12 carbon atoms, a cycloaliphatic hydrocarbon residue with expedient 6 to 15 atoms or an aromatic hydrocarbon residue with expedient 7 to 15 carbon atoms.
  • 1,4- Butane diisocyanate, cyclohexane diisocyanate and 2,6-toluene diisocyanate are listed. Suitable mixtures of diisocyanates are also suitable.
  • the dihydroxyl compounds preferably have a molecular weight of 400 to 6000 g / mol, in particular polyester diols, reaction products of dihydric alcohols with dibasic carboxylic acids, for example phthalic acid, adipic acid, maleic acid, furaric acid and dimeric fatty acids.
  • Suitable alcohols for polyester diols are, for example, ethylene glycol, propylene glycol - (1,2) and - (1,3), o-hexanediol and polyethylene glycol.
  • Chain extenders preferably have a molecular weight below 400 g / mol. These are, for example, compounds with two hydroxyl groups, two primary or secondary amino groups or one hydroxyl and one primary or secondary amino group. Examples here are ethylenediamine, hexamethylenediamine, piperazine, ethanolamine and isopropanolamine. Chain extenders usually also have a crosslinking function.
  • these polyurethanes not only ensure a high initial adhesive force, but also universal uses for polar and non-polar substrates, with good resistance being retained even when exposed to moisture.
  • the production of a polyurethane, which is not the subject of the present invention, is described for example in DE, A 3437918.
  • the adhesive raw material Luphen D DS 3482 X an aqueous, specially modified dispersion of a polyester-polyurethane elastomer from the German company BASF, leads to advantageous results.
  • the acrylic ester copolymer used as the first variant of the second component of a dispersion adhesive used according to the invention also referred to in its entirety as acrylic acid acid copolymer, can also include acrylic ester-styrene copolymers.
  • the adhesive raw material Acronal A 310 S from the already mentioned German company BASF is advantageous, which product is an aqueous dispersion of an acrylic ester copolymer that self-crosslinks at room temperature.
  • the Vinnapas dispersion EP 400 from the German company Wacker has proven to be advantageous. It is a 55% plasticizer-free polymer dispersion of a copolymer of vinyl acetate and ethylene in water.
  • the two variants an acrylic ester copolymer on the one hand and a copolymer of vinyl acetate and ethylene on the other hand, can be used individually, but also mixed with the first component, a polyurethane elastomer.
  • a dispersion adhesive used according to the invention depends on the mixed commercial product (s), which as a rule already contains / contain specially specified additional components, and the desired properties of the dispersion.
  • One or more of the following organic components are e.g. suitable for:
  • N-alkylpyrrolidone for example in the form of N-methyl-2-pyrrolidone, up to 15% by weight, based on the solids content, and / or a substance from the group consisting of N-octyl-2-pyrrolidone and N-dodecyl -2-pyrrolidone, preferably up to 10% by weight in each case, always based on the solids content.
  • N-methyl-2-pyrrolidone can also be mixed with N-octyl-2-pyrrolidone or N-dodecyl-2-pyrrolidone, with unchanged proportions by weight.
  • the former N-methyl-2-pyrrolidone serves as a machine-improving plasticizer, the other two pyrrolidones tend to promote coagulation and wetting.
  • sodium lauryl sulfate preferably in a concentration of 0.1 to 3% by weight, based on the solids content, improves the mechanical properties, in particular the machinability, when applied by spraying.
  • dimethyl phthalate or diisobutyl phthalate can also be mixed in as a further component, preferably with up to 20% by weight, again based on the solids content.
  • defoamers Teego Antifoam 2- 89
  • emulsifiers Emulphor OPS 25
  • dispersion powders for a high solids content Acronal DS 6200
  • soft resins Dertoline 25
  • thickeners Latekoll D 8%
  • fine-grained filling materials can also be mixed in, preferably ZnO, MgO and / or color pigments.
  • the aqueous dispersion adhesive is preferably coated with a
  • the dispersion adhesive is applied using a method known per se, for example by rolling, brush application or spraying, the latter using a nozzle bar, but also using a spray gun. However, the dispersion adhesive is not sprayed on atomized, but in dripping sprayed on chenform.
  • the short shock drainage of the applied dispersion adhesive layer is of importance for the invention.
  • this shock drainage must never take place more than partially, preferably 10 to 50% by weight of the water, preferably 15 to 25% by weight, based on the total water content, evaporate. Tests have shown that even a small loss of water in the dispersion adhesive layer leads to a steep increase in the initial adhesive force. In this way, standing up and material tension can be absorbed.
  • the adhesive is not applied over the entire surface.
  • the dispersion adhesive is applied as a preferably approximately 15 mm wide strip or corresponding flat dots.
  • the already partially dewatered dispersion adhesive then dries for several days due to the time-delayed water evaporation.
  • the high initial adhesive force leads to a completely sufficient adhesion to all types of substrate surfaces within a very short time.
  • the components of the dispersion glue used are selected on the basis of the manufacturer's information sheets so that the dispersion glue to be mixed can be specifically aligned to the substrate surfaces to be glued. Further improvements are achieved by adding special additives, for example a metal or a plastic one. Further, for example higher cohesion can be achieved by crosslinking using a polyisocyanate.
  • shock drainage The heat surge that leads to partial drainage, called shock drainage, is carried out, for example, with hot air or a gas flame, by using HF (high-frequency alternating currents) or IR radiation (infrared radiation), or with the help of a contact shoe.
  • the temperature is preferably in the range from 40 to 400 ° C.
  • the heat is expediently applied for 0.1 to 3 seconds, the adhesive layer preferably being heated to a desired value in the range from 60 to 150 ° C.
  • Both the heat source and the substrate can be complementarily stationary or movable.
  • the heat is preferably supplied from the rear or the back of the substrate surface covered with the adhesive layer.
  • the heat capacity of the substrate e.g. made of paper or cardboard, can store part of the thermal shock and thus have an after-effect. This is the case, for example, in the event of a thermal shock to an envelope.
  • the use of the method according to the invention is particularly advantageous in bookbinding technology; a much better and also faster perfect binding can be achieved on an automatic binding machine.
  • gluing the spine of the book with the dispersion adhesive according to the invention can achieve an hourly output of 3000 pieces per hour, for example from catalogs or brochures, by means of natural drying within 2 to 3 seconds after gluing the spine.
  • the same automatic binding machine can achieve an output of up to 10,000 pieces per hour.
  • the flexibility that is particularly important in bookbinding technology remains in spite of high cohesive and adhesive power maintained.
  • a mixture of 1 to 15% by weight of glycerin and boric acid is added to the dispersion, based on the solids content.
  • This mixture of glycerin and boric acid in a preferred ratio of about 6: 1 is previously heated.
  • the solids content of the dispersion adhesive is increased by metering in at least one component already contained or new. Up to about 15% by weight of dispersion powder, based on the solids content, are preferably added.
  • a mineral filler is added in the same weight percentage range.
  • the aim of these measures is to achieve a very high initial adhesive force even when the water release is below about 10%.

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Abstract

The invention relates to a method for sticking substrate surfaces elastically with an aqueous dispersion adhesive. Said dispersion adhesive comprises a dispersion with a polyurethane elastomer base as a first constituent and a dispersion with an acrylic ester copolymer and/or a vinyl acetate and ethylene copolymer base as a second constituent. A thin layer of the dispersion adhesive is applied to at least one of the substrate surfaces for sticking. In the case of two non-porous substrate surfaces, the adhesive is applied in streaks or thin spots. The dispersion adhesive is partially dephlegmated with a brief thermal shock, before the substrate surfaces are laid on top of each other and, usually, briefly pressed together.

Description

Verfahren zum elastischen Verkleben von SubstratflächenProcess for elastic bonding of substrate surfaces
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum elastischen Verkleben von zwei Substratflächen mit einem wässrigen Dispersionskleber und eine vorteilhafte Anwendung.The invention relates to a method for the elastic bonding of two substrate surfaces with an aqueous dispersion adhesive and an advantageous application.
Werden zwei Substratflächen mit einem Kleber beschichtet und nach dem Trocknen des Klebers aufeinandergelegt, spricht man von einem Kontaktkleber. Dieser kann bei üblichen Klebern seine Wirkung erst entfalten, wenn das Lösungsmittel oder das Wasser verdunstet ist. Wird lediglich eine der beiden zu verbindenden Substratflächen mit einem Kleber beschichtet und die andere, unbehandelte Substratfläche nach dem Verdunsten des Lösungsmittels oder Wassers aufgelegt und angedrückt, handelt es sich um einen Einseitkleber. Die Bezeichnungen Kontakt- und Einseitkleber werden auch bei einem Aufeinanderlegen der Substratflächen mit nassem Kleber beibe- halten.If two substrate surfaces are coated with an adhesive and placed on top of each other after the adhesive has dried, this is called a contact adhesive. With conventional adhesives, this can only take effect when the solvent or the water has evaporated. If only one of the two substrate surfaces to be connected is coated with an adhesive and the other, untreated substrate surface is placed on and pressed on after the solvent or water has evaporated, it is a single-sided adhesive. The terms contact and single-sided adhesive are retained even when the substrate surfaces are stacked with wet adhesive.
In leicht flüchtigen organischen Lösungsmitteln gelöste Kleber sind rasch verarbeitbar. Dieser Vorteil wird jedoch durch eine Reihe von Nachteilen weitgehend oder überwiegend aufgehoben. Die beim Spritzen und Trocknen entweichenden organischen Lösungsmittel stellen einen bedeutenden arbeitsökonomischen Verlust dar. Weiter sind die sich verflüchtigenden Lösungsmittel feuergefährlich, gesundheitsschädigend und/oder umweltbelastend. Trotz besonders gebau- ten Anlagen und umfangreichen Vorkehrungen zum Vermeiden von unkontrolliertem Entweichen von organischen Lösungsmitteln hat sich in zahlreichen Industrieländern der Gesetzgeber eingeschaltet und den Einsatz von organischen Lösungsmitteln, wenn dies nicht bereits erfolgt ist, in naher oder mittlerer Zukunft weitgehend verboten oder mit hohen Abgaben belegt, z.B. mit VOC-Ablagen (VOC: Volatile organic compounds ) . In den EP, AI 0470928 und 0624634 werden wässrige Dispersionen und Verfahren zum elastischen Verkleben zweier Substratflächen aufgezeigt, welche den Einsatz von wässrigen Disper- sionen als Kontakt- oder Einseitkleber erlauben. Ueberra- schend zeigen diese wässrigen Dispersionen eine hohe Initialhaftung, wenn die beiden Substratflächen mit nassem Kleber aufeinandergelegt und kurz angedrückt werden. Die Klebstoffdispersionen sind drucksensibel, ohne Wasserabgabe wird spätestens beim Andrücken sofort ein Abbindevorgang eingeleitet. Nach der erstgenannten EP,AI 0470928 wird eine erste Dispersion mit einem Acrylsäureestercopolymer und eine kolloidale zweite Dispersion eines Chloroprenpolymeri- sats nach vorheriger oder mit gleichzeitiger Durchmischung auf wenigstens eine der Substratflächen aufgetragen. Die zu verklebenden Substratflächen mit den nassen Klebstoffdispersionen werden aufeinandergelegt und angedrückt. Die EP, AI 0624634 beschreibt einen Kleber für Schaumstoffe und andere Materialien mit poröser Oberfläche, eine aufsprüh- bare Dispersion auf der Basis eines Acrylsäureestercopoly- mers und eines kolloidalen Chloroprenpolymersiats, welche als kennzeichnendes Merkmal Borsäure enthält.Adhesives dissolved in volatile organic solvents can be processed quickly. However, this advantage is largely or largely eliminated by a number of disadvantages. The organic solvents escaping during spraying and drying represent a significant labor-economic loss. Furthermore, the volatilizing solvents are flammable, harmful to health and / or polluting. Despite specially built systems and extensive precautions to avoid uncontrolled escape of organic solvents, the legislature has intervened in numerous industrial countries and the use of organic solvents, if this has not already been done, will be largely prohibited in the near or medium future or with high taxes occupied, e.g. with VOC shelves (VOC: Volatile Organic Compounds). EP, AI 0470928 and 0624634 show aqueous dispersions and methods for the elastic bonding of two substrate surfaces, which allow the use of aqueous dispersions as contact or single-sided adhesives. Surprisingly, these aqueous dispersions show a high initial adhesion when the two substrate surfaces are placed on top of one another with wet adhesive and pressed briefly. The adhesive dispersions are pressure-sensitive; without water being released, a setting process is initiated immediately when pressed on. According to the first-mentioned EP, AI 0470928, a first dispersion with an acrylic acid ester copolymer and a colloidal second dispersion of a chloroprene polymer is applied to at least one of the substrate surfaces after prior or simultaneous mixing. The substrate surfaces to be bonded with the wet adhesive dispersions are placed on top of one another and pressed on. EP, AI 0624634 describes an adhesive for foams and other materials with a porous surface, a sprayable dispersion based on an acrylic ester copolymer and a colloidal chloroprene polymer, which contains boric acid as a characteristic feature.
Aus der WO 94/05738 ist die Verwendung von wässrigen Disper- sionen aus einem polymeren, filmbildenden thermoplastischen Kunststoff und Polyurethan zu Buchbinderzwecken bekannt, eingeschlossen die Zugabe von Latex zur Dispersion. Die Dispersion wird nach dem sorgfältigen Auftragen abgetrocknet. Die Verdampfung der flüchtigen Komponenten kann mit Heizvor- richtungen, Heizlampen, Gebläsen und dgl. beschleunigt werden, im Normalfall genügt jedoch die normale Abtrocknungsge- schwindigkeit . Die wässrige Dispersion kann weiter als Primer eingesetzt werden. Die flüchtigen Komponenten der Dispersion sind vor der Weiterbearbeitung gebundenen Pa- pierstapels verdunstet. Aus der WO 94/05738 ist kein Bezug zum Verkleben von zwei Substratflächen mit hoher Initialhaftung erkennbar oder ableitbar, es erfolgt ein Verkleben mit einer trockenen, geschmolzenen Klebstoffschicht, auch Heissiegeln genannt.WO 94/05738 discloses the use of aqueous dispersions made from a polymeric, film-forming thermoplastic and polyurethane for bookbinding purposes, including the addition of latex to the dispersion. The dispersion is dried off after careful application. The evaporation of the volatile components can be accelerated with heating devices, heating lamps, blowers and the like, but in normal cases the normal drying speed is sufficient. The aqueous dispersion can also be used as a primer. The volatile components of the dispersion have evaporated before further processing of bound paper stacks. From WO 94/05738, no reference to the bonding of two substrate surfaces with high initial adhesion can be seen or derived; a dry, melted adhesive layer, also called heat seal.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum elastischen Verkleben von zwei Substratflächen mit einem Dispersionskleber zu schaffen, welches die Initialhaftkraft von nass aufeinandergelegten Substratflächen weiter verbessert und/oder vereinfacht, bei hoher Elastizität eine besonders grosse Endhaftkraft bezüglich Kohä- sion und Adhäsion gewährleistet und auch eine lange, praxisgerechte Verarbeitungszeit nach dem Auftragen der Dispersion erlaubt, ohne die ökonomischen und ökologischen Vorteile von weniger effizienten Verfahren mit wässrigen Dispersionsklebern einzubüssen.The present invention has for its object to provide a method for the elastic bonding of two substrate surfaces with a dispersion adhesive, which further improves and / or simplifies the initial adhesive force of wet superimposed substrate surfaces, ensures a particularly high final adhesive force with respect to cohesion and adhesion with high elasticity and also allows a long, practical processing time after applying the dispersion without losing the economic and ecological advantages of less efficient processes with aqueous dispersion adhesives.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass ein Dispersionskleber, bestehend aus einer ersten Komponente auf der Basis eines Polyurethan-Elastomeren und aus einer zweiten Komponente auf der Basis eines Acrylestercopolymers und/oder eines Copolymeren aus Vinylacetat und Ethylen, als dünne Schicht auf wenigstens eine der zu verklebenden Substratflächen aufgetragen, mit einem kurzen Wärmestoss teilweise entwässert und die zu verklebenden Substratflächen nass aufeinandergelegt werden. Spezielle und weiterführende Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand von abhängigen Patentansprüchen.The object is achieved according to the invention in that a dispersion adhesive, consisting of a first component based on a polyurethane elastomer and a second component based on an acrylic ester copolymer and / or a copolymer of vinyl acetate and ethylene, as a thin layer on at least one of the applied substrate surfaces to be bonded, partially dewatered with a short burst of heat and the substrate surfaces to be bonded are placed wet on top of each other. Special and further embodiments of the invention are the subject of dependent claims.
Die eingesetzten wässrigen Dispersionskleber können als Kontakt- oder Einseitkleber eingesetzt werden. Eine hohe, mit derjenigen von lösungsmittelhaltigen Klebstoffen wenigstens vergleichbare Initialhaftkraft kann nach dem Auftragen bereits in Sekundenschnelle erreicht werden. Es werden, im Gegensatz zur eingangs diskutierten WO 94/05738, stets nasse oder noch feuchte Oberflächen aufeinandergelegt.The aqueous dispersion adhesives used can be used as contact or single-sided adhesives. A high initial adhesive force, which is at least comparable to that of solvent-based adhesives, can be achieved in seconds after application. In contrast to WO 94/05738 discussed at the beginning, wet or still moist surfaces are always placed on top of one another.
Die mit dem erfindungsgemässen Verfahren erreichte Initial- haftkraft ist unabhängig von einer vorgängigen Ablüftung. Bei einem kürzeren Maschinenstopp entstehen keine Produktionsausfälle, die aufgetragene Dispersion bleibt verhält- nismässig lange nass bzw. offen und behält ihre vorteilhaften Eigenschaften bis kurz vor dem Austrocknen, z.B. nach 15 bis 30 min, im wesentlichen unverändert.The initial adhesive force achieved with the method according to the invention is independent of a prior ventilation. With a shorter machine stop, there are no production downtimes, the applied dispersion remains wet or open for a comparatively long time and retains its advantageous properties essentially unchanged until shortly before drying out, for example after 15 to 30 minutes.
Die im erfindungsgemässen Verfahren eingesetzten Dispersionskleber sind bevorzugt drucksensibel. Je nach Eigengewicht des beim Zusammenfügen obenliegenden, zu verklebenden Substrates kann die Koagulation bzw. die DeStabilisierung des Dispersionsklebers bereits durch das Eigengewicht ausgelöst werden. In der Regel erfolgt jedoch ein kurzes Andrücken, insbesondere während 1 bis 5 sec mit zweck ässig 0, 2The dispersion adhesives used in the process according to the invention are preferably pressure-sensitive. Depending on the dead weight of the substrate to be glued, which is on top when joining, the coagulation or the destabilization of the dispersion adhesive can already be triggered by the dead weight. As a rule, however, there is a short pressing, in particular for 1 to 5 seconds with expedient 0, 2
2 bis 1 N/cm , was den notwendigen Schock zur Auslösung der Koagulation sicherstellt.2 to 1 N / cm, which ensures the necessary shock to trigger coagulation.
Ein gezieltes Auslösen der Koagulation mit hoher Initial- haftkraft ist in der Praxis von wesentlicher Bedeutung.A targeted triggering of the coagulation with a high initial adhesive force is essential in practice.
Ein im erfindungsgemässen Verfahren eingesetzter Dispersionskleber wird zweckmässig in einem Mischer üblicher Bauart hergestellt, wobei die Komponenten in vorausbestimmter Reihenfolge zugegeben werden. Eine fertig gemischte Dispersion kann unter Luftabschluss mehrere Monate aufbewahrt wer- den ohne zu koagulieren.A dispersion adhesive used in the process according to the invention is expediently produced in a mixer of conventional design, the components being added in a predetermined sequence. A completely mixed dispersion can be stored in the absence of air for several months without coagulating.
Ein Dispersionskleber hat vorzugsweise einen Festkörperanteil von 40 - 80 Gew.-%, insbesondere 55 - 75 Gew.-%. Der Rest ist im wesentlichen Wasser, er enthält jedoch in der indu- striellen Praxis auch die für Dispersionskleber üblichen Zusätze. Oft sind diese dem Verwender nicht bekannt, sie werden vom Fabrikanten der Klebrohstoffe nicht spezifiziert.A dispersion adhesive preferably has a solids content of 40-80% by weight, in particular 55-75% by weight. The rest is essentially water, but in industrial practice it also contains the additives commonly used for dispersion adhesives. Often these are not known to the user, they are not specified by the manufacturer of the adhesive raw materials.
Die erste und die zweite Komponente werden vorzugsweise in einem Mischungsverhältnis der ersten zur zweiten Dispersion von etwa 1:1 aufgetragen, bezogen auf den Feststoffgehalt.The first and second components are preferably applied in a mixing ratio of the first to the second dispersion of about 1: 1, based on the solids content.
Dieses Verhältnis ist jedoch nicht kritisch, die Abweichung kann in weiten Grenzen schwanken, zweckmässig im Bereich von 90:10 bis 10:90, bezogen auf das Gewichtsverhältnis der Feststoffe zwischen der ersten und der zweiten Komponente.However, this ratio is not critical, the deviation can vary within wide limits, expediently in the range from 90:10 to 10:90, based on the weight ratio of the solids between the first and the second component.
Zur Vermeidung einer vorzeitigen Einleitung der Koagulation liegt der pH-Wert des Dispersionsklebers bevorzugt im schwach sauren bis basischen Bereich, insbesondere im Bereich von 7 bis 9.In order to avoid premature initiation of coagulation, the pH of the dispersion adhesive is preferably in the weakly acidic to basic range, in particular in the range from 7 to 9.
Die an sich schon ausserordentlich hohe Initialhaftung eines eingesetzten Dispersionsklebers kann wahlweise weiter erhöht werden, indem nach einer besonderen Ausführungsform bis 80 Gew. -% Naturlatex und/oder Synthesekautschuk eingemischt sind, vorzugsweise mit einem Gewichtsanteil im Bereich von 20 bis 70 %, insbesondere von 40 bis 60%, bezogen auf den ganzen Festkörpergehalt .The already extremely high initial adhesion of a dispersion adhesive used can optionally be further increased by mixing up to 80% by weight of natural latex and / or synthetic rubber, preferably with a proportion by weight in the range from 20 to 70%, in particular 40, according to a particular embodiment up to 60%, based on the total solids content.
Die erste Komponente eines erfindungsgemäss eingesetzten wässrigen Disperionsklebers auf der Basis eines Polyure- than-Elastomeren ist im wesentlichen aus Polyisocyanaten, DihydroxilVerbindungen und Kettenverlängerern aufgebaut. Mit Vorteil ist weiter ein Vernetzer zugegeben, welcher wenigstens zwei gegenüber Isocyanat reaktive Gruppen enthält.The first component of an aqueous dispersion adhesive used according to the invention and based on a polyurethane elastomer is essentially composed of polyisocyanates, dihydroxy compounds and chain extenders. It is also advantageous to add a crosslinker which contains at least two groups which are reactive toward isocyanate.
Obwohl auch als Kleber eingesetzte Polyurethane und ihre Eigenschaften seit langem bekannt und immer wieder Gegenstand zahlreicher Publikationen sind, wird bezüglich der einzelnen Polyurethan-Komponenten folgendes ausgeführt :Although polyurethanes and their properties, which are also used as adhesives, have long been known and have repeatedly been the subject of numerous publications, the following is carried out with regard to the individual polyurethane components:
- Als Polyisocyanate sind insbesondere aliphatische, cyclo- aliphatische und aromatische Diisocyanate geeignet. Diese haben die allgemeine Formel X(NC0)„. Die Komponente X bezeichnet einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit zweckmässig 4 bis 12 C-Atomen, einen cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit zweckmässig 6 bis 15 Atomen oder einen aromatischen Kohlenwasserstoffrest mit zweckmässig 7 bis 15 C-Atomen. Als spezifische Beispiele können 1,4- Butandiisocyanat, Cyclohexandiisocyanat und 2,6-Toluol- diisocyanat aufgeführt werden. Auch geeignete Mischungen von Diisocyanaten sind geeignet.- Aliphatic, cycloaliphatic and aromatic diisocyanates are particularly suitable as polyisocyanates. These have the general formula X (NC0) ". Component X denotes an aliphatic hydrocarbon residue with expediently 4 to 12 carbon atoms, a cycloaliphatic hydrocarbon residue with expedient 6 to 15 atoms or an aromatic hydrocarbon residue with expedient 7 to 15 carbon atoms. As specific examples, 1,4- Butane diisocyanate, cyclohexane diisocyanate and 2,6-toluene diisocyanate are listed. Suitable mixtures of diisocyanates are also suitable.
- Die Dihydroxylverbindungen haben vorzugsweise ein Molekulargewicht von 400 bis 6000 g/mol, es handelt sich insbesondere um Polyesterdiole, Umsetzungsprodukte von zweiwertigen Alkoholen mit zweiwertigen Carbonsäuren, beispielsweise Phtalsäure, Adipinsäure, Maleinsäure, Furaar- säure und dimere Fettsäuren. Geeignete Alkohole für Polyesterdiole sind beispielsweise Aethylenglykol , Propylen- glykol -(1,2) und -(1,3), o-Hexandiol und Polyäthylen- glykol .The dihydroxyl compounds preferably have a molecular weight of 400 to 6000 g / mol, in particular polyester diols, reaction products of dihydric alcohols with dibasic carboxylic acids, for example phthalic acid, adipic acid, maleic acid, furaric acid and dimeric fatty acids. Suitable alcohols for polyester diols are, for example, ethylene glycol, propylene glycol - (1,2) and - (1,3), o-hexanediol and polyethylene glycol.
- Kettenverlängerer haben bevorzugt ein Molekulargewicht unter 400 g/mol. Es handelt sich beispielsweise um Verbindungen mit zwei Hydroxylgruppen, zwei primären oder sekundären Aminogruppen oder einer Hydroxyl- und einer primären oder sekundären Aminogruppe. Beispiele sind hier Aethy- lendiamin, Hexamethylendiamin, Piperazin, Aethanolamin und Isopropanolamin. Kettenverlängerer haben in der Regel auch eine Vernetzerfunktion.- Chain extenders preferably have a molecular weight below 400 g / mol. These are, for example, compounds with two hydroxyl groups, two primary or secondary amino groups or one hydroxyl and one primary or secondary amino group. Examples here are ethylenediamine, hexamethylenediamine, piperazine, ethanolamine and isopropanolamine. Chain extenders usually also have a crosslinking function.
Diese Polyurethane gewährleisten bei gezieltem Einsatz im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht nur eine hohe Ini- tialhaftkraft, sondern auch universelle Verwendungsmöglichkeiten für polare und unpolare Substrate, wobei auch unter Feuchtigkeitseinwirkung eine gute Beständigkeit erhalten bleibt. Die Herstellung eines Polyurethans, welche nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, wird beispielsweise in der DE, A 3437918 beschrieben.When specifically used in the context of the present invention, these polyurethanes not only ensure a high initial adhesive force, but also universal uses for polar and non-polar substrates, with good resistance being retained even when exposed to moisture. The production of a polyurethane, which is not the subject of the present invention, is described for example in DE, A 3437918.
Zu vorteilhaften Ergebnissen führt der Klebrohstoff Luphen D DS 3482 X, eine wässrige, speziell modifizierte Dispersion eines Polyester-Polyurethan-Elastomeren der deutschen Firma BASF. Das als erste Variante der zweiten Komponente eines erfin- dungsgemäss eingesetzten Dispersionsklebers eingesetzte Acrylestercopolymer, vollständig auch als Acrylestersäure- copolymer bezeichnet, kann auch Acrylester-Styrol-Copoly- mere umfassen. Vorteilhaft ist der Klebrohstoff Acronal A 310 S der bereits erwähnten deutschen Firma BASF, welches Produkt eine wässrige Dispersion eines bei Raumtemperatur selbst vernetzenden Acrylester-Copolymers ist.The adhesive raw material Luphen D DS 3482 X, an aqueous, specially modified dispersion of a polyester-polyurethane elastomer from the German company BASF, leads to advantageous results. The acrylic ester copolymer used as the first variant of the second component of a dispersion adhesive used according to the invention, also referred to in its entirety as acrylic acid acid copolymer, can also include acrylic ester-styrene copolymers. The adhesive raw material Acronal A 310 S from the already mentioned German company BASF is advantageous, which product is an aqueous dispersion of an acrylic ester copolymer that self-crosslinks at room temperature.
Als zweite Variante für die zweite Komponente des Dispersionsklebers hat sich die Vinnapas-Dispersion EP 400 der deutschen Firma Wacker als vorteilhaft herausgestellt. Es handelt sich um eine 55%ige Weichmacherfreie Polymer-Dispersion eines Copolymeren aus Vinylacetat und Ethylen in Wasser.As a second variant for the second component of the dispersion adhesive, the Vinnapas dispersion EP 400 from the German company Wacker has proven to be advantageous. It is a 55% plasticizer-free polymer dispersion of a copolymer of vinyl acetate and ethylene in water.
Die beiden Varianten, ein Acrylestercopolymer einerseits und ein Copolymer aus Vinylacetat und Ethylen andererseits, können einzeln, aber auch gemischt mit der ersten Komponen- te, einem Polyurethan-Elastomeren, eingesetzt werden.The two variants, an acrylic ester copolymer on the one hand and a copolymer of vinyl acetate and ethylene on the other hand, can be used individually, but also mixed with the first component, a polyurethane elastomer.
Das Einmischen von Zusatzkomponenten in einen erfindungsge- mäss eingesetzten Dispersionskleber richtet sich nach dem/ den eingemischten handelsüblichen Produkt/en, welche/s in der Regel bereits besonders spezifizierte Zusatzkomponenten enthält/enthalten, und den gewünschten Eigenschaften der Dispersion. Eine oder mehrere der folgenden organischen Komponenten sind z.B. dazu geeignet:The mixing of additional components into a dispersion adhesive used according to the invention depends on the mixed commercial product (s), which as a rule already contains / contain specially specified additional components, and the desired properties of the dispersion. One or more of the following organic components are e.g. suitable for:
- N-Alkylpyrrolidon, beispielsweise in Form von N-Methyl-2- Pyrrolidon, bis zu 15 Gew.-%, bezogen auf den Feststoffgehalt, und/oder eine Substanz der Gruppe bestehend aus N- 0ctyl-2-Pyrrolidon und N-Dodecyl-2-Pyrrolidon, vorzugsweise jeweils bis zu 10 Gew.-%, immer bezogen auf den Fest- stoffgehalt. N-Methyl-2-Pyrrolidon kann auch mit N-Octyl- 2-Pyrrolidon oder N-Dodecyl-2-Pyrrolidon, bei unveränderten Gewichtsanteilen, gemischt sein. Das erstgenannte N-Methyl-2-Pyrrolidon dient als die Maschinenlaufeigen- schaften verbessernder Weichmacher, die beiden anderen Pyrrolidone fördern eher die Koagulationsfähigkeit und die Benetzung.- N-alkylpyrrolidone, for example in the form of N-methyl-2-pyrrolidone, up to 15% by weight, based on the solids content, and / or a substance from the group consisting of N-octyl-2-pyrrolidone and N-dodecyl -2-pyrrolidone, preferably up to 10% by weight in each case, always based on the solids content. N-methyl-2-pyrrolidone can also be mixed with N-octyl-2-pyrrolidone or N-dodecyl-2-pyrrolidone, with unchanged proportions by weight. The former N-methyl-2-pyrrolidone serves as a machine-improving plasticizer, the other two pyrrolidones tend to promote coagulation and wetting.
- Die Zugabe von Natriumlaurylsulfat, vorzugsweise in einer Konzentration von 0,1 bis 3 Gew.-%, bezogen auf den Feststoffgehalt, verbessert beim Auftragen durch Aufsprühen die mechanischen Eigenschaften, insbesondere die Bear- beitbarkeit.The addition of sodium lauryl sulfate, preferably in a concentration of 0.1 to 3% by weight, based on the solids content, improves the mechanical properties, in particular the machinability, when applied by spraying.
- Mit dem Ziel des Weichmachens, der Haftvermittlung, der Wärmestandfähigkeit und der Lagerstabilität kann als weitere Komponente auch Dimetylphtalat oder Diisobutylphta- lat eingemischt sein, vorzugsweise mit bis zu 20 Gew.-%, wiederum bezogen auf den Feststoffgehalt.- With the aim of softening, promoting adhesion, heat resistance and storage stability, dimethyl phthalate or diisobutyl phthalate can also be mixed in as a further component, preferably with up to 20% by weight, again based on the solids content.
- Weitere, dem Fachmann bekannte fakultative Zusatzkomponenten sind beispielsweise Entschäumer ( Tego Antifoam 2- 89), Emulgatoren (Emulphor OPS 25), Dispersionspulver für einen hohen Festkörpergehalt (Acronal DS 6200), Weichharze (Dertoline 25 ) und Verdicker ( Latekoll D 8%ig) . In Klammern ist stets eine marktgängige Produktebezeichnung aufgeführt .- Further optional additional components known to the person skilled in the art are, for example, defoamers (Tego Antifoam 2- 89), emulsifiers (Emulphor OPS 25), dispersion powders for a high solids content (Acronal DS 6200), soft resins (Dertoline 25) and thickeners (Latekoll D 8%) ). A marketable product name is always given in brackets.
- Schliesslich können auch feinkörnige Füllmaterialien eingemischt sein, vorzugsweise ZnO, MgO und/oder Farbpigmente.- Finally, fine-grained filling materials can also be mixed in, preferably ZnO, MgO and / or color pigments.
Der wässrige Dispersionskleber wird vorzugsweise mit einerThe aqueous dispersion adhesive is preferably coated with a
2 spezifischen Menge von 2 bis 150 g/m , insbesondere von 152 specific amount from 2 to 150 g / m, especially from 15
2 bis 100 g/m , bezogen auf den Feststoffgehalt, aufgetragen.2 to 100 g / m, based on the solids content, applied.
Der Dispersionskleber wird mit einem an sich bekannten Verfahren aufgetragen, beispielsweise durch Aufwalzen, Pinsel- auftrag oder Aufspritzen, letzteres mit einem Düsenbalken, aber auch mit einer Spritzpistole. Der Dispersionskleber wird jedoch nicht atomisiert aufgesprüht, sondern in Tropf- chenform aufgespritzt .The dispersion adhesive is applied using a method known per se, for example by rolling, brush application or spraying, the latter using a nozzle bar, but also using a spray gun. However, the dispersion adhesive is not sprayed on atomized, but in dripping sprayed on chenform.
Von erfindungswesentlicher Bedeutung ist die kurze Stoss- entwässerung der aufgetragenen Dispersionskleberschicht. Diese Stossentwässerung darf jedoch niemals mehr als teilweise erfolgen, vorzugsweise verdampfen 10 bis 50 Gew.-% des Wassers, vorzugsweise 15 bis 25 Gew.-%, bezogen auf den gesamten Wassergehalt. Versuche haben gezeigt, dass schon ein geringer Wasserverlust in der Dispersionskleberschicht ei- nen steilen Anstieg der Initialklebekraft mit sich bringt. So können Aufstehvermögen und Materialspannungen aufgefangen werden.The short shock drainage of the applied dispersion adhesive layer is of importance for the invention. However, this shock drainage must never take place more than partially, preferably 10 to 50% by weight of the water, preferably 15 to 25% by weight, based on the total water content, evaporate. Tests have shown that even a small loss of water in the dispersion adhesive layer leads to a steep increase in the initial adhesive force. In this way, standing up and material tension can be absorbed.
Würde zuviel Wasser verdunstet, könnte die gegenüberliegen- de Fügefläche nur noch ungenügend benetzt und eine unbefriedigende Initialklebkraft erreicht werden.If too much water evaporated, the opposite joint surface could only be insufficiently wetted and an unsatisfactory initial adhesive force could be achieved.
Bezüglich der vorliegenden Erfindung ist von besonderer Bedeutung, dass nicht nur zwei poröse Substrate oder ein porö- ses mit einem nicht porösen Substrat verklebt werden können, sondern bei nicht vollflächigem Kleberauftrag auch zwei absolut unporöse Substrate. Im letzteren Fall wird der Dispersionkleber als vorzugsweise etwa 15 mm breiter Streifen oder entsprechende flächige Punkte aufgetragen. Der bereits teilentwässerte Dispersionskleber trocknet dann während mehreren Tagen durch zeitlich verzögerte Wasserverdunstung ab. Die hohe Initialhaftkraft führt innerhalb kürzester Zeit zu einer völlig hinreichenden Haftung an allen Arten von Substratflächen.With regard to the present invention, it is of particular importance that not only two porous substrates or one porous can be bonded to a non-porous substrate, but also two absolutely non-porous substrates if the adhesive is not applied over the entire surface. In the latter case, the dispersion adhesive is applied as a preferably approximately 15 mm wide strip or corresponding flat dots. The already partially dewatered dispersion adhesive then dries for several days due to the time-delayed water evaporation. The high initial adhesive force leads to a completely sufficient adhesion to all types of substrate surfaces within a very short time.
Die Komponenten des eingesetzten Dispersionsklebers werden anhand von Merkblättern des Fabrikanten so ausgewählt, dass der zu mischende Dispersionskleber spezifisch auf die zu verklebenden Substratflächen ausgerichtet werden kann. Wei- tere Verbesserungen werden durch Zumischen von speziellen Zusätzen erreicht, beispielsweise durch einen Metallhafter oder einen Kunststoffhafter. Weiter kann beispielsweise durch eine Vernetzung mittels eines Polyisocyanates eine höhere Kohäsion erreicht werden.The components of the dispersion glue used are selected on the basis of the manufacturer's information sheets so that the dispersion glue to be mixed can be specifically aligned to the substrate surfaces to be glued. Further improvements are achieved by adding special additives, for example a metal or a plastic one. Further, for example higher cohesion can be achieved by crosslinking using a polyisocyanate.
Der immer nur zu einer Teilentwässerung führende Wärmestoss, Stossentwässerung genannt, erfolgt beispielsweise mit Heissluft oder einer Gasflamme, durch Anwendung von HF (hochfrequente Wechselströme) oder IR-Strahlung (Infrarot- Strahlung), oder mit Hilfe eines Kontaktschuhs. Die einwirkende Temperatur liegt je nach Dispersion und Durchlaufge- schwindigkeit vorzugsweise im Bereich von 40 bis 400°C. Die Wärmezufuhr erfolgt in der Praxis zweckmässig während 0,1 bis 3 sec, wobei die Kleberschicht bevorzugt auf einen Sollwert im Bereich von 60 bis 150°C erwärmt wird. Sowohl Wärmequelle als auch Substrat können komplementär stationär oder beweglich sein. Bei folienförmigen Substraten wird die Wärme vorzugsweise von hinten bzw. der Rückseite der mit der Kleberschicht belegten Substratfläche zugeführt.The heat surge that leads to partial drainage, called shock drainage, is carried out, for example, with hot air or a gas flame, by using HF (high-frequency alternating currents) or IR radiation (infrared radiation), or with the help of a contact shoe. Depending on the dispersion and throughput speed, the temperature is preferably in the range from 40 to 400 ° C. In practice, the heat is expediently applied for 0.1 to 3 seconds, the adhesive layer preferably being heated to a desired value in the range from 60 to 150 ° C. Both the heat source and the substrate can be complementarily stationary or movable. In the case of film-shaped substrates, the heat is preferably supplied from the rear or the back of the substrate surface covered with the adhesive layer.
Die Wärmekapazität des Substrates, z.B. aus Papier oder Kar- ton, kann einen Teil des Wärmestosses speichern und so eine Nachwirkung erzielen. Dies ist beispielsweise bei einem Wärmestoss auf einen Umschlag der Fall.The heat capacity of the substrate, e.g. made of paper or cardboard, can store part of the thermal shock and thus have an after-effect. This is the case, for example, in the event of a thermal shock to an envelope.
Die Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens ist insbe- sondere in der Buchbindetechnik vorteilhaft, auf einem Kle- be-Bindeautomaten kann eine wesentlich bessere und auch schnellere Klebebindung erzielt werden. Nach dem Zusammentragen der Bögen und Fräsen kann durch Beleimen des Buchrückens mit dem erfindungsgemässen Dispersionskleber schon durch das natürliche Antrocknen innerhalb von 2 bis 3 sec nach der Rückenbeleimung, z.B. von Katalogen oder Broschüren eine Stundenleistung von 3000 Stück erreicht werden. Mit einem kurzen Wärmestoss während etwa 1 bis 2 sec mit wesentlich höherer als natürlicher Teilentwässerung kann mit dem gleichen Klebe-Bindeautomaten eine Leistung bis gegen 10 '000 Stück pro Stunde erreicht werden. Die in der Buchbindetechnik besonders wichtige Flexibilität bleibt trotz ho- her Kohäsions- und Adhäsionskraft gewahrt.The use of the method according to the invention is particularly advantageous in bookbinding technology; a much better and also faster perfect binding can be achieved on an automatic binding machine. After the sheets and milling machines have been gathered together, gluing the spine of the book with the dispersion adhesive according to the invention can achieve an hourly output of 3000 pieces per hour, for example from catalogs or brochures, by means of natural drying within 2 to 3 seconds after gluing the spine. With a short burst of heat for about 1 to 2 seconds with significantly higher than natural partial drainage, the same automatic binding machine can achieve an output of up to 10,000 pieces per hour. The flexibility that is particularly important in bookbinding technology remains in spite of high cohesive and adhesive power maintained.
Weitere spezifische Massnahmen in der Buchbindetechnik können in Weiterentwicklung des erfindungsgemässen Disper- sionsklebers verwendet werden:Further specific measures in bookbinding technology can be used in the further development of the dispersion adhesive according to the invention:
- Der Dispersion wird eine Mischung von 1 bis 15 Gew.-% Glyzerin und Borsäure zudosiert, bezogen auf den Festkörpergehalt. Diese Mischung von Glyzerin und Borsäure in einem bevorzugten Verhältnis von etwa 6 : 1 wird vorhergehend erhitzt.- A mixture of 1 to 15% by weight of glycerin and boric acid is added to the dispersion, based on the solids content. This mixture of glycerin and boric acid in a preferred ratio of about 6: 1 is previously heated.
- Der Festkörpergehalt des Dispersionsklebers wird durch Zudosierung wenigstens einer bereits enthaltenen oder neuen Komponente erhöht. Vorzugsweise werden bis etwa 15 Gew.-% Dispersionspulver, bezogen auf den Festkörpergehalt, zugegeben.- The solids content of the dispersion adhesive is increased by metering in at least one component already contained or new. Up to about 15% by weight of dispersion powder, based on the solids content, are preferably added.
- Im gleichen Gewichtsanteilsbereich wird ein mineralischer Füller zugegeben.- A mineral filler is added in the same weight percentage range.
Das Ziel dieser Massnahmen besteht darin, schon bei einer unter etwa 10% liegenden Wasserabgabe eine sehr hohe Ini- tialhaftkraft zu erzielen.The aim of these measures is to achieve a very high initial adhesive force even when the water release is below about 10%.
Weitere vorteilhafte Anwendungen des erfindungsgemässen Verfahrens sind die Beutelproduktion mit Kunststoffen und Verpackungen aus Papier. Bei dünnen und thermisch gut leitenden Materialien kann der Wärmestoss auch von der Rücksei- te gegeben werden.Further advantageous applications of the method according to the invention are bag production with plastics and packaging made of paper. In the case of thin and thermally highly conductive materials, the heat shock can also be given from the back.
Die wichtigsten Vorteile der Erfindung können kurz wie folgt zusammengefasst werden:The main advantages of the invention can be summarized briefly as follows:
- Ausserordentlich hohe und schnelle Initialhaftkraft durch einen zur Teilentwässerung führenden Wärmestoss, sowohl auf porösen bzw. saugenden Substratflächen, wie Karton, Papier, Holz, Leder, als auch bei zwei nicht porösen Substratflächen, wie Metallen oder Kunststoffen, schon nach einigen wenigen Sekunden.- Extremely high and fast initial adhesive force due to a heat shock leading to partial drainage, both on porous or absorbent substrate surfaces, such as cardboard, Paper, wood, leather, as well as with two non-porous substrate surfaces, such as metals or plastics, after just a few seconds.
- Keine Verwendung von organischen Lösungsmitteln oder Lösungsmittelkomponenten, welche Arbeitsplatz und Umwelt belasten, und praktisch pH-neutral.- No use of organic solvents or solvent components, which pollute the workplace and the environment, and practically pH-neutral.
- Hohe Wärmestandfestigkeit, nicht feuergefährlich. - High heat resistance, not flammable.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum elastischen Verkleben von Substratflächen mit einem Dispersionskleber,1. Process for the elastic bonding of substrate surfaces with a dispersion adhesive,
dadurch gekennzeichnet, dasscharacterized in that
ein Dispersionskleber, bestehend aus einer ersten Komponente auf der Basis eines Polyurethan-Elastomeren und aus einer zweiten Komponente auf der Basis eines Acrylestercopolymers und/oder eines Copolymeren aus Vinylacetat und Ethylen, als dünne Schicht auf wenigstens eine der zu verklebenden Substratflächen aufgetragen, mit einem kurzen Wärmestoss teilweise entwässert und die zu verklebenden Substratflächen nass aufeinandergelegt werden.a dispersion adhesive consisting of a first component based on a polyurethane elastomer and a second component based on an acrylic ester copolymer and / or a copolymer of vinyl acetate and ethylene, applied as a thin layer to at least one of the substrate surfaces to be bonded, with a short one Heat shock partially drained and the substrate surfaces to be bonded are placed wet on top of each other.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dispersionskleber mit einer spezifischen Men- ge von 2-150 g/m 2, insbesondere von 15 - 100 g/m2, bezogen auf den Feststoffgehalt, aufgetragen wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the dispersion adhesive is applied with a specific amount of 2-150 g / m 2, in particular 15 - 100 g / m2, based on the solids content.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dispersionskleber bei zwei nicht porösen Substratflächen als Streifen oder als flächige Punkte aufgetragen wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the dispersion adhesive is applied to two non-porous substrate surfaces as strips or as flat dots.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die kurze Stossentwässerung mit Heissluft, einer Gasflamme, HF, IR-Strahlung oder einem Kontaktschuh, insbesondere mit einer einwirkenden Temperatur von 40 - 400°C, erfolgt und 10 - 50 Gew. -% des Wassers, vorzugsweise 15 - 25 Gew.-%, bezogen auf den gesamten Wassergehalt, verdampft werden.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the short shock dewatering with hot air, a gas flame, HF, IR radiation or a contact shoe, in particular with an acting temperature of 40-400 ° C, and 10-50 % By weight of the water, preferably 15-25% by weight, based on the total water content, are evaporated.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Stossentwässerung während 0,1 - 3 sec, mit Erwärmung der Kleberschicht auf vorzugsweise 60 - 150°C, erfolgt.5. The method according to any one of claims 1 to 4, thereby indicates that the shock drainage takes place during 0.1 - 3 sec, with heating of the adhesive layer to preferably 60 - 150 ° C.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Stossentwässerung von fo- lienförmigen Substraten die Wärme von der Rückseite zugeführt wird.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the heat is supplied from the rear during the shock drainage of film-shaped substrates.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die aufeinandergelegten Substratflächen kurz aneinandergedrückt werden, vorzugsweise7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the superimposed substrate surfaces are pressed together briefly, preferably
2 während 1-5 sec mit einem Druck von 0,2-1 N/cm .2 for 1-5 sec with a pressure of 0.2-1 N / cm.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dispersionskleber mit einem Festkörperanteil von 40 - 80 Gew.-% und einem pH-Wert von vorzugsweise 7-9 eingesetzt wird.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that a dispersion adhesive with a solids content of 40-80 wt .-% and a pH of preferably 7-9 is used.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dispersionskleber mit bis etwa 80 Gew.-%, vorzugsweise 20 - 70 Gew.-%, eingemischtem Naturlatex und/oder Synthesekautschuk, bezogen auf den ganzen Festkörpergehalt, eingemischt wird.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that a dispersion adhesive with up to about 80 wt .-%, preferably 20 - 70 wt .-%, mixed natural latex and / or synthetic rubber, based on the total solids content, is mixed .
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zu Buchbinderzwecken ein Dispersionskleber mit einer zusätzlichen Mischung von 1 - 15 Gew.-% Glyzerin und Borsäure, bezogen auf den Festkörpergehalt, aufgetragen wird, wobei das Verhältnis Glyzerin : Borsäure vorzugsweise etwa 6 : 1 beträgt.10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that for bookbinding purposes a dispersion adhesive with an additional mixture of 1-15 wt .-% glycerol and boric acid, based on the solids content, is applied, the ratio glycerol: boric acid preferably is about 6: 1.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zu Buchbinderzwecken ein Dispersionskleber mit zusätzlichem Dispersionspulver und/ oder einem Füller, vorzugsweise bis je 15 Gew.-%, bezogen auf den Festkörpergehalt, aufgetragen wird. 11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that for bookbinding purposes a dispersion adhesive with additional dispersion powder and / or a filler, preferably up to 15 wt .-%, based on the solids content, is applied.
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