WO2014012955A1

WO2014012955A1 - Schutzelemente aus polyolefinschmelzklebstoffen

Info

Publication number: WO2014012955A1
Application number: PCT/EP2013/065044
Authority: WO
Inventors: Claudia BLODIG
Original assignee: Henkel Ag & Co. Kgaa
Priority date: 2012-07-17
Filing date: 2013-07-17
Publication date: 2014-01-23
Also published as: CN104428383A; RU2015105184A; CL2015000125A1; US20150125693A1; JP2015528841A; BR112015000625A2; US9725627B2; EP2875085A1; AU2013292067A1

Abstract

Verwendung eines Schmelzklebstoffs als Schutzelement für Gegenstände, wobei der Schmelzklebstoff über 80 Gew.-% mindestens eines modifizierten Polyolefincopolymers hergestellt aus einem hochmolekularem Polyolefincopolymer durch thermomechanische Degradierung des Polymeren unter Scherbeanspruchung und/oder Erwärmen, wobei das Copolymer in der Viskosität vermindert wird, und bis 20 Gew.-% Additive und Hilfsstoffe enthält, wobei der Klebstoff einen Erweichungspunkt von 70 bis 150°C aufweist.

Description

„Schutzelemente aus Polyolefinschmelzklebstoffen"

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen von Schutzelementen hergestellt aus Polyolefinschmelzklebstoffen auf beispielsweise keramischen Gegenständen. Die Erfindung betrifft weiter verklebte Formkörper hergestellt aus Polyolefinschmelzklebstoffen.

Schutzschichten für Massengegenstände müssen verschiedene Anforderungen erfüllen. Erstens sollen sie auf den Gegenständen leicht angebracht werden können und beim Transport nicht verrutschen. Weiterhin ist es notwendig, dass diese Schutzschichten vor der Weiterverarbeitung der Gegenstände leicht wieder entfernt werden können. Außerdem ist es vorteilhaft, wenn eine schnelle Applikation auf die entsprechenden Bereiche der Oberfläche möglich ist. Dass eine kostengünstige Rohstoffbasis vorteilhaft ist, ergibt sich auch aus der Verwendung für Massengüter.

Die WO 2001/46277 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer Klebstoffzusammensetzung, die ein degradiertes Ethylen/Propylen-Copolymer enthält, wobei die Degradierung durch ther- momechanische Beanspruchung eines Ausgangspolymers in Gegenwart eines Radikalbildners erfolgt. Das degradierte Ethylen/Propylen-Copolymer kann vor oder nach seiner Herstellung mit einem weiteren Polymer versetzt werden, um Polymermischungen zu erhalten.

Die WO 2012/013699 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen eines degradierten Polyolefin- copolymeren mit einem Extruder. Ein spezielles Eigenschaftsprofil des Klebstoffs und eine Verwendung wird nicht offenbart.

DE 29705428 beschreibt Dachsteine, die zum Verhindern von Beschädigungen beim Transport eine Schutzschicht aufweisen. Dabei sind die geschützten Bereiche die Flächen des Dachsteins, die beim Stapeln mit anderen Steinen in Berührung kommen. Diese Schutzschicht soll dann die bei einem Transport auftretenden Erschütterungen abfangen.

Der Schutz von Dachpfannen mit Abstandshaltern aus Kunststoffen ist bereits bekannt. Beispielsweise werden Schaumstoffteile zwischen die zu stapelnden Gegenstände gelegt. Diese können beispielsweise durch das Gewicht der weiteren Gegenstände fixiert werden. Andererseits werden diese Teile auch mit einer separat aufzubringenden Klebstoffbeschichtung versehen, damit sie nicht verrutschen können. So kann dann der Abstandshalter fixiert werden. Bei- spielsweise können so Polystyrolformkörper eingesetzt werden. Weiterhin ist es bekannt, dass auch Polyamidschichten als Abstandshalter eingesetzt werden. Diese können auch unmittelbar aus der Schmelze appliziert werden und haften dann an der zu verklebenden Oberfläche.

Ein Nachteil solcher Verfahren ist aber, dass einerseits eine ausreichende Fixierung der Formkörper auf den Gegenständen gewährleistet werden muss, auf der anderen Seite sollen diese Schutzschichten aber zumindest an den sichtbaren Flächen von den Substraten vollständig zu trennen sein. Durch eine gute Klebkraft ist eine rückstandslose Trennung von der Oberfläche nur schwer möglich. Die Materialien sollten eine gute mechanische Stabilität aufweisen, damit sie bei Transport und Entfernen nicht zerfallen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Beschichten eines Gegenstands mit einem Schutzelement bereitzustellen, wobei das Schutzelement aus der

Schmelze aufgetragen werden kann. Weiterhin ist es notwendig, dass der Klebstoff als Schutzelement eine Haftung aufweist, die ein Fixieren auf einem Substrat gestattet, andererseits aber ein Entfernen des Schutzelements von dem Trägersubstrat ermöglicht. Dabei sollen keine Rückstände auf dem Substrat zurückbleiben. Diese Klebstoffe sollen schnell verfestigen, damit eine zügige Weiterverarbeitung ermöglicht wird und die Funktion als Abstandhalter oder Schutzelement gegeben ist.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Verwendung eines Schmelzklebstoffs zum Beschichten von Gegenständen, wobei der Schmelzklebstoff enthält - mindestens 80 Gew.-% mindestens eines modifizierten Polyolefincopolymeren hergestellt aus einem hochmolekularem Polyolefincopoly- mer, vorzugsweise Polypropylen(co)polymer, durch thermomechanische Degradierung des Polymeren unter Scherbeanspruchung und/oder Erwärmen, wobei das modifizierte Polyolefinco- polymer in der Viskosität vermindert ist, - bis 20 Gew.-% Additive und Hilfsstoffe, wobei der Klebstoff einen Erweichungspunkt von 70 bis 150°C aufweist, und vorzugsweise eine Reißdehnung über 10 %.

Die Erfindung betrifft weiter ein Schutzelement hergestellt aus Schmelzklebstoffen aus modifizierten Polyolefincopolymeren, das als klebbarer Formkörper ausgebildet ist und als Schutz eingesetzt wird. Die Erfindung betrifft weiter einen Gegenstand, der mit einem erfindungsgemäß zusammengesetzten Schutzelement versehen ist.

Als Substrate, die mit den erfindungsgemäßen Schichten versehen werden können, sind Gegenstände geeignet, die mechanisch empfindliche Oberflächen aufweisen oder in sich empfindlich sind. Insbesondere können keramische Substrate beschichtet werden. Unter keramischen Substraten sollen Keramik, Glas, Beton, Steine, Ton und ähnliche Materialien verstanden werden. Diese können unbehandelt sein, sie können aber auch beschichtet sein, beispielsweise mit Lackschichten, Emailleschichten, Glasuren als farbgebende oder versiegelnde Beschichtung. Beispiele dafür sind Keramik-Gegenstände, wie Fliesen, Haushaltporzellan, Sanitärkeramik; Steine, wie Natursteinplatten; Beton/Ton- Gegenstände, wie Betonplatten, Dachziegel, Tonrohre. Diese sind im Prinzip hart und fest, sie können aber durch plötzliche Stoßbelastung, beispielsweise an Kanten, geschädigt werden. Es können aber auch andere Substrate mit einer Beschichtung versehen werden, wie lackierte, beschichtete Spanplatten oder Kunststoffsubstrate; Metallgegenstände, wie Rohre, Dosen, Fässer oder Gefäße.

Als Formkörper bzw. Schutzelemet sollen Elemente oder Schichten aus einem Schmelzklebstoff verstanden werden, die auf der Oberfläche eines zu schützenden Gegenstands, einem Substrat, angebracht werden können. Diese Elemente weisen eine Dicke auf, so dass das Schutzelement bzw. Schutzschicht als Schutz für den Gegenstand dienen kann. Beispielsweise beträgt die Dicke bis 2 cm. Dabei kann das Schutzelement als Abstandshalter zwischen den verschiedenen Gegenständen dienen. Die Formkörper sind in der Ausdehnung begrenzt, es sollen also keine vollständigen Überzüge eingesetzt werden. Sie können als Punkt, Fläche, Raupe, Netzwerk ausgebildet sein. Die Elemente oder Schichten sollen insbesondere an solchen Teilen der Oberflächen der Gegenstände aufgebracht werden, die im Verlauf eines Transports mit gleichartigen oder anderen Gegenständen in Kontakt kommen können. Dabei kann das Schutzelement bevorzugt durch Beschichten der Gegenstände mit dem erfindungsgemäßen Schmelzklebstoff aufgebracht werden.

Als Material der Formkörper oder Schicht (Schutzelement) sind Schmelzklebstoffe geeignet, die aus Polyolefinen hergestellt werden können. Diese werden so ausgewählt, dass sie in der Wärme als Schmelze aufgetragen werden können, sie verfestigen sich aber beim Abkühlen, sodass in kurzer Zeit ein stabiler Formkörper/ein Schutzelement erhalten wird. Durch die Auswahl der Polymere kann sichergestellt werden, dass elastische Schichten erhalten werden. Weiterhin ist durch die Zusammensetzung sicherzustellen, dass der Klebstoff eine Haftung auf den Substraten zeigt, dass aber in festem Zustand diese Schicht rückstandsfrei von der Oberfläche abgelöst werden kann.

Ein erfindungsgemäß geeigneter Schmelzklebstoff enthält ein Copolymer auf Basis von degradierten und modifizierten Polyolefinen (mod. Olefin-Copolymer). Dieses kann aus an sich bekannten hochmolekularen Ausgangspolymeren hergestellt werden. Erfindungsgemäß ist es jedoch notwendig, dass das Ausgangspolymer zu dem geeigneten mod. Olefin-Copolymer durch einen thermomechanischen Prozess abgebaut wird. Als Ausgangspolymer sind beispielsweise kommerziell erhältliche hochmolekulare Polyolefincopolymere, vorzugsweise Polypropylen(co)polymere, aus Propylen und Ethylen geeignet, aus Propylen und Butylen, oder auch aus Butylen und Ethylen oder auch aus Propylen und Hexen, oder solche Terpolymere, die zusätzlich noch andere Comonomere, wie C4 bis C20- α-Olefine, enthalten. Bevorzugt als Ausgangspolymere sind Polypropylen(co)polymere aus Propylen und Ethylen geeignet, aus Propylen und Butylen, oder auch aus Butylen und Ethylen und genannte Terpolymere. Es können auch Mischungen von unterschiedlichen Ausgangspolymeren eingesetzt werden. Das Mengenverhältnis der Monomere kann in einem weiten Bereich verändert werden, es ist jedoch zweckmäßig, wenn weniger als 50 % C2-Monomerbausteine enthalten sind. Die entsprechenden Ausgangspolymere sind hochmolekular, sie weisen einen hohen Schmelzpunkt mit einem niedrigen Schmelzindex (MFI) auf, haben eine hohe Viskosität und sind schlecht zu applizieren. Außerdem zeigen sie üblicherweise keine Klebstoffeigenschaften beim Abkühlen einer extru- dierten Raupe. Deswegen sind sie für eine Klebstoffanwendung nicht geeignet. Es handelt sich üblicherweise nicht um kautschukartige Polymere.

Der Propylenanteil im Polypropylen(co)polymer als Ausgangspolymer liegt beispielsweise bevorzugt zwischen 50 bis 98 Gew.-%, insbesondere zwischen 60 bis 95 Gew.-% jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Polypropylen(co)polymers. Der Gehalt an Ethylen, Butylen oder anderen Comonomeren liegt beispielsweise zwischen 2 bis 50 Gew.-% und besonders bevorzugt zwischen 5 bis 20 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Polypropylen- (co)polymers. Geeignete Polybutylen(co)polymere sollen ebenfalls einen entsprechenden Gehalt an Ethylen aufweisen. (Co)polymere mit den vorgenannten Gewichtsanteilen an Ethylen lassen sich effektiv in die jeweiligen Degradierungsprodukte überführen.

Das Ausgangspolymer weist vorzugsweise ein gewichtsmittleres Molekulargewicht (Mw) von 100000 g/mol bis 3000000 g/mol (gewichtsmittleres Molekulargewicht, Mw, durch GPC bestimmbar) auf. Weiterhin weist ein Ausgangspolymer vorzugsweise einen MFI unter 50 g/10 min. auf, insbesondere von 0, 1 bis zu 50 g/10 min. (DIN ISO 1 133, 230°C, 2, 16 kg). Die Brook- field-Viskosität soll bevorzugt sehr hoch sein. Vorzugsweise liegt sie oberhalb von 100000 mPas bei 200°C (nach EN ISO 2555), insbesondere oberhalb von 300000 mPas. Solche Polymere können gut in dem beschriebenen Verfahren verarbeitet werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Mischung von mindestens zwei, bevorzugt genau zwei verschiedenen Ausgangs(co)polymeren eingesetzt. Vorzugsweise ist mindestens ein C3 basiertes Copolymer und ein davon verschiedenes der oben genannten Ausgangspolymere enthalten. Bei dem C3 basierten Copolymer handelt es sich vorzugsweise um ein Copo- lymer, welches mehr als 70 mol%, bezogen auf die Gesamtmenge der eingesetzten Monomere, einpolymerisiertes Propylen enthält und bevorzugt als zweites Monomer ein C2 bis C20- o Olefin, insbesondere ein C2 bis C6 a-Olefin, ganz besonders bevorzugt Ethylen, 1 -Butylen oder 1-Hexen einpolymerisiert enthält. Neben dem C3 basierten Copolymer enthält die Mischung vorzugsweise ein Terpolymer, welches bevorzugt mindestens 80 mol%, bezogen auf die Gesamtmenge der eingesetzten Monomere, Propylen enthält und die weiteren Monomere insbesondere aus der Gruppe von C2 bis C20- a-Olefinen, bevorzugt C2 bis C6 a-Olefinen, ganz besonders bevorzugt von Ethylen, 1 -Butylen und 1 -Hexen ausgewählt werden. Eine entsprechende Mischung ist besonders vorteilhaft hinsichtlich der Verarbeitung und der späteren Haftung der Schutzelemente zum Substrat.

Unter dem Begriff thermomechanische Degradierung wird im Sinne der vorliegenden Erfindung der Abbauprozess verstanden, der in einem Extruder unter Wärmeeinwirkung und/oder Scherbeanspruchung stattfindet, wobei Polymerketten-verkürzende und Molekulargewichtsreduzierende Abbauprozess der Polyolefincopolymere, vorzugsweise Polypropy- len(co)polymere durchgeführt werden. Unter einem modifizierten Polyolefincopolymer, dem mod. Olefin-Copolymer, wird im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Polymer verstanden, das, ausgehend vom Ausgangspolymer durch thermomechanische Degradierung in einem Extruder hergestellt wird.

Als geeignete Extruder werden beispielsweise sowohl Einschnecken-, Doppelschnecken- oder Planetenextruder eingesetzt. Ein geeigneter Extruder kann ein Gehäuse mit einer Zuführseite und einer Abgabeseite umfassen, wobei das Gehäuse wenigstens eine Zuführöffnung für die im Extruder zu verarbeitenden Polymere aufweisen sowie optional ein oder mehrere Beschickungsöffnungen für Additive, Zusatz- und/oder Hilfsstoffe und kann. Es ist zweckmäßig, wenn wenigstens eine Entgasungsöffnung vorhanden ist, an der beispielsweise ein Vakuum angelegt werden kann, um flüchtige Bestandteile aus dem Herstellprozess abzusagen. Das Gehäuse ist zumindest bereichsweise beheizbar und/oder kühlbar, um die Temperatur des Polymers zu beeinflussen. Zusätzlich oder alternativ ist es denkbar, eine Schnecke selbst mit einer Durchflussmöglichkeit für eine Wärmeaustauschflüssigkeit auszustatten. Der Extruder kann somit ein oder mehrere Temperaturzonen umfassen. Vorzugsweise weist der Extruder eine Mehrzahl unterschiedlicher Temperaturzonen auf, wobei die Temperatur selbiger unabhängig voneinander regelbar ist. Geeignete Extruder sind kommerziell erhältlich.

Um zu den erfindungsgemäß geeigneten mod. Olefin-Copolymeren zu gelangen, werden diese Ausgangspolymere thermomechanisch degradiert. Dabei kann in einem ersten Extrusion- sabschnitt die thermomechanische Degradierung eines Polypropylen(co) polymers durch Scherbeanspruchung erfolgen. Weiterhin kann das Polymer zusätzlich durch Wärme im Molekulargewicht degradiert werden. Es ist außerdem möglich, dass zur Steuerung der Abbaureaktion zusätzlich radikalisch zerfallende Initiatoren zugesetzt werden. Wenn Additive und Hilfsstoffe zugesetzt werden sollen, können diese in einem zweiten Verfahrensabschnitt durch Zugabe und Vermischung mindestens eines Additivs unter Scherbeanspruchung hergestellt werden. Dabei können der erste und der zweite Extrusionsabschnitt derart verbunden sein, dass das mod. Olefin-Copolymer oberhalb seines Erweichungspunktes von dem ersten in den zweiten Extrusionsabschnitt überführt wird. In einer anderen Ausführung wird das mod. Olefin- Copolymer in einem separaten Mischschritt aufgeschmolzen und mit den Additiven vermischt. Dabei können diese Mischprozesse beispielsweise auch in einem beheizbaren Kneter durchgeführt werden.

Ein Verfahren zur Herstellung eines geeigneten Schmelzklebstoffes mittels Extrudern kann so durchgeführt werden, wobei der Klebstoff mindestens ein mod. Olefin-Copolymer und gegebenenfalls mindestens ein weiteres Additiv enthalten soll, wobei unter i) Zuführung eines hochmolekularen Ausgangspolymeren in einem ersten Extrusionsabschnitt und anschließende thermomechanische Degradierung des Ausgangspolymeren in dem ersten Extrusionsabschnitt unter Scherbeanspruchung zur Herstellung eines mod. Olefin-Copolymer, wobei die Temperatur des ersten Extrusionsabschnittes zumindest in einem Bereich oberhalb des Erweichungspunktes des Ausgangspolymers liegt; ii) gegebenenfalls Überführung des mod. Olefin-Copolymer von dem ersten Extrusionsabschnitt in einen zweiten Mischungsschritt, unter iii) Zumischen mindestens eines Additivs in dem zweiten Mischschritt und anschließende Vermischung mit dem mod. Olefin-Copolymer unter Scherbeanspruchung zur Herstellung des Klebstoffes. Dabei beträgt die bei 200°C bestimmte Schmelzviskosität des mod. Olefin-Copolymer nach dem Degradie- rungsschritt vorzugsweise weniger als 20000 mPas, insbesondere unter 10000 mPas (Brook- field Cap 2000+, Cone8, 200 °C, DIN ISO 2555). In einer bevorzugten Ausführungsform wird der zweite Mischungsschritt unmittelbar anschließend an den ersten Schritt in einem Extruder durchgeführt. Zeigen die mod. Olefin-Copolymere bereits die geeigneten Klebstoffeigenschaften, kann auch auf den Zusatz von Additiven und den entsprechenden Mischschritt verzichtet werden.

Um die Effizienz des Herstellverfahrens zu steigern, ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die thermomechanische Degradierung in Schritt i) des Herstellverfahrens in Gegenwart mindestens eines Radikalbildners durchgeführt wird.

Geeignete Radikalbildner sind beispielsweise Peroxo- oder Diazogruppen enthaltende Verbindungen, wobei Peroxide, insbesondere organische Peroxide, bevorzugt sind. Beispiele sind (2,5-Dimethyl-2,5-di-[tert-butylperoxyl]hexan), Di-tert-amylperoxid, Dicumylperoxid, Di-tert- butylperoxid, 2,5-Dimethyl-2,5-di(tert-butyl peroxy)-3-hexin, Benzoylperoxid, p-Chlor- benzoylperoxid, 2,4-Dichlorbenzoyl-peroxid, Tert-butylperoxybenzoat, Diacetylperoxid, Lauroyl- peroxid, solche Produkte sind kommerziell erhältlich. Bezogen auf die Gesamtmenge an Po- lypropylen(co)polymer ist es im Sinne der Herstellung vorteilhaft, dass der Radikalbildner in einer Menge von 0,02 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise von 0,05 bis 3 Gew.-% und insbesondere von 0,1 bis 2 Gew.-% zugegeben wird.

Durch die beschriebene Menge an Radikalbildner insbesondere Peroxid kann der thermome- chanische Degradierungsprozess bei einer Temperatur von 100°C bis 350°C, vorzugsweise von 140°C bis 300°C durchgeführt werden, wobei relativ kurze Verweilzeiten im ersten Extrusion- sabschnitt von 0,1 min bis 3 min verwirklicht werden können. Nach erfolgter Degradierung soll der Anteil der Radikalbildner gering sein, um die erhaltenen Polymere stabil weiterverarbeiten zu können.

Die mod. Olefin-Copolymer können auch zusätzlich funktionelle Gruppen enthalten. Die können auch die Haftung zu den Substraten verbessern. Es kann sich dabei um SH-, OH-Gruppen, Estergruppen und/oder COOH- oder cyclische Anhydrid-Gruppen handeln.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich durch eine hohe Verfahrenseffizienz und niedrigen Energiebedarf aus, weshalb es unter ökologischen Gesichtspunkten als vorteilhaft anzusehen ist. Weiterhin weisen die erhaltenen Schmelzklebstoffe gegenüber herkömmlich hergestellten Klebstoffen in der Regel verbesserte Eigenschaften, insbesondere im Hinblick auf die Viskosität, Adhäsion und/oder Kohäsion, auf.

Bei den erfindungsgemäß geeigneten Klebstoffen handelt es sich um Schmelzklebstoffe. Diese sind bei Temperaturen unter 70 °C fest, d.h. der Erweichungspunkt (Ring/Ball, ASTM D 3461 ) liegt über 70°C, sie können aber als Schmelze auf die zu verklebenden Teile aufgetragen werden und verfestigen beim Abkühlen. Es ist vorteilhaft, Schmelzklebstoffe über das oben beschriebene Verfahren herzustellen, da diese direkt, ohne die Durchführung eines sonst üblichen weiteren Formulierungsschritts, der ein erneutes Aufschmelzen der Polymere beinhaltet, erhalten werden können.

Das gewichtsmittlere Molekulargewicht (Mw) des mod. Olefin-Copolymeren nach der Degradierung ist deutlich reduziert. Durch die oben beschriebene Reduzierung des Molekulargewichts werden die Viskosität und die Verarbeitungstemperatur des degradierten Polymeren gesenkt. Dabei soll das mod. Olefin-Copolymer besonders bevorzugt eine Schmelzviskosität von 200 bis 10000 mPas aufweisen (Brookflied, bei 200°C), insbesondere bis 5000 mPas. In einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt der Erweichungspunkt des mod. Ole- fin-Copolymer zwischen 70°C und 150°C. Erfindungsgemäß ist es zweckmäßig, wenn bei der Degradierung der Erweichungspunkt von Ausgangs(co)polymer zu mod. Olefincopolymer um mehr als 10 °C gesenkt wird, beispielsweise auch mehr als 30 °C.

Ein erfindungsgemäß geeigneter Schmelzklebstoff kann gegebenenfalls weiterhin bekannte Additive und Zusatzstoffe enthalten. Es kann sich dabei um klebrigmachenden Harze, Stabilisatoren, Vernetzungsmittel, Pigmente, Füllstoffe, Antioxidantien, Adhäsionspromotoren, Weichmacher oder Elastomere handeln. Die Menge der Additive kann bis zu 10 Gew-% betragen, insbesondere 0 bis 5 Gew-%. Über die Additive können auch Anwendungseigenschaften des Klebstoffs beeinflusst werden. Dabei ist darauf zu achten, dass eine Verträglichkeit mit dem mod. Olefin-Copolymer gegeben ist. Bei der Auswahl ist darauf zu achten, dass die Haftung nicht zu stark erhöht wird. Deswegen ist es in einer besonderen Ausführungsform bevorzugt, dass der Klebstoff keine Harze und/oder keine Wachse enthält.

Eine geeignete Zusammensetzung des erfindungsgemäß geeigneten Schmelzklebstoffs enthält von 80 bis 100 Gew-% der mod. Olefin-Copolymer und von 20 bis 0 Gew-% Additive und Zusatzstoffe, wobei die Summe 100% ergeben soll. Eine bevorzugte Zusammensetzung enthält 0,2 bis 10 Gew-% Additive und 90 Gew-% und mehr eines oder mehrere mod. Olefin- Copolymer. Dabei soll die Viskosität des Klebstoffs vorzugsweise bis 20000 mPas betragen.

Die für das erfindungsgemäße Verfahren geeigneten Schmelzklebstoffe weisen eine niedrige Viskosität auf. Vorzugsweise besitzen die Schmelzklebstoffe eine Viskosität von 200 mPa-s bis 10000 mPas, besonders bevorzugt bis 5000 mPas (bei 200°C). Der Erweichungspunkt beträgt 70 bis 150 °C, bevorzugt 80 bis 140°C. Die erfindungsgemäß geeigneten Schmelzklebstoffe sollen elastisch sein. Bei einer Zugbelastung sollen sie nicht zerbrechen, sondern eine elastische Dehnung aufweisen. Darunter wird verstanden, das der Klebstoff vorzugsweise eine Reißdehnung von mehr als 10 % aufweist (gemessen nach DIN ISO 527-1 , bei 23°C), insbesondere von mehr als 50 %.

Die Reißdehnung gemäß der DIN ISO 527-1 kann gemessen werden, indem zunächst die bei 210°C im Umluftofen aufgeschmolzene Probe auf Teflonfolie in einen Metallrahmen gegossen wird, so dass blasenfreie Platten von ca. 3mm Dicke erhalten werden. Nach 24 h Lagerung im Klimaraum bei 23°C, 50% Luftfeuchtigkeit werden mit der Stanzform 5A und einer unbeheizten Presse Probekörper ausgestanzt. Einwandfreie Probekörper (scharfe Kanten, keine Grate, glatte Oberfläche) werden ausgewählt. Die hergestellten Prüflinge werden mit dem TIRAtest 27025- bei 23°C, 50% Luftfeuchtigkeit auf ihre Zugeigenschaften überprüft. Abstand der Klemmen bei Prüfbeginn: 50 mm, Prüfgeschwindigkeit: 100 mm /min. Jeweils 5 Prüflinge werden pro Probe gemessen und anschließend der Durchschnittswert der Ergebnisse mit Standardabweichung ermittelt.

Die Schmelzklebstoffe werden insbesondere zum Herstellen von Schutzelementen auf verschiedenen empfindlichen Substraten eingesetzt, beispielsweise Gegenstände aus Keramik. Dazu wird der Klebstoff in geeigneten Geräten aufgeschmolzen und als Schmelze auf vorbestimmte Bereiche der Gegenstände aufgetragen. Diese Bereich und Flächen werden so gewählt, dass der Zweck der Beschichtung als Abstandshalter zu anderen gegebenenfalls gleichartigen Gegenständen erfüllt wird. Es handelt sich dabei um außen liegende Flächen, die andere Gegenstände oder Transportmittel berühren können. Die zu beschichtende Fläche kann beliebig geformt sein, beispielsweise als kreisförmige Fläche, als Viereck, als Ring, andere Formen oder unregelmäßige Netzformen. Es kann sich um gerade, gebogen Bereiche handeln, es können auch Kanten beschichtet werden. Die Größe der Bereiche wird so gewählt, dass eine ausreichende Schutzfunktion gegeben ist. Form und Ausgestaltung sind auch von den Gegenständen abhängig. Der aufgetragen Schmelzklebstoff verfestigt sich und bildet einen Formkörper.

Um die ausreichende Schutzfunktion zu erzielen, soll das Schutzelement vorzugsweise eine Dicke von mehr als 0,5 mm aufweisen, es können aber auch Schichten von 5 bis 20 mm aufgetragen werden. Besonders bevorzugt weist das Schutzelement in Form eines Formkörpers oder Schicht eine Dicke von 0,5 bis 20 mm auf. Bei einer Schicht wird die Schicht vorzugsweise direkt in einer Dicke von 5 bis 20 mm aufgetragen. Diese einzelnen Klebstoffteile bilden jeweils einen Formkörper im Sinn der Erfindung. Er kann geometrische Formen aufweisen oder ist unregelmäßig geformt.

Es können auch Gegenstände aus anderen Materialien beschichtet werden. Beispiele dafür sind beschichtete Spanplatten, Gegenstände mit Kunststoffoberflächen, Metallsubstrate oder andere Verbundkörper.

Der erfindungsgemäß geeignete Schmelzklebstoff haftet auf den Oberflächen der Substrate, wenn er als Schmelze aufgetragen wird. Er zeigt keine haftklebrigen Eigenschaften. Damit ist eine Fixierung der Schutzschicht an dem vorgegebenen Ort sichergestellt. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ein zweiter Gegenstand während der offenen Zeit des Klebstoffs zugefügt. In diesem Fall ist dann auch ein Verkleben mit dem zweiten Substrat möglich. Wird das zweite Substrat später mit der Schutzschicht in Kontakt gebracht, ist diese Seite nicht mehr verklebt. Wenn dieser Kontakt aber noch in einer Phase durchgeführt wird, zu dem der Klebstoffformkörper im Inneren noch nicht vollständig erstarrt ist, kann sich der Formkörper auch der Oberflächenform des weiteren Substrats anpassen.

Ein erfindungsgemäß ausgestaltetes Schutzelement / Formkörper ist elastisch. Die Reißdehnung beträgt vorzugsweise über 10 %, besonders bevorzugt über 20 %. Durch die ausgewählte Zusammensetzung ist es außerdem ermöglicht, dass die Haftung zu den Substraten vorzugsweise unter 1 N/mm liegt. Damit ist es möglich, die Schicht mechanisch von den Substraten wieder zu entfernen. Durch die vorhandene Elastizität zerreißt das Element nur schwer, kann also gut vom Substrat abgezogen werden. Auf den Oberflächen verbleibt kein Rückstand des Klebstoffs, sodass keine Beeinträchtigung der Substrate festgestellt wird. Es ist also ein adhäsiver Bruch zum Substrat festzustellen.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird eine Schutzschicht auf stapelbaren Gegenständen angebracht. Dabei wird der Schmelzklebstoff nach der Herstellung der Gegenstände direkt auf die vorbestimmten Bereiche der Oberfläche aufgetragen. Der Klebstoff wird schnell hart, auf das so beschichtete Substrat kann dann unmittelbar ein weiteres Substrat gestapelt werden. Durch die Haftung auf den Oberflächen verrutschen die Schutzelemente nicht beim Transport. Durch die geringe Haftung können die Gegenstände leicht voneinander getrennt werden. Anschließend ist das Schutzelement gut von dem anderen Substrat zu entfernen. Es ist festzustellen, dass der Schmelzklebstoff sich vollständig von der Substratoberfläche löst. Es sind keine Reste oder Verunreinigungen festzustellen. Durch die gute Applikation bei niedriger Viskosität und die schnelle Verfestigung ist ein schnelles Stapeln und Verpacken der Gegenstände möglich.

Beispiele:

Polymer 1 :

Ein hochmolekulares C3/C2-Copolymer (Dow) (MFR 25 g/10 min/2, 16 Kg 230 °C; softening point 154°C) wird in einem Extruder bei 280°C zusammen mit 1 ,5 % Peroxid für ca. 2 bis 3 min. gemischt und degradiert.

Das entstehende mod. PP/PE-Copolymer besitzt eine Viskosität von 1 160 mPas bei 200 °C, einen Erweichungspunkt von 134°C.

Polymer 2:

Ein hochmolekulares C3/C4-Copolymer (LyondelBasell) (MFR 0,8 g/10 min/2, 16 Kg 230 °C; softening point 1 18°C) wird in einem Extruder bei 280°C zusammen mit 0,3 % eines Peroxids für 2 bis 3 min. verarbeitet und degradiert. Das entstehende mod. Olefincopolymer besitzt eine Viskosität von 1330 mPas bei 200 °C, einen Erweichungspunkt von 106°C.

Polymer 3:

Eine Mischung aus einem C3-basierten Terpolymer (Ineos, MFR 5 bei 230°C, 2,16 kg) (30 Teile) mit einem C2/C3 Copolymer (ExxonMobil, MFI 3,6 bei 190°C, 2, 16 kg) (70 Teile) wird in einem Extruder bei 300°C mit 1 ,25% Peroxid für 2- 3 min verarbeitet und degradiert.

Das entstehende Polymerblend hat bei 200°C eine Viskosität von 800 mPas, einen Erweichungspunkt von 130°C und einer Reissdehnung von 35,0%.

Vergleich 4:

Ein Polyamid-Schmelzklebstoff (Huntsman) (softening point 123°C) mit einer Viskosität von 380 mPas bei 200°C wird direkt eingesetzt.

Vergleich 5:

Ein handelsüblicher Schmelzklebstoff aus 40% C2/C8-Copolymer, 40% eines Harzes und 20 % Additive (softening point 1 10°C, Viskosität 840 mPas bei180°C) wird eingesetzt.

Die Klebstoffe werden aufgeschmolzen bei 180°C und dann auf ein Testsubstrat aufgetragen (Dachziegeloberfläche). Nach 5 min wird ein zweites gleichartiges Substrat aufgelegt.

Nach 24 Stunden wurden die abdeckenden Substrate entfernt und die Haftung zum Untergrund wurde bestimmt.

Ergebnisse (Lagerung bei 25°C)

Substrat Versuch 1 V2 V3 V4 V5

Ziegel Rückseite 1 ,3,5 1 ,3,5 1 ,3,5 2,3 1 ,4

Ziegel braun lackiert 1 ,3,5 1 ,3,5 1 ,3,5 2,3,6, 1 ,4,7,

Ziegel rotbraun matt 1 ,3,5 1 ,3,5 1 ,3,5 1 ,4,7, 1 ,3,6,

Spanplatte 1 ,3,5 1 ,3,5 1 ,3,5 1 ,4,7, 1 ,4,7, weiß beschichtet

Spanplatte 1 ,3,5 1 ,3,5 1 ,4,7,

schwarz lackiert

Spanplatte 1 ,3,5 1 ,3,5 1 ,3,5 1 ,4,7

schwarz strukturiert

HPL laminierte Spanplatte 1 ,3,5 1 ,3,5 1 ,4,7, 1 ,4,7 1 : Haftung zum Substrat gut,

2: keine Haftung

3: abziehbar vom Substrat leicht möglich, ohne Riss

4: schlecht abziehbar

5: Rückstand nein

6: Rückstand ganz wenig

7: starker Rückstand

Ergebnisse (Lagerung bei 50°C)

Der Klebstoff aus Polyamid und der direkt mit einem kommerziellen nicht degradierten Polyole- fin hergestellte Klebstoff zeigen schlechtere Haftungs- und Rückstandswerte. Mit die besten Ergebnisse nach visueller Begutachtung wurden insgesamt mit der Mischung 3 erzielt.

Auf einer Polyolefinfolie werden die Klebstoffe 1 ,2,5 mit einem Rakel aufgetragen (200 μηη) und mit einer beschichteten Spanplatte abgedeckt und verklebt. Die Proben werden bei Raumtemperatur gelagert und nach 24 Std. vermessen.

Es werden Streifen 20 x 200 mm ausgeschnitten und die Haftkraft (90°, 10 mm/min) gemessen.

V1 : Adhäsionsbruch zum Substrat, Kraft < 1 N/mm

V2: Adhäsionsbruch zum Substrat , Kraft < 1 N/mm

V3: hohe Haftung zur Oberfläche, Adhäsionsbruch Folie/Klebstoff

Claims

Patentansprüche

1. Verwendung eines Schmelzklebstoffs als Schutzelement für Gegenstände, wobei der Schmelzklebstoff

- über 80 Gew.-% mindestens eines modifizierten Polyolefincopolymeres hergestellt aus einem hochmolekularem Polyolefincopolymer durch thermomechanische Degradierung des Polymeres unter Scherbeanspruchung und/oder Erwärmen, wobei das Copolymer in der Viskosität vermindert wird, und

- bis 20 Gew.-% Additive und Hilfsstoffe enthält,

wobei der Klebstoff einen Erweichungspunkt von 70 bis 150°C aufweist.

2. Verwendung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzklebstoff eine Viskosität von 200 bis 10000 mPas bei 200 °C aufweist.

3. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das

hochmolekulare Polyolefincopolymer ausgewählt wird aus Propylen/Ethylencopolymeren, Propylen/Butylencopolymeren, Ethylen/Butylencopolymeren oder ein entsprechendes Ter- polymer ist mit einem MFI unter 50 g/10min (230°C, 2, 16 Kg).

4. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenstände ausgewählt werden aus nicht bearbeiteten, lackierten, Kunststoff beschichteten, emaillierten oder glasierten Keramikoberflächen, Metall, Glasoberflächen oder beschichtete Holzwerkstoffen.

5. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Reißdehnung über 10 % beträgt und die Haftkraft unter 1 N/mm beträgt.

6. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der

Schmelzklebstoff bis zu 10 Gew-% Additive und Hilfsstoffe enthält, insbesondere frei von Harzen, Haftvermittlern und/oder Wachs ist.

7. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des Schutzelements von 0,5 bis 20 mm beträgt.

8. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 als Abstandshalter bei der Verpackung von Gegenständen.

9. Gegenstand umfassend mindestens ein verklebtes Schutzelement hergestellt aus einem Schmelzklebstoff nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzklebstoff als Schmelze aufgetragen wird und die Haftung des Schutzelements unter 1 N/mm beträgt.

10. Gegenstand nach Anspruch 9, wobei das Schutzelement von dem Gegenstand wieder entfernt werden kann.

1 1. Gegenstand nach Anspruch 10, wobei ausgewählte Bereiche der Oberfläche mit einem Schutzelement verklebt sind.

12. Verfahren zum Beschichten eines Gegenstands mit einem Schutzelement hergestellt aus einem Schmelzklebstoff nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein

Schmelzklebstoff bei einer Temperatur von 80 bis 150 °C in abgegrenzten Bereichen als Schmelze aufgetragen wird, und die freien Oberflächen des Klebstoffs nach dem Abkühlen nicht haftklebrig sind.