WO2018002076A1 - Klebstoff auf basis eines speziellen polyurethanharnstoffs sowie dessen herstellung und anwendung - Google Patents

Klebstoff auf basis eines speziellen polyurethanharnstoffs sowie dessen herstellung und anwendung Download PDF

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isocyanate
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Sebastian Dörr
Marc-Stephan Weiser
Sascha Plug
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Covestro Deutschland Ag
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    • C09J2475/00Presence of polyurethane

Definitions

  • the present invention relates to an adhesive which can be prepared from an aqueous polyurethaneurea dispersion comprising a specific polyurethaneurea, as well as an adhesive layer and a product containing the adhesive.
  • Self-adhesive adhesives are used in many, especially medical, applications such as self-adhesive bandages, plasters or other wound dressing.
  • the requirements for self-adhesive adhesives can be very diverse.
  • the self-adhesive adhesives have in common that the adhesive adheres well to the surface to be fixed, but at the same time can be easily removed, if possible without residues.
  • the adhesive should leave no residue on the skin after removal, do not induce allergies to avoid skin irritation, be breathable while being water stable and have good adhesion to the adhesive (e.g., foil) backing.
  • Self-adhesive acrylate or silicone adhesives are often used in such products. While acrylate adhesives also allow high adhesive strengths, they are often due to their thermoplastic flow behavior on the skin after prolonged gestation only under damage to the uppermost layers of skin and with great pain again deductible, they lead to severe skin irritation and possibly to allergic reactions.
  • Silicone adhesives are often of lower adhesive strength and therefore allow for various medical applications, such as NPWT (Vacuum Wound Therapy or Vacuum Therapy), ostomy (colostomy) and various medical tapes, also called tapes, e.g. Surgical tapes, not enough adhesive power for secure bonding, especially over a longer period.
  • NPWT Vacuum Wound Therapy or Vacuum Therapy
  • ostomy colonstomy
  • various medical tapes also called tapes, e.g. Surgical tapes, not enough adhesive power for secure bonding, especially over a longer period.
  • An object of the present invention is to improve at least part of the disadvantages of the prior art at least in part.
  • a skin-friendly pressure-sensitive adhesive for medical use having a sufficiently high bond strength, in particular in a range of 1 N / 20 mm to 30 N / 20 mm against steel according to DIN EN 1464 (90 ° roller peel test) on a tensile testing machine according to DIN EN ISO 527-1.
  • a further object of the invention is to provide an adhesive, for example in the form of an adhesive layer, which provides sufficient bond strength in many different, above all medical, but also technical applications.
  • an object of the invention is to provide an adhesive, for example in the form of an adhesive layer, which has good skin compatibility, high wearing comfort and good removability.
  • the wearing comfort and the residue-free removability should be guaranteed even after several weeks wearing time.
  • an object of the invention is to provide an adhesive, for example in the form of an adhesive layer, which has a high bond strength combined with good skin compatibility and the best possible removability.
  • a further object of the invention is to provide an adhesive, for example in the form of an adhesive layer, which has the same advantages as described for the adhesive and can be used in various medical as well as technical applications.
  • a further object of the invention is to provide an aqueous polyurethaneurea dispersion from which the adhesive or the adhesive layer according to the invention can be obtained in a simple manner.
  • An object of the invention is to provide a use of the adhesive or the adhesive layer for fixing objects, wherein the adhesive or the adhesive layer brings the already mentioned advantages in the article or the attachment.
  • Another object of the invention is to provide a use of a polyurethaneurea dispersion for the preparation of an adhesive, an adhesive layer or a product having the advantages already mentioned.
  • a first subject of the invention relates to an adhesive preparable from an aqueous polyurethaneurea dispersion containing an amorphous polyurethaneurea, which is obtainable by reacting at least
  • an amino-functional chain extender component having at least 2 isocyanate-reactive amino groups, containing at least one amino-functional compound Cl) which has no ionic or ionogenic groups and / or an amino-functional compound C2) which has ionic or ionogenic groups,
  • G a compound which has exactly one isocyanate-reactive group or a compound which has more than one isocyanate-reactive group, wherein only one of the isocyanate-reactive groups reacts under the reaction conditions selected with the isocyanate groups present in the reaction mixture, and
  • H) optionally an aliphatic polyisocyanate component having an average isocyanate functionality of> 2.6 and ⁇ 4, wherein the components B) and F) together ⁇ 30 wt .-% of component F), based on the total mass of components B) and F) included.
  • Polyurethane ureas according to the invention are polymeric compounds which have at least two, preferably at least three urethane groups-containing repeating units:
  • the polyurethaneureas also have urea-group-containing repeating units as a result of the preparation
  • HH as formed in particular in the reaction of isocyanate-terminated prepolymers with amino-functional compounds.
  • ionogenic groups are understood as meaning those functional groups which are capable of forming ionic groups, for example by neutralization with a base.
  • Component A) may be any polyisocyanate that would be used by one skilled in the art.
  • Preferred polyisocyanates as component A) are, in particular, the aliphatic polyisocyanates known per se to the person skilled in the art with an average isocyanate functionality of> 1.8 and ⁇ 2.6.
  • the term aliphatic also encompasses cycloaliphatic and / or araliphatic polyisocyanates.
  • the average isocyanate functionality is understood to mean the average number of isocyanate groups per molecule.
  • Preferred polyisocyanates are those of the molecular weight range of 140 to 336 g / mol. These are particularly preferably selected from the group consisting of. 1,4-diisocyanatobutane (BDI), 1,5-pentanediisocyanate, (PDI) 1,6-diisocyanatohexane (HDI), l, 3-bis (isocyanatomethyl) benzene (1,3-xylylene diisocyanate, XDI), l, 4- Bis (isocyanatomethyl) benzene (1,4-xylylene diisocyanate, XDI), 1,3-bis (1-isocyanato-1-methyl-ethyl) benzene (TMXDI), 1,4-bis (1-isocyanato-1-methyl -ethyl) benzene (TMXDI), 4-isocyanatomethyl-1, 8-octane diisocyanate (trisisocyanat
  • the polyisocyanates are very particularly preferably selected from 1,4-butylene diisocyanate, 1,5-pentamethylene diisocyanate (PDI), 1,6-hexamethylene diisocyanate (HDI), isophorone diisocyanate (IPDI), 2,2,4- and / or 2,4, 4-trimethylhexa methylene diisocyanate, the isomeric bis (4,4'-isocyanatocyclohexyl) methanes or mixtures thereof any isomer content (H12-MDI), 1,4-cyclohexylene diisocyanate, 4-isocyanatomethyl-l, 8-octane diisocyanate (nonane triisocyanate) and alkyl 2,6-diisocyanatohexanoates (lysine diisocyanates) with C 1 -C 8 -alkyl groups.
  • PDI 1,5-pentamethylene diisocyanate
  • HDI 1,6-hexam
  • modified diisocyanates which have an average isocyanate functionality> 2 and ⁇ 2.6 with uretdione, isocyanurate, urethane, allophanate, biuret, iminooxadiazinedione or oxadiazinetrione structure and mixtures of these and / or the above proportionally used.
  • the organic polyisocyanate component A) particularly preferably contains an aliphatic or cycloaliphatic polyisocyanate selected from HDI, IPDI and / or H12-MDI or their modification products, very particularly preferably selected from HDI and / or IPDI.
  • component A) comprises IPDI and HDI in a mixture.
  • the weight ratio of IPDLHDI for the polyisocyanate component A) is in a range of 1.05 to 10, more preferably in a range of 1.1 to 5, and most preferably in a range of 1.1 to 1.5 ,
  • component A) for the preparation of the polyurethaneurea used in accordance with the invention,> 5 and ⁇ 40% by weight of component A) and particularly preferably> 10 and ⁇ 35% by weight of component A) are used, based in each case on the total mass of the polyurethaneurea .
  • Component H) is preferably used in admixture with component A).
  • component H Particularly suitable as component H) are oligomeric diisocyanates which have a functionality of> 2.6 and ⁇ 4, preferably> 2.8 and ⁇ 3.8, with isocyanurate, urethane, allophanate, biuret, iminooxadiazinedione or oxadiazinetrione structure , Most preferably, H) contains isocyanurate structures.
  • the organic polyisocyanate component H) consists of an aliphatic or cycloaliphatic polyisocyanate oligomer based on HDI, IPDI and / or H12-MDI, very particularly preferably based on HDI.
  • the molar ratio of the NCO groups from component A) to component H) is preferably 100: 0.5 to 100: 50; more preferably 100: 2 to 100: 15, and most preferably 100: 3 to 100: 8.
  • component H for the preparation of the polyurethaneurea used according to the invention,> 0 and ⁇ 10% by weight of component H) and particularly preferably> 0.1 and ⁇ 3% by weight of component H), in each case based on the total mass of the polyurethaneurea used.
  • the polymeric polyether polyols used according to the invention as component B) preferably have number-average molecular weights in a range from 400 to 8000 g / mol, preferably in a range from 600 to 6000 g / mol, or preferably in a range from 1000 to 3000 g / mol as determined by gel permeation chromatography over polystyrene standard in tetrahydrofuran at 23 ° C, and / or an OH functionality of preferably in a range of 1.5 to 6, more preferably in a range of 1.8 to 3, particularly preferably in one Range from 1.9 to 2.1.
  • polymeric polyether polyols means here in particular that said polyols have at least two, preferably at least three interconnected repeat units.
  • the number average molecular weight is always determined in the context of this application by gel permeation chromatography (GPC) in tetrahydrofuran at 23 ° C.
  • GPC gel permeation chromatography
  • the procedure is according to DIN 55672-1: "Gel permeation chromatography, Part 1 - tetrahydrofuran as eluent" (SECurity GPC system from PSS Polymer Service, flow rate 1.0 ml / min, columns: 2xPSS SDV linear M, 8 ⁇ 300 mm, 5 ⁇ mol RID detector).
  • This polystyrene samples of known molecular weight are used for calibration.
  • the calculation of the number average molecular weight is software-based. Baseline points and evaluation limits are defined in accordance with DIN 55672 Part 1.
  • Suitable polyether polyols are, for example, the per se known addition products of styrene oxide, ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide and / or epichlorohydrin to di- or polyfunctional starter molecules.
  • polyalkylene glycols such as polyethylene, polypropylene and / or polybutylene glycols are applicable, in particular with the above-mentioned preferred molecular weights.
  • starter molecules it is possible to use all compounds known from the prior art, for example water, butyldiglycol, glycerol, diethylene glycol, trimethylolpropane, propylene glycol, sorbitol, ethylenediamine, triethanolamine, 1,4-butanediol.
  • component B) comprises poly (propylene glycol) polyether polyols.
  • the adhesive includes poly (propylene glycol) polyether polyols in a range of 50 to 100 weight percent, or preferably in a range of 70 to 100 wt .-% or preferably in a range of 90 to 100 wt .-%, particularly preferably to 100 wt .-%, each based on the total weight of component B).
  • component B) comprises or consists of a mixture of poly (propylene glycol) polyether polyols having different average molecular weight, wherein the poly (propylene glycol) polyether polyols in their number average molecular weights by at least 100 g / mol, preferably at least 200 g / mol, or preferably by at least 400 g / mol, or preferably by at least 800 g / mol, or preferably differ by at least 1000 g / mol.
  • the number-average molecular weights of the poly (propylene glycol) polyether polyols preferably do not differ by more than 5000 g / mol, or by more than 4000 g / mol, or by more than 3000 g / mol.
  • component B) contains a mixture of poly (propylene glycol) polyether polyols I having a number average molecular weight M n of> 400 and ⁇ 1500 g / mol, more preferably of> 600 and ⁇ 1200 g / mol, most preferably of 1000 g / mol and poly (propylene glycol) polyether polyols II having a number average molecular weights M n of> 1500 and ⁇ 8000 g / mol, more preferably of> 1800 and ⁇ 3000 g / mol, most preferably of 2000 g / mol ,
  • the component B) preferably has an average molecular weight in a range from 400 to 4000 g / mol, or preferably in a range from 500 to 3500 g / mol, or preferably in a range from 800 to 3000 g / mol.
  • the weight ratio of the poly (propylene glycol) polyether polyols I to the poly (propylene glycol) polyether polyols II is preferably in the range from 0.01 to 10, particularly preferably in the range from 0.02 to 5, very particularly preferably in the range from 0.05 to 1 ,
  • an amino-functional chain extender component C) having at least 2 isocyanate-reactive amino groups containing at least one amino-functional compound Cl) which has no ionic or ionogenic groups and / or one amino-functional compound C2) which has ionic or ionogenic groups is used for the preparation of the polyurethaneurea. used.
  • the amino-functional compounds of component C) component are preferably selected from primary and / or secondary diamines.
  • the amino-functional compounds C) comprise at least one diamine.
  • the amino-functional component C) comprises at least one amino-functional compound C2) which has ionic and / or ionogenic groups.
  • the amino-functional component C) comprises both amino-functional compounds C2) which have ionic and / or ionogenic groups, and amino-functional compounds Cl) which have no ionic or ionogenic group.
  • organic di- or polyamines such as, for example, 1,2-ethylenediamine, 1,2- and 1,3-diaminopropane, 1,4-diaminobutane, 1,6-diaminohexane, isophoronediamine (IPDA), isomer mixture of 2 , 2,4- and 2,4,4-trimethylhexamethylenediamine, 2-methylpentamethylenediamine, diethylenetriamine, 4,4-diaminodicyclohexylmethane and / or dimethylethylenediamine or mixtures of at least two thereof.
  • IPDA isophoronediamine
  • the component Cl) is selected from the group consisting of 1,2-ethylenediamine, bis (4-aminocyclohexyl) methane, 1,4-diaminobutane, IPDA, ethanolamine, diethanolamine and diethylenetriamine or a mixture of at least two thereof.
  • the component Cl) contains> 75 mol%, particularly preferably> 80 mol%, very particularly preferably> 85 mol%, more preferably> 95 mol% and furthermore preferably 100 mol% 1,2-ethylenediamine or IPDA or a mixture of 1,2-ethylenediamine and IPDA, wherein the sum of the two amines relative to the total amount of Cl) is preferably present in said proportions.
  • the hydrophilizing component C2) preferably comprises at least one anionically hydrophilizing compound. Further preferably, the hydrophilizing component comprises C2) an anionic hydrophilicizing compound to at least 80 wt .-%, or preferably at least 90 wt .-%, based on the total weight of component C2).
  • the component C2) particularly preferably consists of exclusively anionically hydrophilicizing compounds.
  • Suitable anionic hydrophilizing compounds contain at least one anionic or ionogenic group which can be converted into an anionic group. Furthermore, suitable anionic hydrophilicizing compounds preferably have at least two amino groups and particularly preferably two amino groups.
  • the hydrophilizing component C2) particularly preferably comprises or consists of an anionically hydrophilizing compound which has at least one anionic or ionogenic group and at least two amino groups.
  • Suitable anionically hydrophilicizing compounds as component C2) also referred to below as hydrophilizing agent C2), preferably contain a sulfonic acid or sulfonate group, more preferably a sodium sulfonate group.
  • Suitable anionically hydrophilicizing compounds as component C2) are, in particular, the alkali metal salts of mono- and diaminosulfonic acids.
  • anionic hydrophilicizing agents are salts of the 2- (2- Aminoethylamino) ethanesulfonic acid, ethylenediamine-propyl- or -butylsulfonic acid or 1,2- or 1,3-propylenediamine- ⁇ -ethylsulfonic acid or mixtures of at least two thereof.
  • anionic hydrophilicizing agents C2 are those which contain sulfonate groups as ionic groups and two amino groups, such as the salts of 2- (2-aminoethylamino) ethylsulfonic acid and 1,3-propylenediamine- ⁇ -ethylsulfonic acid. Very particular preference is given to using 2- (2-aminoethylamino) ethylsulfonic acid or salts thereof as the anionic hydrophilicizing agent C2).
  • the anionic group in the component C2) may also be a carboxylate or carboxylic acid group.
  • the component C2) is then preferably selected from diaminocarboxylic acids.
  • the carboxylic acid-based components C2) must be used in higher concentrations compared to those components C2) carrying sulfonate or sulfonic acid groups.
  • the preparation of the polyurethaneurea used according to the invention > 0.1 and ⁇ 10 wt .-% of component C2) and particularly preferably> 0.5 and ⁇ 4 wt .-% of component C2), each based on the total mass of the polyurethaneurea.
  • hydrophilization it is also possible to use mixtures of anionic hydrophilicizing agents C2) and further hydrophilicizing agents D) which are different from C2).
  • Suitable further hydrophilicizing agents D) are, for example, nonionic hydrophilicizing compounds D1) and / or hydroxy-functional ionic or ionic hydrophilicizing agents D2).
  • Component D) is preferably nonionic hydrophilic components D1).
  • Suitable hydroxy-functional ionic or ionic hydrophilicizing agents as component D2) are, for example, hydroxycarboxylic acids such as mono- and dihydroxycarboxylic acids such as 2-hydroxyacetic acid, 3-hydroxypropanoic acid, 12-hydroxy-9-octadecanoic acid (ricinoleic acid), hydroxypivalic acid, lactic acid, dimethylolbutyric acid and / or dimethylolpropionic acid or mixtures from at least two of them.
  • Hydroxypivalic acid, lactic acid and / or dimethylolpropionic acid are preferred, and dimethylolpropionic acid is particularly preferred.
  • the amount of hydroxy-functional ionic or ionic hydrophilicizing agent D2) is in a range of 0 to 1% by weight, or preferably in one Range of 0.01 to 0.5 wt .-%, based on the total mass of the polyurethane urea in the polyurethane urea included.
  • Suitable nonionically hydrophilicizing compounds as component D1) are e.g. Polyoxyalkylene ethers which have isocyanate-reactive groups, such as hydroxyl, amino or thiol groups. Preference is given to monohydroxy-functional polyalkylene oxide polyether alcohols containing on average from 5 to 70, preferably from 7 to 55 ethylene oxide units per molecule, as are obtainable in a manner known per se by alkoxylation of suitable starter molecules (for example in Ullmanns Encyclopadie der ischen Chemie, 4th Edition, Vol 19, Verlag Chemie, Weinheim pp. 31-38). These are either pure polyethylene oxide ethers or mixed polyalkylene oxide ethers, wherein they contain at least 30 mol%, preferably at least 40 mol% based on all alkylene oxide units contained in ethylene oxide units.
  • nonionic compounds are monofunctional mixed polyalkylene oxide polyethers which have 40 to 100 mol% of ethylene oxide and 0 to 60 mol% of propylene oxide units.
  • Suitable starter molecules for such nonionic hydrophilicizing agents are in particular saturated monoalcohols such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, sec-butanol, the isomeric pentanols, hexanols, octanols and nonanols, n-decanol, n-dodecanol, n Tetradecanol, n-hexadecanol, n-octadecanol, cyclohexanol, the isomeric methylcyclohexanols or hydroxymethylcyclohexane, 3-ethyl-3-hydroxymethyloxetane or tetrahydrofur
  • Alkylene oxides which are suitable for the alkoxylation reaction are, in particular, ethylene oxide and propylene oxide, which can be used in any desired order or else as a mixture in the alkoxylation reaction.
  • the polyurethaneurea used according to the invention contains> 0 and ⁇ 20% by weight of component D), preferably> 0.1 and ⁇ 10% by weight of component D) and very particularly preferably> 1 and ⁇ 5 Wt .-% of component D), respectively based on the total mass of the polyurethaneurea.
  • component D) is not used for the preparation of the polyurethaneurea.
  • component E) optionally polyols, in particular non-polymeric polyols, said molecular weight range of 62 to 399 mol / g having up to 20 carbon atoms, such as Efhyl- englykol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol , 1,4-butanediol, 1,3-butylene glycol, cyclohexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, hydroquinone dihydroxyethyl ether, bisphenol A (2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane), hydrogenated Bisphenol A (2,2-bis (4-hydroxycyclohexyl) propane), trimethylolpropane, trimethylolethane, glycerol, pentaerythritol and any mixtures thereof are used with each other.
  • the polyurethaneurea used according to the invention contains ⁇ 10% by weight of component E), preferably ⁇ 5% by weight of component E), in each case based on the total mass of the polyurethaneurea.
  • the polyurethaneurea preferably contains the component E) in a range from 0.1 to 10% by weight, preferably in a range from 0.2 to 8% by weight, preferably in a range from 0.1 to 5% by weight. %, based in each case on the total mass of the polyurethaneurea.
  • component E) is not used for the preparation of the polyurethaneurea.
  • polymeric polyols which do not fall under the definition of B) because they are not polyether polyols - for example the polyester polyols known per se in polyurethane coating technology, polyacrylate polyols, polyurethane polyols, polycarbonate polyols, polyester polyacrylate polyols, polyurethane polyacrylate polyols, polyurethane polyester polyols, polyurethane polycarbonate polyols and polyester polycarbonate polyols.
  • Component F) is preferably not polymeric polyols which have ester groups, in particular not polyesterpolyols.
  • the components B) and F) according to the invention together contain ⁇ 30 wt .-%, preferably ⁇ 10 wt .-%, and particularly preferably ⁇ 5 wt .-%, of component F), based on the total mass of components B) and F. ). Most preferably, component F) is not used to prepare the polyurethaneurea.
  • Component G) comprises compounds which have exactly one isocyanate-reactive group or compounds which have more than one isocyanate-reactive group, with only one of the isocyanate-reactive groups reacting under the reaction conditions selected with the isocyanate groups present in the reaction mixture.
  • the isocyanate-reactive groups of component G) may be any functional group capable of reacting with an isocyanate group, such as hydroxy groups, thiol groups or primary and secondary amino groups.
  • Isocyanate-reactive groups in the context of the invention are particularly preferably primary or secondary amino groups which react with isocyanate groups to form urea groups.
  • compounds of component G) may also contain other isocyanate-reactive groups, such as, for example, OH groups, with only one of the isocyanate-reactive groups reacting under the reaction conditions selected with the isocyanate groups present in the reaction mixture. This can be done for example by reaction of corresponding amino alcohols at relatively low temperatures, for example at 0 to 60 ° C, preferably at 20 to 40 ° C. Preference is given to working in the absence of catalysts which would catalyze the reaction of isocyanate groups with alcohol groups.
  • suitable compounds of component G) are primary / secondary amines, such as methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, octylamine, laurylamine, stearylamine, isononyloxypropylamine, dimethylamine, diethylamine, dipropylamine, dibutylamine, N-methylaminopropylamine, diethyl (methyl) aminopropylamine , Morpholine, piperidine, diethanolamine, 3-amino-1-methylaminopropane, 3-amino-1-ethylaminopropane, 3-amino-1-cyclohexylaminopropane, 3-amino-1-methylaminobutane, ethanolamine, 3-aminopropanol or neopentanolamine.
  • primary / secondary amines such as methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, octylamine, lau
  • Suitable monofunctional compounds are also ethanol, n-butanol, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol mono-propyl ether, propylene glycol monobutyl ether,
  • the polyurethaneurea used according to the invention > 0.1 and ⁇ 20 wt .-% of component G) and particularly preferably> 0.3 and ⁇ 10% by weight of component G), in each case based on the total mass of the polyurethaneurea.
  • component H) is used and the molar ratio of component G) to component H) is preferably 5: 1 to 1: 5, more preferably 1.5: 1 to 1: 4, and most preferably 1: 1 to 1: 3.
  • the components A) to H) are used in the following amounts to prepare the polyurethaneureas used according to the invention, the individual amounts always adding up to 100% by weight:
  • component A From 5 to 40% by weight of component A), from 55 to 90% by weight of the sum of components B) and optionally F),
  • component G 0.1 to 20 wt .-% of component G) and 0 to 10 wt .-% component H).
  • the components A) to H) are used in the following amounts to prepare the polyurethaneureas used according to the invention, the individual amounts always adding up to 100% by weight:
  • component A From 10 to 35% by weight of component A), from 60 to 85% by weight of the sum of components B) and optionally F),
  • component G 0.3 to 10 wt .-% of component G) and 0.1 to 3 wt .-% component H).
  • the adhesive comprises a polyurethaneurea obtainable by reacting at least A) an aliphatic polyisocyanate component having an average isocyanate functionality of> 1.8 and ⁇ 2.6, which is selected from HDI, IPDI and / or H12-MDI or their modification products,
  • polymeric polyether-polyol component which preferably consists of poly (propylene glycol) polyether polyols,
  • an amino-functional chain extender component having at least 2 isocyanate-reactive primary and / or secondary amino groups, containing at least one amino-functional compound Cl) which has no ionic or ionogenic groups and / or one amino-functional compound C2) which has ionic or ionogenic groups,
  • component H) consists of an aliphatic or cycloaliphatic polyisocyanate oligomer with isocyanurate, urethane, allophanate, biuret, iminooxadiazinedione or oxadiazinetrione structure, components B) and F) together ⁇ 30 wt .-% of component F), based on the total mass of components B) and F).
  • the adhesive comprises a polyurethaneurea obtainable by reacting at least
  • polymeric polyether-polyol component which is a mixture of at least two poly (propylene glycol) polyether polyols and wherein the Differentiate poly (propylene glycol) polyether polyols in their number average molecular weights
  • an amino-functional chain extender component having 2 isocyanate-reactive primary and / or secondary amino groups, containing at least one amino-functional compound Cl) which has no ionic or ionogenic groups and / or an amino-functional compound C2) which has ionic or ionogenic groups,
  • D) optionally further hydrophilizing components which are different from C2), which are non-ionically hydrophilicizing components D1),
  • G a compound which has exactly one isocyanate-reactive group or a compound which has more than one isocyanate-reactive group, wherein only one of the isocyanate-reactive groups reacts under the reaction conditions selected with the present in the reaction mixture isocyanate groups, wherein the isocyanate reactive group is a primary and / or secondary amino and / or hydroxy group and
  • H) optionally an aliphatic polyisocyanate component having an average isocyanate functionality of> 2.6 and ⁇ 4, wherein the component H) from an aliphatic or cycloaliphatic polyisocyanate oligomer with isocyanurate, urethane, allophanate, biuret, iminooxadiazinedione or Oxadiazintrion Modell, based on HDI, IPDI and / or H12-MDI, wherein the components B) and F) together ⁇ 30 wt .-% of component F), based on the total mass of components B) and F).
  • the polyurethaneurea used according to the invention is very particularly preferably obtainable by reacting exclusively components A) to H). There are then no further components used to prepare the polyurethaneurea.
  • the polyurethaneureas used according to the invention are preferably linear molecules, but may alternatively be branched.
  • the number-average molecular weight of the polyurethane ureas preferably used is preferably from> 2000 to ⁇ 300,000 g / mol, preferably from> 5000 to ⁇ 150000 g / mol, or preferably from> 10000 to ⁇ 100000 g / mol.
  • the polyurethaneurea used to prepare the adhesive is preferably present in a physiologically acceptable medium.
  • the medium is particularly preferably water and most preferably the polyurethaneurea is in the form of an aqueous dispersion which has essentially no further solvents.
  • substantially no further solvents are understood according to the invention to mean that less than 2% by weight, preferably less than 1.5% by weight, or preferably less than 1% by weight, based on the total weight of the polyurethane dispersion other solvents are present in the polyurethane dispersion, in particular no organic solvents such as acetone.
  • the main component (> 50 wt .-%) of the dispersing medium based on the total amount of the liquid dispersing medium, optionally also the sole liquid dispersing medium.
  • the polyurethaneurea used is therefore preferably dispersible in water, which in the context of this invention means that the polyurethaneurea can form a sedimentation-stable dispersion in water, in particular deionized water, at 23 ° C.
  • the polyurethaneureas used are obtainable by preparing isocyanate-functional polyurethane prepolymers a) from the components A), B) and optionally D) and / or C2), and optionally the compounds E) and / or H) (step a) and their free NCO groups are then wholly or partially reacted with the amino-functional chain extender component C), and the component G) and optionally the component D) and H) (step b)).
  • component H) is used only in step b), it is preferably added before the addition of component C) and reacted with the prepolymer a).
  • step b) the reaction with a diamine or a plurality of diamines (component C) with chain extension wherein also the monofunctional component G) is added as a chain terminator for molecular weight control.
  • component C diamine or a plurality of diamines
  • G monofunctional component
  • step b) the reaction of the prepolymer a) to produce the polyurethaneurea is brought to implement a mixture of components Cl), C2) and G).
  • component Cl a high molecular weight can be established without the viscosity of the previously prepared isocyanate-functional prepolymer increases to an extent that would interfere with processing.
  • an optimal balance between hydrophilicity and chain length can be set.
  • the polyurethane prepolymer a) used according to the invention preferably has terminal isocyanate groups, ie the isocyanate groups are located at the chain ends of the prepolymer. Most preferably, all chain ends of the prepolymer have isocyanate groups.
  • the hydrophilicity of the prepolymer can be controlled.
  • other components in particular the hydrophilicity of component B, also play a role in the hydrophilicity of the prepolymer.
  • the isocyanate-functional polyurethane prepolymers a) are water-insoluble and not dispersible in water.
  • the term "water-insoluble, non-water-dispersible polyurethane prepolymer” means, in particular, that the water solubility of the prepolymer used according to the invention is less than 10 g / liter at 23 ° C., more preferably less than 5 g / liter, and the prepolymer is not sedimentation-stable at 23 ° In other words, the prepolymer settles in an attempt to disperse in water
  • the water insolubility or lack of dispersibility in water refers to deionized water without the addition of surfactants
  • Polyurethane prepolymers a) preferably have essentially neither ionic nor ionogenic groups (capable of forming ionic groups) In the context of the present invention, this means that the proportion of ionic and / or ionogenic groups, in particular anionic groups, such as carboxylate or sulfonate, or kati less than 15 milliequivalents per 100 g of polyurethane
  • the acid number of the prepolymer is expediently below 30 mg KOH / g prepolymer, preferably below 10 mg KOH / g prepolymer.
  • the acid number indicates the mass of potassium hydroxide in mg, which is required for the neutralization of 1 g of the sample to be tested (measurement according to DIN EN ISO 211).
  • the neutralized acids, ie the corresponding salts naturally have no or a reduced acid number.
  • the acid number of the corresponding free acid is crucial.
  • the water-insoluble, non-water-dispersible, isocyanate-functional polyurethane prepolymers a) are preferably exclusively obtainable from components A), B) and optionally D), E) and / or H).
  • the component G) is not added in this step.
  • the hydrophilicizing agents D1) are preferably used in amounts such that the prepolymer is nevertheless water-insoluble and not water-dispersible. Particular preference is given to using ⁇ 10% by weight of component D1), very particularly preferably ⁇ 5% by weight and furthermore preferably ⁇ 2% by weight of component D1), in each case based on the total mass of the polyurethaneurea. Further preferably, the component Dl) is not used for the preparation of the prepolymer a).
  • component B) has neither ionic nor ionogenic groups.
  • component B) preferably only polyether polyols, in particular polyalkylene oxide ethers, which contain ⁇ 10 mol% and, based on all the alkylene oxide units present, of ethylene oxide units and preferably no ethylene oxide units, are used as component B).
  • the polyurethane ureas preferably used in this embodiment of the invention therefore have ionic or ionic groups, preferably anionic groups, these anionic groups being introduced into the polyurethaneureas used via the hydrophilizing component C2) used in step b).
  • the polyurethane ureas used optionally additionally comprise nonionic components for hydrophilization.
  • the polyurethane ureas used for the hydrophilization particularly preferably contain exclusively sulfonate groups, which are introduced in step b) via corresponding diamines as component C2) into the polyurethaneurea.
  • the prepolymers a) used to prepare the polyurethaneurea according to the invention are water-soluble or water-dispersible.
  • the hydrophilizing component D) and / or C2) are used in the preparation of the prepolymer a) in an amount which is sufficient for the prepolymer to be water-soluble or water-dispersible.
  • the prepolymer a) preferably has ionic or ionogenic groups.
  • Suitable hydrophilizing components D) and C2) for this embodiment of the invention are the compounds mentioned above for D) and C2).
  • the hydrophilizing components used are preferably at least the compounds mentioned above under D1) and / or C2).
  • the polyurethaneureas used to prepare the adhesive according to the invention are preferably dispersed in water before, during or after step b), more preferably during or after step b). Thus, a dispersion of the polyurethane ureas is obtained.
  • the preparation of the polyurethaneurea dispersions can be carried out in one or more stages in homogeneous or multistage reaction, in some cases in disperse phase.
  • a dispersing, emulsifying or dissolving step is preferably carried out. This is followed, if appropriate, by a further polyaddition or modification in disperse phase.
  • the suitable for the corresponding prepolymer solvents or dispersants such as water or acetone or mixtures thereof is selected.
  • prepolymer mixing method acetone method or melt dispersing method can be used.
  • acetone method is used.
  • the catalysts known in polyurethane chemistry can be used.
  • Suitable solvents are the customary aliphatic, ketofunctional solvents, such as acetone, 2-butanone, which may be added not only at the beginning of the preparation but, if appropriate, also in parts later. Preference is given to acetone and 2-butanone, particular preference to acetone. The addition of other solvents without isocyanate-reactive groups is possible, but not preferred.
  • the constituents of A), B) and, if appropriate, H), D) and E), which may have not yet been added at the beginning of the reaction, may be metered in.
  • the molar ratio of isocyanate groups to isocyanate-reactive groups is preferably 1.05 to 3.5, particularly preferably 1.1 to 3, 0 and most preferably 1.1 to 2.5.
  • the reaction of components A), B) and optionally H), D) and E) to form the prepolymer can be carried out partially or completely, but preferably completely.
  • polyurethane prepolymers containing free isocyanate groups can be obtained in bulk or in solution. If ionogenic groups, such as, for example, carboxyl groups, are present in the prepolymer, they can be converted by neutralization into ionic groups in a further step.
  • bases such as tertiary amines, e.g. Trialkylamines having 1 to 12, preferably 1 to 6 C-atoms, more preferably 2 to 3 C-atoms in each alkyl radical or most preferably alkali metal bases such as the corresponding hydroxides are used.
  • Suitable neutralizing agents are preferably inorganic bases, such as aqueous ammonia solution or sodium or potassium hydroxide, particularly preferred are sodium hydroxide and potassium hydroxide.
  • the molar amount of the bases is preferably 50 and 125 mol%, more preferably between 70 and 100 mol% of the molar amount of the acid groups to be neutralized.
  • the neutralization can also take place simultaneously with the dispersion in which the dispersing water already contains the neutralizing agent.
  • the prepolymer obtained is dissolved in a further process step, if not yet done or only partially, with the aid of aliphatic ketones such as acetone or 2-butanone.
  • step b) the components C), G) and optionally D) are reacted with the remaining isocyanate groups of the prepolymer.
  • chain extension / termination is performed prior to dispersion in water.
  • chain extension is anionic hydrophilizing agent according to the definition C2) with NH 2 - or NH groups used
  • the chain extension of the prepolymers is carried out in step b), preferably before the dispersion in water.
  • the equivalent ratio of NCO-reactive groups of the compounds used for chain extension and chain termination to free NCO groups of the prepolymer is generally between 40 and 150%, preferably between 50 and 110%, particularly preferably between 60 and 100%.
  • the components Cl), C2) and G) can optionally be used individually or in mixtures in water- or solvent-diluted form in the process according to the invention, wherein in principle any sequence of addition is possible.
  • the respective diluent content in the components C1), C2) and G) used is preferably 40 to 95% by weight.
  • the dispersion preferably takes place after the chain extension and chain termination.
  • the dissolved (for example in acetone) and reacted with the amine polyurethane polymer is optionally under high shear, such as. vigorous stirring, either added to the dispersing water or, conversely, the dispersing water is stirred into the chain-extended polyurethane polymer solutions.
  • the water is added to the dissolved polyurethane polymer.
  • the solvent still present in the dispersions after the dispersing step is then usually removed by distillation. A removal already during the dispersion is also possible.
  • the resulting aqueous polyurethane urea dispersions preferably have a volatile organic content (VOC) content, such as volatile organic solvents, of less than 10% by weight, more preferably less than 3%, even more preferably less than 1% by weight. % based on the aqueous polyurethaneurea dispersion.
  • VOCs for the purposes of this invention are in particular organic compound having an initial boiling point of at most 250 ° C at a standard pressure of 101.3 kPa.
  • VOC volatile organic compounds
  • the pH of the aqueous polyurethane dispersions used is typically less than 8.0, preferably less than 7.5, and more preferably between 5.5 and 7.5.
  • the number-average particle size of the specific polyurethane-urea dispersions is preferably less than 750 nm, particularly preferably less than 500 nm, determined by means of laser correlation spectroscopy after dilution with deionized water (apparatus: Malvern Zetasizer 1000, Malvern Inst Limited).
  • the solids content of the polyurethaneurea dispersions is preferably from 10 to 70% by weight, particularly preferably from 20 to 60% by weight and very particularly preferably from 40 to 60% by weight. The solids contents are determined by heating a balanced sample to 125 ° C until Constant weight. If the weight is constant, the solids content is calculated by reweighing the sample.
  • polyurethaneurea dispersions preferably have less than 5% by weight, more preferably less than 0.2% by weight, based on the weight of the dispersions, of unbound organic amines.
  • the polyurethaneurea dispersions used to prepare the adhesive at 23 ° C. at a constant shear rate of 10 s -1, preferably have a viscosity of> 1 and ⁇ 10000 mPa s, more preferably of> 10 and ⁇ 5000 mPa s and most preferably of The viscosity is determined as described in the method section,
  • the polyurethaneurea used for the preparation of the adhesive is amorphous
  • the polyurethaneurea used has a T g of ⁇ - 25 ° C. , or preferably from ⁇ - 50 ° C, or preferably from ⁇ - 70 ° C to.
  • Amorphous in the context of this invention means that the polyurethaneurea in the temperature range mentioned in the following measuring method forms no or only so small crystalline fractions that only one or more glass transition points T g are obtained by means of the described DSC measurements, but no melting ranges with a melting enthalpy> 20 J / g can be found in said temperature range.
  • the glass transition temperature T g is determined in the context of this invention by means of differential scanning calorimetry based on DIN EN 61006, method A, using a DSC apparatus calibrated to determine T g with indium and lead, and with three immediately consecutive Runs a heating of -100 ° C to + 150 ° C, carried out with a heating rate of 20 K / min, followed by cooling at a cooling rate of 320 K / min and the third heating curve is used to determine the values and wherein as T g the temperature at half the height of a glass transition stage is determined.
  • the polyurethaneurea is present in the form of a dispersion, special care is taken during the sample preparation for the DSC measurements.
  • the T g of the polymer can be masked by the caloric effects of the dispersant (water, neutralizing agent, emulsifiers, cosolvents, etc.) or can be significantly lowered because of the miscibility with the polymer. Therefore, the dispersant is preferably completely removed before the DSC measurement, preferably by suitable drying, because even small amounts of residual dispersant act as a plasticizer and can thereby lower the glass transition temperature.
  • the dispersion is therefore preferably coated with 200 ⁇ wet layer thickness (NSD) with a box doctor blade made of stainless steel on a glass plate, ventilated and then for two days in a dry box at RT (23 ° C) and 0% relative humidity (RH) gently dried.
  • NSD wet layer thickness
  • RH relative humidity
  • Another object of the invention relates to an adhesive layer comprising
  • At least one first layer comprising at least one first surface and at least one first further surface, wherein the first surface extends substantially parallel to the first further surface, wherein the first layer includes the above-described inventive adhesive.
  • the adhesive layer contains the adhesive in a range of 60 to 100 wt%, or preferably in a range of 70 to 100 wt%, or preferably in a range of 80 to 100 wt%, based on the total weight the adhesive layer.
  • the adhesive layer preferably contains at least one further component in a range from 0 to 40% by weight, or preferably in a range from 0 to 30% by weight, or preferably in a range from 0 to 20% by weight, based on the total weight of the adhesive layer. Further preferably, the adhesive layer includes the further component in a range of 0.1 to 20 wt .-%, or preferably in a range of 0.5 to 15 wt .-%, or preferably in a range of 1 to 10 wt. -%, based on the total mass of the adhesive layer.
  • the further component may be selected from the group consisting of water, a thickener, a diluent, a filler, such as calcite or talc, a dye, a superabsorbent (for example based on a polyacrylate or carboxymethylcellulose), an antimicrobial or pharmaceutically active substance (for example, growth factors, peptides, analgesics, wound healing agents, silver, polyhexanide, etc.), a disinfectant such as a bactericide or fungicide, or a combination of at least two thereof.
  • a thickener such as calcite or talc
  • a dye such as calcite or talc
  • a superabsorbent for example based on a polyacrylate or carboxymethylcellulose
  • an antimicrobial or pharmaceutically active substance for example, growth factors, peptides, analgesics, wound healing agents, silver, polyhexanide, etc.
  • a disinfectant such as a bactericide or fungicide, or
  • the adhesive layer preferably has a thickness in a range from 2 ⁇ m to 20 mm, or preferably in a range from 5 ⁇ m to 10 mm, or preferably in a range from 10 ⁇ m to 2000 ⁇ m, or preferably in a range from 40 ⁇ m to 800 ⁇ .
  • the adhesive layer preferably has the same thickness over its entire, preferably planar, extension. Under the same thickness is understood according to the invention that the thickness over the entire adhesive layer does not deviate more than 10% of the average thickness of the adhesive layer.
  • the average thickness of the adhesive layer according to the invention is the average of the determined values of the thickness at the respectively thinnest and the thickest point of the adhesive layer. The values for the thickness determination can be determined by means of a standard micrometer screw.
  • the adhesive layer preferably has, in its largest surface area, a shape selected from the group consisting of round, angular, rectangular, square, elliptical, trapezoidal, diamond-shaped or a combination of at least two thereof.
  • the adhesive layer is rectangular or elliptical.
  • the adhesive layer preferably has a width in a range of 1 mm to 10 m, or preferably in a range of 1 cm to 10 m, or preferably in a range of 1 m to 10 m, or preferably in a range of 1 mm to 5 m, or preferably in a range of 1 mm to 1 m, or preferably in a range of 5 mm to 5 m, or preferably in a range of 1 cm to 1 m.
  • the adhesive layer preferably has a length in a range of 2 mm to 100 m, or preferably in a range of 1 cm to 10 m, or preferably in a range of 10 cm to 10 m, or preferably in a range of 2 mm to 50 m, or preferably in a range of 2 mm to 10 m, or preferably in a range of 5 mm to 50 m, or preferably in a range of 1 cm to 10 m.
  • the adhesive layer has according to the invention at least two surfaces, a first surface and a first further surface. According to the invention, the first surface and the first further surface run substantially parallel to one another. In the context of the invention, what is understood to be essentially parallel is that the two surfaces do not touch the course of the adhesive layer at any point.
  • the two substantially mutually parallel surface namely the first surface and the first further surface at the edges of the adhesive layer are separated by at least one second further surface of each other.
  • the extension of this second further surface in the solder between the first surface and the first further surface forms at the edges of the adhesive layer its thickness.
  • the first surface and the first further surface preferably have a planar extension.
  • the first surface and the first further surface have a nearly identical total area. Under almost identical total area, a deviation of the total area of the first to the first further surface of not more than 50%, preferably not more than 30%, or preferably not more than 10%, or preferably not more than 5%, based on the total area understood the first surface.
  • the shape of the surface of the first surface and / or the first further surface is preferably selected from the group consisting of flat, bent, kinked or a combination of at least two thereof.
  • the first surface and / or the first further surface may each extend over a plurality, preferably two, three or four adjoining surfaces.
  • the adjoining surfaces which incline the surface of the first surface and / or the first further surface to each other in a range of less than 45 °, or preferably less than 40 °, or preferably less than 30 ° to each other.
  • the surface of the first surface and / or the first further surface is preferably flat.
  • the total area of the first surface and / or the first further surface is preferably in a range from 1 mm 2 to 1000 m 2 , or preferably in a range from 100 mm 2 to 500 m 2 , or preferably in a range from 1 cm 2 to 100 m 2 .
  • the adhesive layer preferably has at least one of the following features: a) a moisture permeability in a range of at least 800 g / dm 2 , preferably> 1200 g / dm 2 and particularly preferably> 1500 g / dm 2 .
  • the adhesive force can be determined by determining the peel force of the adhesive layer, preferably in the form of a film, of an aluminum sheet.
  • the adhesive film or the adhesive layer to be examined is reinforced on the reverse with an adhesive tape (TESA4104) and cut to a size of 20 ⁇ 2 cm 2 .
  • the release paper is removed and the release paper side of the adhesive film or the adhesive layer is glued to an acetone-cleaned aluminum sheet (Cripple from Krefeld, 99.9% pure aluminum) (20 x 2 cm 2 ) with 3 double strokes of a 4 kg roller. 1 double stroke corresponds to a forward and backward movement of the roller over the entire film or the entire adhesive layer.
  • the determination of the peel force according to DIN 1464 in a peel angle of 90 ° with separation of the joining parts.
  • the peeling speed is 300 mm / min.
  • the peel force is given in N / 20mm.
  • the bond strengths determined on the basis of the peel force on aluminum are preferably in a range from 0.25 to 20 N / 20 mm, or preferably in a range from 1 to 15 N / 20 mm, or preferably in a range from 2.5 to 12, 5 N / 20 mm.
  • the adhesive layer is at least partially overlaid on its first surface by at least a first further layer.
  • the first further layer superimposes the first surface of the adhesive layer in a range of 50 to 100%, or preferably in a range of 60 to 100%, or preferably in a range of 70 to 100%, or preferably in a range of 80 to 100%, based on the total area of the first surface of the adhesive layer.
  • the first further layer preferably has at least one first layer surface and a further layer surface.
  • the first and / or further layer surface of the first further layer preferably has an area in a range from 1 mm 2 to 1000 m 2 , or preferably in a range from 100 mm 2 to 500 m 2 , or preferably in a range from 1 cm 2 to 100 m 2 .
  • the first and / or further layer surface of the first further layer has an overall surface which is larger than the total surface area of the first surface of the adhesive layer.
  • the first and / or further layer surface of the first further layer preferably has an overall surface area in a range from 105 to 200%, or preferably in a range from 110 to 190%, or preferably in a range from 120 to 180%, based on the total surface area the first surface of the adhesive layer, on.
  • the first and / or further layer surface of the first further layer has an overall surface which is the same size as the overall surface of the first surface of the adhesive layer.
  • the first layer surface of the first further layer is in direct contact with the first surface of the adhesive layer.
  • an additional material such as a primer, for example based on alkyd or acrylic resin, may be arranged.
  • the first further layer is preferably pretreated prior to contacting by the adhesive layer by means of a surface treatment method selected from the group consisting of plasma treatment, ozone treatment and corona treatment or a combination of at least two thereof.
  • the at least one first further layer preferably comprises a material selected from the group consisting of a polymer, a nonwoven fabric (also called non-woven), a woven fabric, a glass, a metal, a ceramic, a mineral, a paper or a combination or Mixture of at least two of these.
  • the polymer may be any polymer that would be selected by those skilled in the art for the first additional layer.
  • the polymer is preferably selected from the group consisting of a polyvinyl chloride, a polyolefin such as polyethylene or polypropylene, a polyimide, a polyethylene terephthalate, a polybutylene terephthalate, a polycarbonate, a polyamide, a polyurethane such as a thermoplastic polyurethane, a silicone or a mixture or Combination of at least two of these.
  • the polymer is selected from the group consisting of a polyester, a polyolefins, a polyvinyl chloride, a silicone, a thermoplastic polyurethane, including particularly preferably a thermoplastic polyurethane.
  • the nonwoven fabric may be any nonwoven fabric that would be selected by those skilled in the art for the first additional layer.
  • the nonwoven fabric is preferably selected from the group consisting of vegetable fibers such as cotton, animal fibers such as wool, synthetic fibers of natural polymers such as viscose, manmade fibers of synthetic polymers such as polyester nonwoven fabrics, and man made fibers of mineral materials such as glass fiber nonwoven fabric, carbon fiber nonwoven fabric, stainless steel nonwoven fabric , Basalt fiber nonwoven or a mixture of at least two thereof.
  • the tissue may be any tissue that would be selected by one skilled in the art for the first additional layer.
  • the fabric is preferably selected from the group consisting of a cotton fabric, a wool fabric or a combination of at least two thereof.
  • the glass may be any glass that would be selected by one skilled in the art for the first additional layer.
  • the glass may be a metallic glass or a non-metallic glass.
  • the glass is a non-metallic glass.
  • the glass is preferably selected from the group consisting of a silicate glass, such as quartz glass, a borate glass, a phosphatic glass, a chalcogenite glass, a halide glass or a mixture of at least two thereof.
  • the metal may be any metal that would be selected by one skilled in the art for the first additional layer.
  • the metal is preferably selected from the group consisting of copper, iron, silver, gold, platinum, palladium, nickel, a bronze alloy, a brass alloy, or a mixture or combination of at least two thereof.
  • the ceramic may be any ceramic that would be selected by one skilled in the art for the first additional layer.
  • the ceramic is preferably an oxide ceramic or a non-oxide ceramic.
  • the oxide ceramic is preferably selected from the group consisting of an alumina ceramic, such as corundum, beryllium oxide, zirconia, titanium (IV) oxide, aluminum titanium, barium titanate, or a mixture or combination of at least two of them.
  • the non-oxide ceramic is preferably selected from the group consisting of a silicon carbine, a boron nitride, a boron carbide, a silicon nitride, an aluminum bonder, a molybdenum silicide, a tungsten carbine or a mixture or combination of at least two thereof.
  • the mineral can be any mineral that the professional would choose for the first additional layer.
  • a mineral according to the invention is understood to mean an element or a chemical compound which has generally been crystalline and formed by geological processes.
  • the term "chemical compound” includes a solid composition and a defined chemical structure Mixtures of substances are not minerals, but the compositions of minerals may have some variation (mixed crystals) as long as they are structurally homogeneous.
  • the mineral may be composed of organic constituents or of inorganic constituents or a combination of both.
  • the organic constituents are preferably selected from the group consisting of Mellit, Evenkit, Whewellite, Weddellit or a mixture of at least two thereof.
  • the inorganic constituents are preferably selected from the group consisting of borax, succinic, potassium feldspar, feldspar, clacite, kaolinite or a combination of at least two thereof.
  • the paper can be any paper that would be selected by the skilled person for the first additional layer.
  • the paper is preferably selected from the group consisting of a natural paper and a synthetic paper or a combination thereof.
  • the natural paper contains cellulose as a main ingredient.
  • the synthetic paper may further include a polymer.
  • the polymer is preferably selected from the group of polymers as described above.
  • the paper preferably has a basis weight in a range of 20 to 500 g / m 2 , or preferably in a range of 20 to 400 g / m 2 , or preferably in a range of 20 to 200 g / m 2 , or preferably in a range of 50 to 500 g / m 2 , or preferably in a range of 100 to 500 g / m 2 , or preferably in a range of 200 to 500 g / m 2 .
  • the paper preferably has a coating.
  • the coating preferably includes a polymer selected from the group as already described above.
  • the polymer overcoats the paper at least 50%, or preferably at least 60%, or at least 80%, based on the total surface area of the paper.
  • the polymer overlays the paper over its entire surface.
  • the polymer is a silicone or a polyolefin which forms a wax on the paper. The parameters for coating the paper by a silicone or polyolefin wax is preferably selected so that the adhesive layer can be removed without residue from the paper.
  • the surface roughness of the first further layer, in particular of the paper layer is preferably in a range of Rz ⁇ 2000 nm, preferably ⁇ 1500 nm, or preferably ⁇ 1000 nm.
  • the surface roughness is determined by means of white-light interferometry (measurement in PSI mode) in accordance with DIN EN ISO 25178, Part 6 determined.
  • the adhesive layer is superimposed on at least a second further layer at least in part on its first further surface.
  • the second further layer may be made of any material that would be selected by those skilled in the art for the second additional layer.
  • the second further layer preferably has the same constituents, materials, properties, shapes and dimensions as described for the first further layer.
  • the first further layer and / or the second further layer are in direct contact with the first layer.
  • a third further layer may be arranged between the first further layer and / or the second further layer and the first layer. The properties, materials, shapes and dimensions of the third further layer are preferably selected from the list as described for the first further layer.
  • the first further layer and / or the second further layer are easily removable from the adhesive layer. Easily removable according to the invention is understood that a user of the adhesive layer can make the detachment of the first further layer and / or the second further layer without appreciable force.
  • the force required to detach the first further layer and / or the second further layer is in a range of 0.02 to 2 N / 10 mm, preferably 0.05 to 1 N / 10 mm.
  • the first further and / or the second further layer are preferably designed such that they protect the adhesive layer from external influences such as dust, liquids, moisture, temperature, pressure and other influences.
  • the first further and / or the second further layer are preferably superimposed over the adhesive layer for transport purposes of the adhesive layer. Above all, the first further and / or the second further layer serve to easily transfer the adhesive layer to the surface of a product.
  • a further subject of the invention relates to a product, wherein the product contains an adhesive as described above and furthermore has at least one of the following features:
  • At least one substrate is
  • the product has at least one, preferably two, or preferably all of the following features:
  • At least one first further layer At least one first further layer
  • the product may be any product that would be selected by those skilled in the art which may include an adhesive layer.
  • the product is selected from the group consisting of a medicinal product, a household product, a means of transport, a means of communication, or a combination of at least two thereof.
  • the medical product may be any product that the skilled person would use for medical purposes.
  • medical product is understood to be any product that is worn by medical personnel, such as doctors, nurses, medical assistants, etc. on the patient or the patient himself is used to monitor a parameter, to treat a disease or wound, or to improve his state of health on himself or another person.
  • the medical product is preferably selected from the group consisting of a medical device, a medical article or a combination thereof.
  • the medical device has a power supply or at least one device for connection to a power supply.
  • the medical device may be any device that a person skilled in the art would choose to examine or treat a patient.
  • the medical device is preferably selected from the group consisting of a diagnostic device, a therapeutic device, a surgical device or a combination of at least two thereof.
  • diagnostic equipment include a temperature meter, a blood pressure monitor, a heart rate monitor, a blood glucose meter and their fasteners on the body of the user.
  • therapeutic devices include a vacuum wound treatment device, a pacemaker, an insulin pump, a defibrillator, e.g. an implantable defibrillator, or a combination of at least two thereof.
  • a surgical device are dental treatment devices such as a dental drill, electric scalpel or a combination of at least two thereof.
  • the medical article may be any article that the skilled person would select to treat a patient.
  • the medical article is preferably selected from the group consisting of a catheter, a container for an artificial bowel, a medical tape, a scalpel, a syringe, a cannula, a wound treatment agent, such as a plaster, a medical bandage, a again recyclable cloth, a disposable cloth or a combination of at least two of them.
  • the characteristic feature of the medical bandage, the reusable cloth, the disposable cloth is their ability to absorb fluids, especially blood, such as can take place during diagnostic, therapeutic or surgical procedures.
  • the distinction between the bandage and the cloth is due to their material composition.
  • the napkin may contain both natural materials such as cotton and / or wool in combination with man-made materials, while the cloth is made entirely of cotton.
  • the product is preferably selected from the group consisting of a container for an artificial bowel outlet, a wound treatment agent, a tape, a device for vacuum wound treatment and a wearable device, ie a portable, electronic, medical device, eg a sphygmomanometer or a another sensor glued to the user's skin to monitor the user, or a combination of at least two of them.
  • the household product may be any household product that the skilled person would select for this purpose.
  • the household product is preferably selected from the group consisting of a mixer, a mixer, a slicer, a dresser or a combination of at least two thereof.
  • the means of transport may be any means of transport which the skilled person would choose for this purpose.
  • the means of transport is preferably selected from the group consisting of a car, an airplane, a motorcycle, a bicycle, a scooter, an in-line skater or a combination of at least two of them.
  • the means of communication may be any means of communication which the skilled person would select for this purpose, in particular a device serving for data transmission.
  • the communication means is preferably selected from the group consisting of a telephone, a mobile telephone, a fax machine, a modem, a computer, a GPS device, a navigation device or a combination of at least two thereof.
  • the product may contain the adhesive for various purposes.
  • the product preferably contains the adhesive for connecting product parts to one another.
  • the product includes the adhesive to affix the product to another product, article or skin of a user of the product.
  • the article may be any article that the skilled person would associate with the product.
  • the adhesive contained by the product serves to attach the product to the skin of a user.
  • the substrate can be any substrate that would be selected by a person skilled in the art for a product according to the invention.
  • the substrate preferably includes a material selected from the group consisting of a polymer, a metal, a woven, a nonwoven, a mineral, or a combination of at least two thereof.
  • the material of the substrate such as the polymer, the metal, the fabric, the fleece, the mineral or combinations thereof are preferably selected from the group of materials, as already described for the first further layer.
  • the substrate may have any shape that would be selected by those skilled in the art for the substrate.
  • the substrate preferably has a flat shape.
  • the substrate preferably has a thickness in a range from 10 ⁇ m to 10 cm, or preferably in a range from 100 ⁇ m to 10 cm, or preferably in a range from 1 mm to 10 cm, or preferably in a range from 10 ⁇ m to 1 cm, or preferably in a range of 10 ⁇ to 1 mm, or preferably in a range of 1 mm to 1 cm.
  • the substrate preferably has a flexible structure.
  • the substrate is so flexible that it can adapt to the contours of a human body. This is preferably the substrate selected from the group consisting of a film, especially a thermoplastic PU film, a release paper, a nonwoven (non-woven eg for adhesive tapes), a PU foam or a combination of at least two thereof
  • the component may be any component that would be selected by a person skilled in the art for a product according to the invention.
  • the component is preferably selected from the group consisting of a device component of the devices that were previously described in connection with the product.
  • the material from which the component, in particular the at least one component surface, consists is preferably selected from the group of materials, as already described for the first further layer.
  • the component may be part of the product or the entire product.
  • the adhesive is preferably used to connect different components of the product together to form the product.
  • the adhesive may serve to bond the component to the skin of a user of the product.
  • the adhesive may serve to bond the product to another article.
  • the article may be any article that the skilled person would associate with the product.
  • the component includes at least one component surface. At least a portion of the component surface is preferably used to contact the adhesive or to be superimposed by the adhesive. About the adhesive on the component surface, the component can be connected to other objects or the skin of a user.
  • the adhesive which is contained in the product is preferably applied to the substrate or at least one component surface of a component in a punctiform, part-surface or full-surface manner.
  • the adhesive is preferably applied, for example, in the form of a specific pattern, preferably a repeating or replicative pattern, to the substrate or the component, in particular to at least one part of a component surface.
  • the adhesive is preferably applied in the form of a layer to the substrate or at least one component surface of a component.
  • the adhesive contained in the product in the form of the first layer, as described in connection with the adhesive layer is connected to the product.
  • the adhesive layer is directly connected to the substrate or the component.
  • the adhesive layer Before, during or after the connection of the substrate or of the component with the adhesive layer, the adhesive layer may have on at least one of its surfaces at least one first further layer or a second further layer. If the adhesive layer has a further layer on at least two surfaces before joining to the substrate or the component, then at least one of the further layers is removed prior to contact with the substrate or the component.
  • the other further layer for example the second further layer, may be used to secure the substrate or the component to an object or to the skin of a patient Adhesive layer remain on this.
  • the first layer, the first further layer and the second further layer are preferably each constructed and configured in the same way as already described above in connection with the adhesive layer.
  • the product is selected from the group consisting of a patch, a dressing, a tape, a self-adhesive tape, an ostomy pouch for an artificial bowel, a blood collection bandage, a bandage, a medical device or at least one component of these end products.
  • Another object of the invention relates to an aqueous polyurethane urea dispersion containing an amorphous polyurethane urea, which is obtainable by reacting at least
  • an amino-functional chain extender component having at least 2 isocyanate-reactive amino groups, containing at least one amino-functional compound Cl) which has no ionic or ionogenic groups and / or an amino-functional compound C2) which has ionic or ionogenic groups,
  • G a compound which has exactly one isocyanate-reactive group or a compound which has more than one isocyanate-reactive group, wherein only one of the isocyanate-reactive groups reacts under the reaction conditions selected with the isocyanate groups present in the reaction mixture, and
  • components B) and F) together contain ⁇ 30 wt .-% of component F), based on the total mass of components B) and F).
  • the components A) to H) for the polyurethane dispersion are preferably the same as those listed for the corresponding components for the adhesive. All properties, amounts, ratios and compositions with respect to the components A) to H) mentioned in connection with the adhesive also apply to the polyurethane dispersion.
  • a further subject of the invention relates to a method for producing an adhesive layer according to the invention, comprising the steps:
  • step I) thermal treatment of the precursor of step I) at temperatures in a range of 20 ° C to 200 ° C, to form the adhesive layer.
  • the adhesive layer produced in the process is preferably designed as the adhesive layer described above.
  • the adhesive layer produced by the method according to the invention preferably has the same materials, properties and configurations as already described for the adhesive layer according to the invention.
  • the application of the polyurethaneurea to the first further layer in step I) can be carried out by any method that would be selected by the person skilled in the art.
  • the application of the polyurethaneurea in the form of the aqueous polyurethaneurea dispersion preferably takes place by a method selected from the group consisting of printing, brushing, knife coating, spraying, coating with other known coating methods.
  • the polyurethaneurea dispersion can be applied in several layers to the first further layer become.
  • the polyurethaneurea dispersion is preferably applied to the first further layer in 1 to 10 layers, or preferably in 2 to 10 layers, or preferably in 3 to 10 layers.
  • the first further layer is preferably stored so that the polyurethaneurea dispersion is distributed as evenly as possible on the surface of the first further layer.
  • the precursor is obtained.
  • the precursor can be covered with a second further layer before it is fed to the second step II) of the process.
  • the masking can also take place after step II) or during step II).
  • the viscosity of the polyurethaneurea dispersion before application in step I) is adjusted to the required conditions by dilution or thickening or a combination of both methods to achieve desired application thicknesses.
  • Thickeners can be used as additives.
  • Typical thickeners are soluble polyacrylate or polyurethane based polymers, as known in the art. Preference is given to thickeners based on polyurethane polymers.
  • common solvents but preferably water, can be used.
  • Typical other suitable additives are surface additives such as wetting aids, dyes and / or leveling agents.
  • the polyurethaneurea dispersion can also contain all other additives known to the person skilled in the art for the respective application.
  • Printing may include any polyurethaneurea dispersion printing process that would be selected by one skilled in the art.
  • the printing method is selected from the group consisting of a screen printing method, an inkjet method, a gravure printing method, an offset printing method, a roller printing method, a gravure printing method, or a combination of at least two thereof.
  • the inkjet printing process are the "continuous inkjet" printing process, in which the material to be printed is applied in a continuous stream on the substrate or the "drop on demand” printing, in which individual drops are applied to the substrate to be printed. With all these printing processes, a full-surface application of the polyurethaneurea dispersion can take place or even a partial area.
  • the polyurethaneurea dispersion can be applied in a specific pattern, also referred to as "pattern coating.”
  • pattern coating the dispersion can be applied by all methods known to the person skilled in the art, inter alia, and in particular by gravure printing, screen printing or inkjet printing.
  • the polyurethaneurea dispersion is preferably applied to the substrate, in this case the first further layer or the second further layer, at a coating weight in the range from 5 g / m 2 to 200 g / m 2 .
  • the first further layer is preferably fixed in a tensioning device beforehand and then the doctor blade can be guided by the dispersion in front of it by hand or automatically over the first further layer and the dispersion can be distributed uniformly thereon.
  • the coating can take place via a typical roll-to-roll coating system with doctor blade, in which the first further layer is coated continuously.
  • the first further layer is preferably stretched in a frame and sprayed with the dispersion from a spray gun on one or both sides. The job can be done in one or more cloisters manually or via a continuous roll-to-roll sprayer.
  • the first further layer is preferably configured as described for the first further layer in connection with the adhesive layer according to the invention.
  • the thermal treatment in step II) can be carried out in any way that would be selected by a person skilled in the art.
  • the thermal treatment takes place using elevated temperature versus room temperature.
  • the thermal treatment may take place at any suitable location.
  • the thermal treatment takes place in a space selected from the group consisting of a drying room, a drying oven, a drying tube, or a combination of at least two of them.
  • the thermal drying can be replaced or supported by IR or microwave drying.
  • the thermal treatment according to the invention takes place at a temperature in a range of 20 ° C to 200 ° C, preferably in a range of 30 ° C to 200 ° C, or preferably in a range of 50 ° C to 200 ° C, or preferably in a range of 80 ° C to 200 ° C, or preferably in a range of 20 ° C to 180 ° C, or preferably in a range of 20 ° C to 150 ° C, or preferably in a range of 20 ° C to 100 ° C, or preferably in a range of 50 ° C to 150 ° C instead.
  • the thermal treatment takes place for a period in the range of 1 minute to 10 hours, or preferably in the range of 10 minutes to 5 hours, or preferably in the range of 30 minutes to 2 hours.
  • at least the surface of the polyurethaneurea dispersion is overflowed with a gas, preferably air, so that a faster drying of the polyurethaneurea dispersion to the adhesive layer can take place.
  • V covering the adhesive layer with a second further layer on the first surface of the first layer
  • the detachment of the adhesive layer in step III) can be carried out in any manner which the person skilled in the art would provide for this.
  • the detachment of the adhesive layer in step III) is preferably carried out by a spatula, for example a wooden, plastic, or metal spatula.
  • the transfer of the adhesive layer from the first further layer to a second further layer in step IV) can be carried out in any manner which the person skilled in the art would provide for this.
  • the transfer of the adhesive layer in step IV) is preferably carried out by placing a second further layer on the uncovered part of the adhesive layer, wherein the adhesive layer is transferred by pressure on the first further layer.
  • the pressure may, for example, be achieved by rotating the adhesive layer so that the second further layer carries the adhesive layer and remains there alone by gravity when the first further layer is removed.
  • Step IV) can be carried out by a Umlamintechniksrea, preferably in the continuous roll-to-roll process.
  • the lamination step is preferably carried out at temperatures between 5 ° C and 200 ° C.
  • the covering of the adhesive layer with a second further layer on the first surface of the first layer in step V) can be carried out in any manner which the person skilled in the art would provide for this.
  • the covering of the adhesive layer in step V) is preferably carried out by laying or laminating a second further layer on the first surface of the first layer.
  • the covering of the adhesive layer with a second further layer on the first further surface of the first layer in step VI) can be carried out in any manner which the person skilled in the art would provide for this.
  • the covering of the adhesive layer in step VI) is preferably carried out by applying or laminating a second further layer on the first further surface of the first layer.
  • the transfer of the adhesive layer from the first further layer to a substrate in step VII) can be carried out in any manner which the person skilled in the art would provide for this.
  • the transfer of the adhesive layer in step VII) is preferably carried out by placing the substrate on the uncovered part of the adhesive layer, wherein by pressure on the first further layer, the adhesive layer is transferred to the substrate.
  • the pressure may, for example, be achieved by rotating the adhesive layer so that the substrate carries the adhesive layer and remains there by gravity only when the first further layer is removed.
  • an additional pressure is generated by means of an object on at least a portion of the first further layer, which causes a better adhesion of the adhesive layer on the substrate than on the first further layer.
  • step VII) is carried out by a Umlamintechniksrea, preferably in the continuous roll-to-roll process.
  • the transfer of the adhesive layer from the first further layer to at least a part of a component surface of a component in step VIII) can be carried out in any manner which the person skilled in the art would provide for this.
  • the transfer of the adhesive layer in step VIII) is preferably carried out by placing the component surface of the component on the uncovered part of the adhesive layer, wherein by pressure on the first further layer, the adhesive layer is transferred to the component.
  • the pressure may be, for example, by rotating the adhesive layer so that the component carries the adhesive layer and remains there alone by gravity when the first further layer is removed.
  • an additional pressure is generated by means of an object on at least a portion of the first further layer, which causes a better adhesion of the adhesive layer on the substrate than on the first further layer.
  • step VIII) is carried out by a Umlamin michsvon, preferably in the continuous roll-to-roll process.
  • the transfer of the adhesive layer from the first further layer to a third further layer in step IX) can be carried out in any manner which the person skilled in the art would provide for this.
  • the transfer of the adhesive layer in step IX) is preferably carried out by placing the third further layer on the uncovered part of the adhesive layer, wherein the adhesive layer is transferred by pressure on the first further layer.
  • the pressure may, for example, be achieved by rotating the adhesive layer so that the third further layer carries the adhesive layer and remains there alone by gravity when the first further layer is removed.
  • step IX) roll-to-roll by a Umlamintechniksvon, preferably in the continuous process.
  • the lamination step is preferably carried out at temperatures between 5 ° C and 200 ° C.
  • the material, the properties and the shape of the third further layer are configured as described above for the first further layer.
  • the third further layer is preferably constructed equal to the first or second further layer.
  • Another object of the invention relates to the use of the adhesive according to the invention or the adhesive layer according to the invention for fixing a product on an object or on the skin of a living being.
  • the adhesive is brought into contact with the product.
  • the adhesive adheres more to the product than to the first further layer, the second further layer or the third further layer on which the adhesive is produced in the form of the adhesive layer or to which the adhesive has been transferred.
  • the product is brought into contact with another object, another product part or the skin of a user.
  • the product preferably adheres so strongly to the surface after contact with the article, the further product part or the skin, that it does not dissolve again during normal use of the product.
  • Usual use is understood to mean the commercial use of the product, as the person skilled in the art would understand. This includes all everyday activities such as showering, normal exercise, normal activities of the patient.
  • the product is applied at its desired wearing time at a force in a range of 0.1 to 5.0 N / 20 mm, preferably 0.15 to 2 N / 20 mm from the skin of the
  • the product to be fastened is preferably one of the products described above.
  • the use of the adhesive according to the invention preferably takes place in and on a product in the medical field, in particular for attachment of the product to the skin of a living being. Particularly in the field of medical, especially surgical applications, it is desirable to ensure good adhesion of the medical products to the skin of the animal, in particular the human or animal patient.
  • the medical product preferably also has the following features:
  • FIG. 1 schematic representation of an adhesive layer according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic representation of an adhesive layer according to the invention on a first further layer
  • FIG. 3 shows a schematic representation of an adhesive layer according to the invention between a first further layer and a second further layer
  • FIG. 4 shows a schematic representation of an adhesive layer according to the invention on a substrate and covered with a second further layer
  • FIG. 5 shows a schematic representation of an adhesive layer according to the invention on a component and covered with a second further layer
  • FIG. 6 shows a schematic representation of a transfer of an adhesive layer according to the invention from a first further layer to a third further layer;
  • FIG. 7 schematic representation of a method according to the invention for producing a
  • Adhesive layer Adhesive layer.
  • FIG. 1 schematically shows an adhesive layer 100 according to the invention in the form of a first layer 110, which has a first surface 120 and a further surface 130.
  • the Adhesive layer 100 is produced, for example, as described in Application Example 1.
  • the thickness of the adhesive layer 100 is between 50 and 200 ⁇ .
  • FIG. 2 shows the same adhesive layer 100 in the form of a first layer 110 as in FIG. 1, with the difference that the first surface 120 is overlaid by a first further layer 140.
  • the first further layer 140 is greater in its surface dimensions than the adhesive layer 100.
  • the first further layer 140 is formed from a paper having a silicone coating.
  • FIG. 3 shows an adhesive layer 100 in the form of a first layer 110, as shown in FIGS. 1 and 2, with the difference that a first further layer 140 is arranged both on the first surface 120 and on the first further surface 130 of the first layer 110, a second further layer 150 is arranged. In both cases, the surface dimensions of the first further layer 140 and the second further layer 150 are greater than those of the first layer 110.
  • FIG. 4 shows a product 200 which contains an adhesive layer 100 in the form of a first layer 110, wherein a substrate 210 is arranged on the first surface 120 and a first further layer 140 in the form of a paper on the first further surface 130.
  • the paper is preferably siliconized.
  • the substrate 210 in this case is a fabric, preferably a cotton fabric, to form a plaster 200 together with the adhesive layer 100.
  • the substrate 210 may also be a polymer and configured in the form of a bag to form an artificial intestinal exit 200 together with the adhesive layer 100.
  • the paper 140 is removed prior to use of the product 200 to attach the product 200, here either the patch 200 or the artificial bowel 200 to the skin of a patient in which the adhesive layer 100 is brought into contact with the skin of the patient.
  • FIG. 5 shows a product 200 in the form of a component 220, which has an adhesive layer 100 in the form of a first layer 110 on its component surface 230.
  • the adhesive layer 100 is also protected by a first further layer 140, for example in the form of a paper, before this paper layer 140 is removed before connecting the component 220 to another object or the skin of a patient.
  • the component 220 may, for example, be an electronic component 270, such as a sensor 270, for example a blood pressure, a pulse, a humidity or a temperature sensor or a combination of at least two of these.
  • the sensor 270 is protected from the environment by a thermoplastic polyurethane layer 240.
  • the paper layer 140 is removed.
  • FIG. 6 schematically shows the transfer 180 of an adhesive layer 100 in the form of a first layer 110 from a first further layer 140, for example in the form of a paper layer 140, to a third further layer 160.
  • the third additional layer 160 in the direction of the arrow 170 is moved toward the adhesive layer 100 and contacted with this on the first further surface 130.
  • the first further layer 140 is removed from the first surface 120 of the adhesive layer 100. This can be done, for example, by simply removing the first further layer 140 by hand.
  • the third further layer 160 completely overlies the adhesive layer 110 on the first further surface 130 and protrudes beyond the areal extent of the adhesive layer 100.
  • the protrusion of the third further layer 160 facilitates the removal of the third further layer 160 when the adhesive layer 100 is used for its end use.
  • FIG. 7 schematically shows the method for producing an adhesive layer 100.
  • a first step I) 250 is on a first further layer 140, here a release paper from Felix Schöller called Y5200, a polyurethane urea in the form of an aqueous polyurethane urea dispersion, as described in Application Example 1, to form a precursor 300 by means one applied by Ausstreichbalken the company Erichsen (300 ⁇ ) in a wet film thickness of 300 ⁇ .
  • step ⁇ ) 260 the precursor 300 is transferred into the adhesive layer 100 by thermal treatment for 20 minutes at 40C and for 3 minutes at 130C.
  • film as used in some standards, is used synonymously with the adhesive layer used in the rest of the description, in particular the first layer.
  • the solids and solid contents were determined according to DIN EN ISO 3251 by heating a balanced sample to 105 ° C to constant weight. At constant weight, the solids content was calculated by reweighing the sample.
  • NCO values were determined volumetrically in accordance with DIN-EN ISO 11909, unless expressly stated otherwise.
  • Control for free NCO groups was performed by IR spectroscopy (band at 2260 cm -1 ).
  • the determination of the average particle sizes (indicated by the number average) of the polyurethane dispersions was carried out after dilution with deionized water by means of laser correlation spectroscopy (instrument: Malvern Zetasizer 1000, Malver Inst. Limited).
  • the pH was measured on the undiluted sample according to the method described in DIN ISO 976.
  • the glass transition temperature T g was determined by means of differential scanning calorimetry (DSC) on the basis of DIN EN 61006, method A, using a DSC apparatus (Perkin-Elmer Pyris Diamond DSC calorimeter), which was used to determine T g with indium and Lead is calibrated. 10 mg of the substance to be examined are weighed into a sealable aluminum crucible and sealed. There are three immediately consecutive Runs of a heating from -100 ° C to + 150 ° C, heating rate 20 K / min, followed by cooling cooling rate 320 K / min made and the third heating curve used to determine the values. The temperature at half the height of a glass transition stage is determined as T g . Determination of MVTR (Moisture vapor transmission rate)
  • the MVTR is determined on the basis of DIN EN13726-2 (Part 3.2). In this case, a metal cylinder, as described in the DIN filled with water and closed by the film to be examined or the layer to be examined at the top. Then the total weight (beaker with water and film) is determined by means of a balance. The test setup is stored for 24 h at 37 ° C and again determines the weight. Subtraction can be used to determine the loss of water that evaporates through the film. The MVTR is given in g / (m 2 * 24 h).
  • the adhesive strength of the adhesive layers is preferably determined by determining the peel force of the respective adhesive layer under standardized conditions from a steel strip. The determination of the peeling force is carried out with a tensile testing machine according to DIN EN ISO 527-1 and a roller peeling device. The sample preparation is carried out in accordance with DIN EN 1939.
  • the adhesive film or adhesive layer to be examined is reinforced on the back with an adhesive tape (TESA4104) and cut to a size of 20 ⁇ 2 cm 2 .
  • the side of the adhesive layer facing the release paper is bonded to a steel strip cleaned with methyl ethyl ketone and acetone (according to DIN EN 1939) (20 ⁇ 2 cm 2 ) with 3 double strokes of a 4 kg roller.
  • 1 double stroke corresponds to a forward and backward movement of the roller over the entire film or the entire adhesive layer.
  • Diaminosulfonate NHi-CHiCHi-NH-CHiCHi-SOsNa (45% in water)
  • PolyTHF 1000 poly (tetramethylene glycol) polyetherdiol with the number average molecular weight of 1000 g / mol, BASF SE, Ludwigshafen, DE
  • PPG polypropylene glycol Covestro AG, Leverkusen, DE.
  • PPG was prepared by KOH catalysis unless otherwise stated.
  • the isocyanate components used are commercial products of Covestro Deutschland AG, Leverkusen, DE. Other chemicals from Sigma-Aldrich Chemie GmbH, Taufmün, DE. Unless otherwise stated, the raw materials were used without further purification or pretreatment.
  • Viscosity 1000 mPa s polyurethaneurea dispersion 2 (product of the invention)
  • the finished prepolymer was dissolved with 910 g of acetone at 50 ° C and then at 40 ° C, a solution of 4.1 g of ethylenediamine, 18.0 g of diaminosulfonate, 5.8 g of diethanolamine and 80 g of water was added. The stirring time was 15 min. Thereafter, it was dispersed by adding 440 g of water. The removal of the solvent followed by distillation in vacuo and a storage-stable dispersion was obtained; the solids content was adjusted by adding water.
  • Viscosity 1300 mPa s Polyurethane urea dispersion 3 (product according to the invention)
  • the finished prepolymer was dissolved with 730 g of acetone at 50 ° C and then at 40 ° C, a solution of 3.0 g of ethylenediamine, 18.9 g of diaminosulfonate, 3.6 g of diethanolamine and 74 g of water was added. The stirring time was 15 min. Thereafter, it was dispersed by adding 550 g of water. The removal of the solvent followed by distillation in vacuo and a storage-stable dispersion was obtained; the solids content was adjusted by adding water.
  • Viscosity 365 mPa s Polyurethane urea dispersion 4 (product according to the invention)
  • the finished prepolymer was dissolved with 740 g of acetone at 50 ° C and then at 40 ° C, a solution of 3.0 g of ethylenediamine, 18.9 g of diaminosulfonate, 3.6 g of diethanolamine and 74 g of water was added. The stirring time was 15 min. Thereafter, it was dispersed by adding 560 g of water. The removal of the solvent followed by distillation in vacuo and a storage-stable dispersion was obtained; the solids content was adjusted by adding water.
  • Polyurethane urea dispersion 5 (Inventive product) 60.0 g of polypropylene glycol having a number average molecular weight of 1000 g / mol and 280 g of polypropylene glycol having a number average molecular weight of 2000 g / mol were heated to 65 ° C. Subsequently, a mixture of 30.1 g of hexamethylene diisocyanate and 39.8 g of isophorone diisocyanate and 2 drops of tin octanoate was added and stirred at 130 ° C until the theoretical NCO value was below (about 90 min).
  • the finished prepolymer was dissolved with 730 g of acetone at 50 ° C and then at 40 ° C, a solution of 3.0 g of ethylenediamine, 18.9 g of diaminosulfonate, 3.6 g of diethanolamine and 74 g of water and 50 g of acetone added.
  • the stirring time was 15 min. Thereafter, it was dispersed by adding 560 g of water.
  • the removal of the solvent followed by distillation in vacuo and a storage-stable dispersion was obtained; the solids content was adjusted by adding water.
  • Viscosity ⁇ 50 mPa s Polyurethaneurea Dispersion 6 (Inventive Product)
  • the finished prepolymer was dissolved with 730 g of acetone at 50 ° C and then at 40 ° C, a solution of 38.1 g of diaminosulfonate, 2.9 g of diethanolamine and 105 g of water was added. The stirring time was 15 min. Thereafter, it was dispersed by adding 510 g of water. The removal of the solvent followed by distillation in vacuo and a storage-stable dispersion was obtained; the solids content was adjusted by adding water.
  • 100 g of the (inventive) polyurethaneurea dispersion 2 is initially charged with 3 g of a 10% by weight aqueous Rheolate 208 dispersion in a Speedmixer beaker.
  • the bubble-free mixture to a polyurethane urea composition is in the Speedmixer at a speed of 2750min "1 for 1 minute.
  • After application means Ausstreichbalken Erichsen (300 ⁇ ) on a release paper from Felix Schoeller designated Y5200 (matt), the drying for 20 min at 40 ° C and 3 min at 130 ° C.
  • MVTR 2600 g / dm 2 .
  • Film production or layer production of the (inventive) polyurethane urea dispersion 3 is carried out as in Application Example 1, but with 400 ⁇ instead of 300 ⁇ Ausstreichbalken.
  • Adhesive force measurement 34 N / 20 mm
  • Adhesive force measurement 23 N / 20 mm
  • Film production or layer production of the (inventive) polyurethaneurea dispersion 5 takes place as in Application Example 1.
  • Adhesive force measurement 25 N / 20 mm
  • Film production or layer production of the (inventive) polyurethaneurea dispersion 6 takes place as in Application Example 1.
  • Adhesive force measurement 6 N / 20 mm.
  • Application example 6 (not according to the invention):
  • MVTR 1650 g / dm 2 .
  • Adhesive force measurement 0 N / 20 mm

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Klebstoff, herstellbar aus einer wässrigen Polyurethanharnstoff-Dispersion, enthaltend einen amorphen Polyurethanharnstoff, welcher erhältlich ist, durch Umsetzung von wenigstens A) einer aliphatischen Polyisocyanat-Komponente mit einer mittleren Isocyanatfunktionalität von ≥ 1,8 und ≤ 2,6, B) einer polymeren Polyether-Polyol-Komponente, C) einer aminofunktionellen Kettenverlängerer-Komponente mit mindestens 2 isocyanatreaktiven Aminogruppen, enthaltend wenigstens eine aminofunktionelle Verbindung Cl), die keine ionischen oder ionogenen Gruppen aufweist und/oder eine aminofunktionelle Verbindung C2), die ionische oder ionogene Gruppen aufweist, D) gegebenenfalls weiteren hydrophilierenden Komponenten, die unterschiedlich sind von C2), E) gegebenenfalls hydroxyfunktionellen Verbindungen mit einem Molekulargewicht von 62 bis 399 mol/g, F) gegebenenfalls weitere polymere Polyole, welche unterschiedlich sind von B), G) einer Verbindung, die genau eine isocyanatreaktive Gruppe aufweist, oder einer Verbindung, die mehr als eine isocyanatreaktive Gruppe aufweist, wobei nur eine der isocyanatreaktiven Gruppen unter den gewählten Umsetzungsbedingungen mit den in der Reaktionsmischung vorhandenen Isocyanatgruppen reagiert und H) gegebenenfalls einer aliphatischen Polyisocyanat-Komponente mit einer mittleren Isocyanatfunktionalität von > 2,6 und ≤ 4, wobei die Komponenten B) und F) zusammen ≤ 30 Gew.-% an Komponente F), bezogen auf die Gesamtmasse der Komponenten B) und F) enthalten. Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist eine Klebstoffschicht sowie ein Produkt beinhaltend den Klebstoff, ein Verfahren zur Herstellung der Klebstoffschicht, ein spezieller Polyurethanharnstoff, sowie die Verwendung des Klebstoffs.

Description

Klebstoff auf Basis eines speziellen Polyurethanharnstoffs sowie dessen Herstellung und Anwendung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Klebstoff, herstellbar aus einer wässrigen Polyurethanharnstoff-Dispersion, enthaltend einen speziellen Polyurethanharnstoff, sowie eine Klebstoffschicht und ein Produkt enthaltend den Klebstoff. Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist eine wässrige Dispersion enthaltend den speziellen Polyurethanharnstoff sowie dessen möglichen Verwendungen.
In vielen, insbesondere medizinischen Anwendungen, wie beispielsweise selbstklebenden Bandagen, Pflastern oder anderen Wundabdeckungsmitteln kommen selbstklebende Klebstoffe zum Einsatz. Die Anforderungen an selbstklebende Klebstoffe können sehr vielfältig sein. Den selbstklebenden Klebstoffen ist gemein, dass der Klebstoff zwar gut auf der zu fixierenden Oberfläche haftet, aber gleichzeitig gut wieder entfernt werden kann, möglichst ohne Rückstände. In der medizinischen Anwendung ist es sehr vorteilhaft, einen Klebstoff zur Fixierung unterschiedlichster Gegenstände, wie Pflaster, Bandagen, Tapes oder andere Wundabdeckungsmittel bereitzustellen, die einerseits gut über einen langen Zeitraum, wie beispielsweise mehrere Tage oder Wochen haften, aber nach der Tragezeit ohne Schädigung der oberen Hautschichten und bevorzugt ohne Schmerzen wieder entfernbar sind. Darüber hinaus sollte der Klebstoff keine Rückstände nach dessen Entfernung auf der Haut zurücklassen, keine Allergien auslösen, um Hautreizungen zu vermeiden, atmungsaktiv sein, dabei wasserstabil und eine gute Haftung auf dem Trägermaterial des Klebers (z.B. Folie) haben. Oft werden in solchen Produkten selbstklebende Acrylat- oder Silikonklebstoffe verwendet. Während Acrylatklebstoffe auch hohe Klebstärken ermöglichen, sind sie häufig durch ihr thermoplastisches Fließverhalten auf der Haut nach längerer Tragezeit nur unter Schädigung der obersten Hautschichten und mit großen Schmerz wieder abziehbar, sie führen zu starken Hautirritationen und ggf. zu allergenen Reaktionen. Silikonklebstoffe dagegen sind häufig nur von geringerer Klebkraft und ermöglichen daher für verschiedene medizinische Anwendungen wie NPWT (Unterdruck- Wundtherapie oder Vakuumtherapie), Ostomie (künstlicher Darmausgang) und verschiedene medizinische Klebebänder, auch Tapes genannt, z.B. chirurgische Tapes, keine ausreichend hohe Klebkraft für eine sichere Verklebung, insbesondere über einen längeren Zeitraum.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, wenigstens einen Teil der Nachteile des Standes der Technik wenigstens zu einem Teil zu verbessern.
Weiterhin ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen hautfreundlichen Haftklebstoff für medizinische Anwendung mit einer ausreichend hohen Klebkraft bereitzustellen, insbesondere in einem Bereich von 1 N/20 mm bis 30 N/20 mm gegen Stahl gemäß DIN EN 1464 (90° Rollenschälprüfung) auf einer Zugprüfmaschine gemäß DIN EN ISO 527-1. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Klebstoff, beispielsweise in Form einer Klebstoffschicht bereitzustellen, die in vielen verschiedenen, vor allem medizinischen, aber auch technischen Anwendungen eine ausreichende Klebkraft bereitstellt.
Weiterhin ist eine Aufgabe der Erfindung einen Klebstoff, beispielsweise in Form einer Klebstoffschicht bereitzustellen, der eine gute Hautverträglichkeit, bei hohem Tragekomfort und guter Wiederentfernbarkeit aufweist. Insbesondere sollte der Tragekomfort und die rückstandsfreie Wiederentfernbarkeit auch nach mehreren Wochen Tragezeit noch gewährleistet sein.
Wiederum eine Aufgabe der Erfindung ist es, einen Klebstoff beispielsweise in Form einer Klebstoffschicht bereitzustellen, der eine hohe Klebkraft kombiniert mit einer guten Hautverträglichkeit und möglichst guter Wiederentfernbarkeit aufweist.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Klebstoff, beispielsweise in Form einer Klebstoffschicht, bereitzustellen, die die gleichen Vorteile, wie für den Klebstoff beschrieben aufweist und dabei in verschiedenen medizinischen aber auch technischen Anwendungen einsetzbar ist.
Weiterhin ist eine Aufgabe der Erfindung eine wässrige Polyurethanharnstoff-Dispersion bereitzustellen, aus der auf einfache Weise der Klebstoff bzw. die Klebstoffschicht gemäß der Erfindung gewonnen werden kann.
Es ist weiterhin eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu Herstellung einer Klebstoffschicht bereitzustellen, das die erfindungsgemäße Polyurethanharnstoff-Dispersion enthält und sämtliche Vorteile der erfindungsgemäßen Klebstoffschicht aufweist. Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verwendung des Klebstoffs bzw. der Klebstoffschicht zur Befestigung von Gegenständen bereitzustellen, wobei der Klebstoff bzw. die Klebstoffschicht die bereits erwähnten Vorteile in den Gegenstand bzw. der Befestigung einbringt.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verwendung einer Polyurethanharnstoff-Dispersion zur Herstellung eines Klebstoffs, einer Klebstoffschicht oder eines Produktes bereitzustellen, die die bereits erwähnten Vorteile aufweisen.
Mindestens eine der Aufgaben wird gelöst durch einen Klebstoff gemäß des Gegenstands des Anspruch 1. Besondere Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Weiterhin ist mindestens ein Teil der Aufgaben durch eine Klebstoffschicht oder ein Produkt beinhaltend den erfindungsgemäßen Klebstoff gelöst. Wiederum ein Teil der Aufgaben wird durch die Ausführung des Verfahrens zur Herstellung der Klebstoffschicht gelöst. Ein erster Gegenstand der Erfindung betrifft einen Klebstoff herstellbar aus einer wässrigen Polyurethanharnstoff-Dispersion, enthaltend einen amorphen Polyurethanharnstoff, welcher erhältlich ist, durch Umsetzung von wenigstens
A) einer aliphatischen Polyisocyanat-Komponente mit einer mittleren Isocyanatfunktionalität von > 1,8 und < 2,6,
B) einer polymeren Polyether-Polyol-Komponente,
C) einer aminofunktionellen Kettenverlängerer-Komponente mit mindestens 2 isocyanatreaktiven Aminogruppen, enthaltend wenigstens eine aminofunktionelle Verbindung Cl), die keine ionischen oder ionogenen Gruppen aufweist und/oder eine aminofunktionelle Verbindung C2), die ionische oder ionogene Gruppen aufweist,
D) gegebenenfalls weiteren hydrophilierenden Komponenten, die unterschiedlich sind von C2),
E) gegebenenfalls hydroxyfunktionellen Verbindungen mit einem Molekulargewicht von 62 bis 399 mol/g,
F) gegebenenfalls weitere polymere Polyole, welche unterschiedlich sind von B),
G) einer Verbindung, die genau eine isocyanatreaktive Gruppe aufweist, oder einer Verbindung, die mehr als eine isocyanatreaktive Gruppe aufweist, wobei nur eine der isocyanatreaktiven Gruppen unter den gewählten Umsetzungsbedingungen mit den in der Reaktionsmischung vorhandenen Isocyanatgruppen reagiert und
H) gegebenenfalls einer aliphatischen Polyisocyanat-Komponente mit einer mittleren Isocyanatfunktionalität von > 2,6 und < 4, wobei die Komponenten B) und F) zusammen < 30 Gew.-% an Komponente F), bezogen auf die Gesamtmasse der Komponenten B) und F) enthalten.
Polyurethanharnstoffe im Sinne der Erfindung sind polymere Verbindungen, die mindestens zwei, bevorzugt mindestens drei Urethan-Gruppen-haltige Wiederholungseinheiten aufweisen:
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Erfindungsgemäß weisen die Polyurethanharnstoffe herstellungsbedingt auch Harnstoff-Gruppen- haltige Wiederholungseinheiten auf,
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— N— ^— N—
H H wie sie insbesondere bei der Umsetzung von isocyanatterminierten Präpolymeren mit aminofunktionellen Verbindungen gebildet werden.
Unter ionogenen Gruppen werden im Sinne dieser Erfindung solche funktionellen Gruppen verstanden, die in der Lage sind, beispielsweise durch Neutralisation mit einer Base, ionische Gruppen zu bilden.
Die Komponente A) kann jedes Polyisocyanat sein, das der Fachmann hierfür verwenden würde. Als Komponente A) bevorzugt geeignete Polyisocyanate sind insbesondere die dem Fachmann an sich bekannten aliphatischen Polyisocyanate mit einer mittleren Isocyanatfunktionalität von > 1,8 und < 2,6. Der Begriff aliphatisch umfasst dabei auch cycloaliphatische und/oder araliphatische Polyisocyanate.
Unter der mittleren Isocyanatfunktionalität wird dabei die durchschnittliche Anzahl an Isocyanatgruppen pro Molekül verstanden.
Bevorzugte Polyisocyanate sind solche des Molekulargewichtsbereichs von 140 bis 336 g/mol. Besonders bevorzugt sind diese ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus. 1,4-Diisocyanatobutan (BDI), 1,5-Pentandiisocyanat, (PDI) 1,6-Diisocyanatohexan (HDI), l,3-Bis(isocyanatomethyl)benzol (1,3-Xylylendiisocyanat, XDI), l,4-Bis(isocyanatomethyl)benzol (1,4-Xylylendiisocyanat, XDI), 1,3- Bis( 1 -isocyanato- 1 -methyl-ethyl)benzol (TMXDI), 1 ,4-Bis( 1 -isocy anato- 1 -methyl-ethyl)benzol (TMXDI), 4-Isocyanatomethyl-l,8-octandiisocyanat (Trisisocyanatononan (TIN)), 2-Mefhyl-l,5- diisocyanatopentan, l,5-Diisocyanato-2,2-dimethylpentan, 2,2,4- bzw. 2,4,4-Trimethyl-l,6- diisocyanatohexan, 1,10-Diisocyanatodecan sowie die cycloaliphatischen Diisocyanate 1,3- bzw. 1,4- Diisocyanatocyclohexan, 1 ,4-Diisocyanato-3,3,5-trimethylcyclohexan, 1 ,3-Diisocyanato-2(4)- methylcyclohexan, l-Isocyanato-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethylcyclohexan (Isophorondiisocya- nat, IPDI), 1 -Isocyanato- l-methyl-4(3)isocyanato-methylcyclohexan, 1,8-Diisocyanato-p-menthan, 4,4'-Diisocyanato- 1, 1 '-bi(cyclohexyl), 4,4'-Diisocyanato-3,3'-dimethyl- 1, 1 '-bi(cyclohexyl), 4,4'- Diisocyanato-2,2',5,5'-tetramethyl-l,l'-bi(cyclohexyl), 4,4'- und/oder 2,4'-Diisocyanato- dicyclohexylmethan, 4,4'-Diisocyanato-3,3'-dimethyldicyclohexylmethan, 4,4'-Diisocyanato-3,3',5,5'- tetramethyldicyclohexylmethan, 1,3-Diisocyanatoadamantan, und l,3-Dimethyl-5,7-diisocyana- toadamantan oder beliebige Gemische solcher Isocyanate. Ganz besonders bevorzugt sind die Polyisocyanate ausgewählt aus 1,4-Butylendiisocyanat, 1,5-Pentamethylendiisocyanat (PDI), 1,6- Hexamethylendiisocyanat (HDI), Isophorondiisocyanat (IPDI), 2,2,4- und/oder 2,4,4-Trimethylhexa- methylendiisocyanat, die isomeren Bis-(4,4'-isocyanatocyclohexyl)methane oder deren Mischungen beliebigen Isomerengehalts (H12-MDI), 1,4-Cyclohexylendiisocyanat, 4-Isocyanatomethyl-l,8- octandiisocyanat (Nonantriisocyanat) sowie Alkyl-2,6-diisocyanatohexanoate (Lysindiisocyanate) mit Cl-C8-Alkylgruppen. Neben den vorstehend genannten Polyisocyanaten können auch modifizierte Diisocyanate, die eine mittlere Isocyanatfunktionalität > 2 und < 2,6 aufweisen, mit Uretdion-, Isocyanurat-, Urethan-, Allophanat-, Biuret-, Iminooxadiazindion- oder Oxadiazintrionstruktur sowie Mischungen aus diesen und/oder den oben stehenden anteilig eingesetzt werden. Bevorzugt handelt es sich um Polyisocyanate oder Polyisocyanatgemische der vorstehend genannten Art mit ausschließlich aliphatisch oder cycloaliphatisch gebundenen Isocyanatgruppen oder Mischungen aus diesen und einer mittleren NCO-Funktionalität der Mischung von > 1,8 und < 2,6 und besonders bevorzugt > 2,0 und < 2,4.
Besonders bevorzugt enthält die organische Polyisocyanat-Komponente A) ein aliphatisches oder cycloaliphatisches Polyisocyanat ausgewählt aus HDI, IPDI und/oder H12-MDI oder deren Modifikationsprodukten, ganz besonders bevorzugt ausgewählt aus HDI und/oder IPDI.
In einer insbesondere bevorzugten Variante liegen als Komponente A) IPDI und HDI im Gemisch vor.
Bevorzugt liegt das Gewichtsverhältnis von IPDLHDI für die Polyisocyanat-Komponente A) in einem Bereich von 1,05 bis 10, besonders bevorzugt in einem Bereich von 1,1 bis 5, und ganz besonders bevorzugt in einem Bereich von 1,1 bis 1,5.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird zur Herstellung des erfindungsgemäß verwendeten Polyurethanharnstoffs > 5 und < 40 Gew.-% der Komponente A) und besonders bevorzugt > 10 und < 35 Gew.-% der Komponente A), jeweils bezogen auf die Gesamtmasse des Polyurethanharnstoffs, eingesetzt. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird zur Herstellung des Polyurethanharnstoffs auch die Komponente H), eine aliphatische Polyisocyanat-Komponente mit einer mittleren Isocyanatfunktionalität (mittlere Anzahl Isocyanatgruppen pro Molekül) von > 2,6 und < 4, vorzugsweise > 2,8 und < 3,8 eingesetzt. Die Komponente H) wird dabei bevorzugt im Gemisch mit Komponente A) eingesetzt. Als Komponente H) besonders geeignet sind oligomere Diisocyanate, die eine Funktionalität > 2,6 und < 4, vorzugsweise > 2,8 und < 3,8 aufweisen, mit Isocyanurat-, Urethan-, Allophanat-, Biuret-, Iminooxadiazindion- oder Oxadiazintrionstruktur. Ganz besonders bevorzugt enthält H) Isocyanuratstrukturen.
Besonders bevorzugt besteht die organische Polyisocyanat-Komponente H) aus einem aliphatischen oder cycloaliphatischen Polyisocyanat-Oligomer basierend auf HDI, IPDI und/oder H12-MDI, ganz besonders bevorzugt basierend auf HDI. Das Molverhältnis der NCO-Gruppen aus Komponente A) zu Komponente H) beträgt dabei bevorzugt 100:0,5 bis 100: 50; besonders bevorzugt 100: 2 bis 100: 15 und ganz besonders bevorzugt 100:3 bis 100: 8.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird zur Herstellung des erfindungsgemäß verwendeten Polyurethanharnstoffs > 0 und < 10 Gew.-% der Komponente H) und besonders bevorzugt > 0,1 und < 3 Gew.-% der Komponente H), jeweils bezogen auf die Gesamtmasse des Polyurethanharnstoffs, eingesetzt.
Die erfindungsgemäß als Komponente B) eingesetzten polymeren Polyether-Polyole weisen bevorzugt zahlenmittlere Molekulargewichte in einem Bereich von 400 bis 8000 g/mol, bevorzugt in einem Bereich von 600 bis 6000 g/mol, oder bevorzugt in einem Bereich von 1000 bis 3000 g/mol, bestimmt durch Gelpermeationschromatographie gegenüber Polystyrol-Standard in Tetrahydrofuran bei 23°C, und/oder einer OH-Funktionalität von bevorzugt in einem Bereich von 1,5 bis 6, bevorzugter in einem Bereich von 1,8 bis 3, besonders bevorzugt von in einem Bereich von 1,9 bis 2,1 auf. Der Ausdruck „polymere" Polyether-Polyole bedeutet hier insbesondere, dass die genannten Polyole mindestens zwei, bevorzugt mindestens drei miteinander verbundene Wiederholungseinheiten aufweisen.
Das zahlenmittlere Molekulargewicht wird im Rahmen dieser Anmeldung stets bestimmt durch Gelpermeationschromatographie (GPC) in Tetrahydrofuran bei 23°C. Es wird dabei vorgegangen nach DIN 55672-1: "Gelpermeationschromatographie, Teil 1 - Tetrahydrofuran als Elutionsmittel" (SECurity GPC-System von PSS Polymer Service, Flussrate 1,0 ml/min; Säulen: 2xPSS SDV linear M, 8x300 mm, 5 μιη; RID-Detektor). Dabei werden Polystyrolproben bekannter Molmasse zur Kalibrierung verwendet. Die Berechnung des zahlenmittleren Molekulargewichts erfolgt softwaregestützt. Basislinienpunkte und Auswertegrenzen werden entsprechend der DIN 55672 Teil 1 festgelegt. Geeignete Polyetherpolyole sind beispielsweise die an sich bekannten Additionsprodukte von Styroloxid, Ethylenoxid, Propylenoxid, Butylenoxid und/oder Epichlorhydrin an di- oder polyfunktionelle Startermoleküle. So sind insbesondere Polyalkylenglykole, wie Polyethylen-, Polypropylen- und/oder Polybutylenglykole anwendbar, insbesondere mit den oben genannten bevorzugten Molekulargewichten. Als geeignete Startermoleküle können alle dem Stand der Technik nach bekannten Verbindungen eingesetzt werden, wie zum Beispiel Wasser, Butyldiglykol, Glycerin, Diethylenglykol, Trimethyolpropan, Propylenglykol, Sorbit, Ethylendiamin, Triethanolamin, 1,4- Butandiol.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Klebstoffes enthält die Komponente B) Poly(propylenglykol)polyetherpolyole. Bevorzugt beinhaltet der Klebstoff Poly (propylenglykol) - polyetherpolyole in einem Bereich von 50 bis 100 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 70 bis 100 Gew.-% oder bevorzugt in einem Bereich von 90 bis 100 Gew.-%, besonders bevorzugt zu 100 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente B).
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Klebstoffes enthält die Komponente B) ein Gemisch aus Poly(propylenglykol)polyetherpolyole mit unterschiedlichem mittleren Molekulargewicht oder besteht daraus, wobei sich die Poly(propylenglykol)polyetherpolyole in ihren zahlenmittleren Molekulargewichten um wenigstens 100 g/mol, bevorzugt um wenigstens 200 g/mol, oder bevorzugt um wenigstens 400 g/mol, oder bevorzugt um wenigstens 800 g/mol, oder bevorzugt um wenigstens 1000 g/mol unterscheiden. Bevorzugt unterscheiden sich die zahlenmittleren Molekulargewichte der Poly(propylenglykol)polyetherpolyole um nicht mehr als 5000 g/mol, oder um nicht mehr als 4000 g/mol, oder um nicht mehr als 3000 g/mol.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die Komponente B) ein Gemisch aus Poly(propylenglykol)polyetherpolyolen I mit einem zahlenmittleren Molekulargewichte Mn von > 400 und < 1500 g/mol, besonders bevorzugt von > 600 und < 1200 g/mol, ganz besonders bevorzugt von 1000 g/mol und Poly(propylenglykol)polyetherpolyolen II mit einem zahlenmittleren Mole- kulargewichte Mn von > 1500 und < 8000 g/mol, besonders bevorzugt von > 1800 und < 3000 g/mol, ganz besonders bevorzugt von 2000 g/mol. Die Komponente B) weist bevorzugt eine mittlere Molekularmasse in einem Bereich von 400 bis 4000 g/mol, oder bevorzugt in einem Bereich von 500 bis 3500 g/mol, oder bevorzugt in einem Bereich von 800 bis 3000 g/mol auf.
Das Gewichtsverhältnis der Poly(propylenglykol)polyetherpolyolen I zu den Poly(propylenglykol)polyetherpolyolen II liegt bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 10, besonders bevorzugt im Bereich von 0,02 bis 5, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,05 bis 1.
Erfindungsgemäß wird zur Herstellung des Polyurethanharnstoffs eine aminofunktionelle Kettenverlängerer-Komponente C) mit mindestens 2 isocyanatreaktiven Aminogruppen, enthaltend wenigstens eine aminofunktionelle Verbindung Cl), die keine ionischen oder ionogenen Gruppen aufweist und/oder eine aminofunktionelle Verbindung C2), die ionische oder ionogene Gruppen aufweist, eingesetzt.
Die aminofunktionellen Verbindungen der Komponente C) Komponente werden bevorzugt aus primären und/oder sekundären Diaminen ausgewählt. Insbesondere umfassen die aminofunktionellen Verbindungen C) mindestens ein Diamin. In einer bevorzugten Ausführungsform des Klebstoffes umfasst die aminofunktionelle Komponente C) wenigstens eine aminofunktionelle Verbindung C2), die ionische und/oder ionogene Gruppen aufweist. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die aminofunktionelle Komponente C) sowohl aminofunktionelle Verbindungen C2), die ionische und/oder ionogene Gruppe aufweisen, als auch aminofunktionelle Verbindungen Cl), die keine ionische oder ionogene Gruppe aufweisen. Beispielsweise können als Komponente Cl) organische Di- oder Polyamine wie beispielsweise 1,2- Ethylendiamin, 1,2- und 1,3-Diaminopropan, 1,4-Diaminobutan, 1,6-Diaminohexan, Isophorondiamin (IPDA), Isomerengemisch von 2,2,4- und 2,4,4-Trimethylhexamethylendiamin, 2-Methylpentamethy- lendiamin, Diethylentriamin, 4,4-Diaminodicyclohexylmethan und/oder Dimethylethylendiamin oder Mischungen aus mindestens zwei hiervon eingesetzt werden. Bevorzugt ist die Komponente Cl) ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 1,2-Ethylendiamin, Bis(4-aminocyclohexyl)methan, 1,4-Diaminobutan, IPDA, Ethanolamin, Diethanolamin und Diethylentriamin oder einer Mischung aus mindestens zwei hiervon.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält die Komponente Cl) > 75 mol%, besonders bevorzugt > 80 mol%, ganz besonders bevorzugt > 85 mol%, weiterhin bevorzugt > 95 mol% und des Weiteren bevorzugt 100 mol% 1,2-Ethylendiamin oder IPDA oder ein Gemisch aus 1,2- Ethylendiamin und IPDA, wobei die Summe der beiden Amine in Bezug auf die Gesamtmenge an Cl) bevorzugt in den genannten Anteilen vorliegt.
Bevorzugt umfasst die hydrophilierende Komponente C2) mindestens eine anionisch hydrophilierende Verbindung. Weiterhin bevorzugt beinhaltet die hydrophilierende Komponente C2) eine anionisch hydrophilierende Verbindung zu mindestens 80 Gew.-%, oder bevorzugt zu mindestens 90 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente C2). Besonders bevorzugt besteht die Komponente C2) aus ausschließlich anionisch hydrophilierenden Verbindungen.
Geeignete anionisch hydrophilierende Verbindungen enthalten wenigstens eine anionische oder ionogene Gruppe, die in eine anionische Gruppe überführt werden kann. Des Weiteren bevorzugt weisen geeignete anionisch hydrophilierende Verbindungen wenigstens zwei Aminogruppen und besonders bevorzugt zwei Aminogruppen auf. Besonders bevorzugt umfasst die hydrophilierende Komponente C2) eine anionisch hydrophilierende Verbindung, die wenigstens eine anionische oder ionogene Gruppe und wenigstens zwei Aminogruppen aufweist oder besteht daraus.
Geeignete anionisch hydrophilierende Verbindungen als Komponente C2), im Weiteren auch Hydrophilierungsmittel C2) genannt, enthalten bevorzugt eine Sulfonsäure- oder Sulfonatgruppe, besonders bevorzugt eine Natriumsulfonatgruppe. Geeignete anionisch hydrophilierende Verbindungen als Komponente C2) sind insbesondere die Alkalimetallsalze der Mono- und Diaminosulfonsäuren. Beispiele solcher anionischen Hydrophilierungsmittel sind Salze der 2-(2- Aminoethylamino)ethansulfonsäure, Ethylendiamin-propyl- oder -butylsulfonsäure oder 1,2- oder 1,3- Propylendiamin-ß-ethylsulfonsäure oder Mischungen aus mindestens zwei hiervon.
Besonders bevorzugte anionische Hydrophilierungsmittel C2) sind solche, die Sulfonatgruppen als ionische Gruppen und zwei Aminogruppen enthalten, wie die Salze der 2-(2- Aminoethylamino)ethylsulfonsäure und 1,3-Propylendiamin-ß-ethylsulfonsäure. Ganz besonders bevorzugt wird 2-(2-Aminoethylamino)ethylsulfonsäure oder deren Salze als anionisches Hydrophilierungsmittel C2) eingesetzt.
Gegebenenfalls kann die anionische Gruppe in der Komponente C2) auch eine Carboxylat- bzw. Carbonsäuregruppe sein. Die Komponente C2) wird dann bevorzugt aus Diaminocarbonsäuren ausgewählt. Bei dieser alternativen Ausführungsform müssen jedoch die Carbonsäure-basierenden Komponenten C2) in höheren Konzentrationen eingesetzt werden, verglichen mit solchen Komponenten C2), die Sulfonat- oder Sulfonsäuregruppen tragen. Besonders bevorzugt werden daher zur Herstellung des Polyurethanharnstoffs keine hydrophilierenden Verbindungen, die ausschließlich Carboxylatgruppen als anionische Gruppen der Komponente C2) tragen eingesetzt. In einer bevorzugten Ausführungsform wird zur Herstellung des erfindungsgemäß verwendeten Polyurethanharnstoffs > 0,1 und < 10 Gew.-% der Komponente C2) und besonders bevorzugt > 0,5 und < 4 Gew.-% der Komponente C2), jeweils bezogen auf die Gesamtmasse des Polyurethanharnstoffs, eingesetzt.
Zur Hydrophilierung können auch Mischungen aus anionischen Hydrophilierungsmitteln C2) und weiteren Hydrophilierungsmitteln D), welche von C2) verschieden sind, verwendet werden.
Geeignete weitere Hydrophilierungsmittel D) sind beispielsweise nichtionische hydrophiherende Verbindungen Dl) und/oder hydroxyfunktionelle ionische oder ionogene Hydrophilierungsmittel D2). Bevorzugt handelt es sich bei der Komponente D) um nichtionisch hydrophiherende Komponenten Dl). Geeignete hydroxyfunktionelle ionische oder ionogene Hydrophilierungsmittel als Komponente D2) sind beispielsweise Hydroxycarbonsäuren wie Mono- und Dihydroxycarbonsäuren, wie 2- Hydroxyessigsäure, 3-Hydroxypropansäure, 12-Hydroxy-9-octadecansäure (Rizinolsäure), Hydroxypivalinsäure, Milchsäure, Dimethylolbuttersäure und/oder Dimethylolpropionsäure oder Gemische von mindestens zwei hieraus. Bevorzugt sind Hydroxypivalinsäure, Milchsäure und/oder Dimethylolpropionsäure, besonders bevorzugt ist Dimethylolpropionsäure. Bevorzugt werden keine hydroxyfunktionellen ionische oder ionogenen Hydrophilierungsmittel D2), insbesondere bevorzugt keine Hydrophilierungsmittel, die Carboxylat und Hydroxygruppen aufweisen, wie beispielsweise Dimethylolpropionsäure eingesetzt. Bevorzugt ist die Menge an hydroxyfunktionellen ionischen oder ionogenen Hydrophilierungsmittel D2) in einem Bereich von 0 bis 1 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,01 bis 0,5 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des Polyurethanharnstoffs in dem Polyurethanharnstoff enthalten.
Geeignete nichtionisch hydrophilierende Verbindungen als Komponente Dl) sind z.B. Polyoxyalkylenether, welche über isocyanatreaktive Gruppen, wie Hydroxy-, Amino- oder Thiolgruppen verfügen. Bevorzugt sind monohydroxyfunktionelle, im statistischen Mittel 5 bis 70, bevorzugt 7 bis 55 Ethylenoxideinheiten pro Molekül aufweisenden Polyalkylenoxid- polyetheralkohole, wie sie in an sich bekannter Weise durch Alkoxylierung geeigneter Startermoleküle zugänglich sind (z.B. in Ullmanns Encyclopädie der technischen Chemie, 4. Auflage, Band 19, Verlag Chemie, Weinheim S. 31-38). Diese sind entweder reine Polyethylenoxidether oder gemischte Polyalkylenoxidether, wobei sie mindestens 30 mol-%, bevorzugt mindestens 40 mol-% bezogen auf alle enthaltenen Alkylenoxideinheiten an Ethylenoxideinheiten enthalten.
Besonders bevorzugte nichtionische Verbindungen sind monofunktionelle gemischte Poly- alkylenoxidpolyether, die 40 bis 100 mol-% Ethylenoxid- und 0 bis 60 mol-% Propylenoxideinheiten aufweisen. Geeignete Startermoleküle für solche nichtionischen Hydrophilierungsmittel sind insbesondere gesättigte Monoalkohole wie Methanol, Ethanol, n-Propanol, Isopropanol, n-Butanol, Isobutanol, sec- Butanol, die isomeren Pentanole, Hexanole, Octanole und Nonanole, n-Decanol, n-Dodecanol, n- Tetradecanol, n-Hexadecanol, n-Octadecanol, Cyclohexanol, die isomeren Methylcyclohexanole oder Hydroxymethylcyclohexan, 3-Ethyl-3-hydroxymethyloxetan oder Tetrahydrofurfurylalkohol, Diethylenglykol-monoalkylether, wie beispielsweise Diethylenglykolmonobutylether, ungesättigte Alkohole wie Allylalkohol, 1,1-Dimethylallylalkohol oder Oleinalkohol, aromatische Alkohole wie Phenol, die isomeren Kresole oder Methoxyphenole, araliphatische Alkohole wie Benzylalkohol, Anisalkohol oder Zimtalkohol, sekundäre Monoamine wie Dimethylamin, Diethylamin, Dipropylamin, Diisopropylamin, Dibutylamin, Bis-(2-ethylhexyl)-amin, N-Methyl- und N- Ethylcyclohexylamin oder Dicyclohexylamin sowie heterocyclische sekundäre Amine wie Morpholin, Pyrrolidin, Piperidin oder lH-Pyrazol. Bevorzugte Startermoleküle sind gesättigte Monoalkohole der vorstehend genannten Art. Besonders bevorzugt werden Diethylenglykolmonobutylether, Methanol oder n-Butanol als Startermoleküle verwendet.
Für die Alkoxylierungsreaktion geeignete Alkylenoxide sind insbesondere Ethylenoxid und Propylen- oxid, die in beliebiger Reihenfolge oder auch im Gemisch bei der Alkoxylierungsreaktion eingesetzt werden können.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält der erfindungsgemäß verwendete Polyurethanharnstoff > 0 und < 20 Gew.-% der Komponente D), bevorzugt > 0,1 und < 10 Gew.-% der Komponente D) und ganz besonders bevorzugt > 1 und < 5 Gew.-% der Komponente D), jeweils bezogen auf die Gesamtmasse des Polyurethanharnstoffs. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird Komponente D) zur Herstellung des Polyurethanharnstoffs nicht verwendet.
Als Komponente E) können wahlweise Polyole, insbesondere nicht-polymere Polyole, des genannten Molekulargewichtsbereichs von 62 bis 399 mol/g mit bis zu 20 Kohlenstoffatomen, wie Efhyl- englykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, 1,2-Propandiol, 1,3-Propandiol, 1,4-Butandiol, 1,3-Bu- tylenglykol, Cyclohexandiol, 1,4-Cyclohexandimethanol, 1,6-Hexandiol, Neopentylglykol, Hydrochinondihydroxyethylether, Bisphenol A (2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan), hydriertes Bisphenol A (2,2-Bis(4-hydroxycyclohexyl)propan), Trimethylolpropan, Trimethylolethan, Glycerin, Pentaerythrit sowie deren beliebige Mischungen untereinander eingesetzt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält der erfindungsgemäß verwendete Polyurethanharnstoff < 10 Gew.-% der Komponente E), bevorzugt < 5 Gew.-% der Komponente E), jeweils bezogen auf die Gesamtmasse des Polyurethanharnstoffs. Bevorzugt beinhaltet der Polyurethanharnstoff die Komponente E) in einem Bereich von 0,1 bis 10 Gew.-%, bevorzugt in einem Bereich von 0,2 bis 8 Gew.-%, bevorzugt in einem Bereich von 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen jeweils auf die Gesamtmasse des Polyurethanharnstoffs. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird Komponente E) zur Herstellung des Polyurethanharnstoffs nicht verwendet.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird zur Herstellung des erfindungsgemäß verwendeten Polyurethanharnstoffs > 0,5 und < 20 Gew.-% der Summe der Komponenten Cl) und gegebenenfalls E) und besonders bevorzugt > 1 und < 15 Gew.-% der Summe der Komponenten Cl) und gegebenenfalls E), jeweils bezogen auf die Gesamtmasse des Polyurethanharnstoffs, eingesetzt.
Als Komponente F) können weitere polymere Polyole, welche unterschiedlich sind von B) eingesetzt werden.
Beispiele sind polymere Polyole, die nicht unter die Definition von B) fallen, weil sie keine Polyetherpolyole sind - beispielsweise die in der Polyurethanlacktechnologie an sich bekannten Poly- esterpolyole, Polyacrylatpolyole, Polyurethanpolyole, Polycarbonatpolyole, Polyesterpolyacrylat- polyole, Polyurethanpolyacrylatpolyole, Polyurethanpolyesterpolyole, Polyurethanpolycarbonat- polyole und Polyesterpolycarbonatpolyole.
Bevorzugt handelt es sich bei der Komponente F) nicht um polymere Polyole die Estergruppen aufweisen, insbesondere nicht um Polyesterpolyole. Die Komponenten B) und F) enthalten erfindungsgemäß zusammen < 30 Gew.-%, bevorzugt < 10 Gew.-%, und besonders bevorzugt < 5 Gew.-%, an Komponente F), bezogen auf die Gesamtmasse der Komponenten B) und F). Ganz besonders bevorzugt wird die Komponente F) zur Herstellung des Polyurethanharnstoffs nicht eingesetzt. In einer bevorzugten Ausführungsform wird zur Herstellung des erfindungsgemäß verwendeten Polyurethanharnstoffs > 55 und < 90 Gew.-% der Summe der Komponenten B) und gegebenenfalls F) und besonders bevorzugt > 60 und < 85 Gew.-% der Summe der Komponenten B) und gegebenenfalls F), jeweils bezogen auf die Gesamtmasse des Polyurethanharnstoffs, eingesetzt. Bei der Komponente G) handelt es sich um Verbindungen, die genau eine isocyanatreaktive Gruppe aufweisen, oder um Verbindungen, die mehr als eine isocyanatreaktive Gruppe aufweisen, wobei nur eine der isocyanatreaktiven Gruppen unter den gewählten Umsetzungsbedingungen mit den in der Reaktionsmischung vorhandenen Isocyanatgruppen reagiert.
Bei den isocyanatreaktiven Gruppen der Komponente G) kann es sich dabei um jede funktionelle Gruppe handeln, die mit einer Isocyanatgruppe reagieren kann, wie beispielsweise Hydroxygruppen, Thiolgruppen oder primäre und sekundäre Aminogruppen.
Isocyanatreaktive Gruppen im Sinne der Erfindung sind dabei insbesondere bevorzugt primären oder sekundäre Aminogruppen, die mit Isocyanatgruppen unter Bildung von Harnstoffgruppen reagieren. Neben der Aminogruppe können Verbindungen der Komponente G) auch andere prinzipiell isocyanatreaktive Gruppen wie beispielsweise auch OH-Gruppen aufweisen, wobei nur eine der isocyanat reaktiven Gruppen unter den gewählten Umsetzungsbedingungen mit den in der Reaktionsmischung vorhandenen Isocyanatgruppen reagiert. Dies kann beispielsweise durch Reaktion entsprechender Aminoalkohole bei relativ niedrigen Temperaturen erfolgen, beispielsweise bei 0 bis 60°C, bevorzugt bei 20 bis 40°C. Bevorzugt wird dabei in Abwesenheit von Katalysatoren gearbeitet, welche die Reaktion von Isocyanatgruppen mit Alkoholgruppen katalysieren würden.
Beispiele für geeignete Verbindungen der Komponente G) sind primäre/sekundäre Amine, wie Methylamin, Ethylamin, Propylamin, Butylamin, Octylamin, Laurylamin, Stearylamin, Isononyloxypropylamin, Dimethylamin, Diethylamin, Dipropylamin, Dibutylamin, N-Methyl- aminopropylamin, Diethyl(methyl)aminopropylamin, Morpholin, Piperidin, Diethanolamin, 3-Amino- 1-methylaminopropan, 3-Amino-l-ethylaminopropan, 3-Amino-l-cyclohexylaminopropan, 3-Amino- 1- methylaminobutan, Ethanolamin, 3-Aminopropanol oder Neopentanolamin.
Geeignete monofunktionellen Verbindungen sind auch Ethanol, n-Butanol, Ethylenglykolmonobutylether, Diethylenglykolmonomethylether, Diethylenglykolmonobutylether, Propylenglykolmonomethylether, Dipropylenglykol-monomethylether, Tripropylenglykol- monomethylether, Dipropylenglykolmono-propylether, Propylenglykolmonobutylether,
Dipropylenglykolmonobutylether, Tripropylenglykolmonobutylether, 2-Ethylhexanol, 1-Octanol, 1-Dodecanol, 1-Hexadecanol.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird zur Herstellung des erfindungsgemäß verwendeten Polyurethanharnstoffs > 0,1 und < 20 Gew.-% der Komponente G) und besonders bevorzugt > 0,3 und < 10 Gew.-% der Komponente G), jeweils bezogen auf die Gesamtmasse des Polyurethanharnstoffs, eingesetzt.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Komponente H) eingesetzt und das molare Verhältnis von Komponente G) zu Komponente H) beträgt bevorzugt 5: 1 bis 1:5, besonders bevorzugt 1,5: 1 bis 1 :4 und ganz besonders bevorzugt 1 : 1 bis 1:3.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden zur Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten Polyurethanharnstoffe die Komponenten A) bis H) in den folgenden Mengen eingesetzt, wobei sich die Einzelmengen stets zu 100 Gew.-% addieren:
5 bis 40 Gew.-% Komponente A), 55 bis 90 Gew.-% Summe der Komponenten B) und gegebenenfalls F),
0,5 bis 20 Gew.-% Summe der Komponenten Cl) und gegebenenfalls E),
0,1 bis 10 Gew.-% Komponente C2),
0 bis 20 Gew.-% Komponente D),
0,1 bis 20 Gew.-% der Komponente G) und 0 bis 10 Gew.-% Komponente H).
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden zur Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten Polyurethanharnstoffe die Komponenten A) bis H) in den folgenden Mengen eingesetzt, wobei sich die Einzelmengen stets zu 100 Gew.-% aufaddieren:
10 bis 35 Gew.-% Komponente A), 60 bis 85 Gew.-% Summe der Komponenten B) und gegebenenfalls F),
1 bis 15 Gew.-% Summe der Komponenten Cl) und gegebenenfalls E), 0,5 bis 4 Gew.-% Komponente C2),
0 bis 10 Gew.-% Komponente D),
0,3 bis 10 Gew.-% der Komponente G) und 0,1 bis 3 Gew.-% Komponente H).
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst der Klebstoff einen Polyurethanharnstoff, der erhältlich ist, durch Umsetzung von wenigstens A) einer aliphatischen Polyisocyanat-Komponente mit einer mittleren Isocyanatfunktionalität von > 1,8 und < 2,6, welche ausgewählt ist aus HDI, IPDI und/oder H12-MDI oder deren Modifikationsprodukten,
B) einer polymeren Polyether-Polyol-Komponente, welche bevorzugt aus Poly(propylenglykol)polyetherpolyole besteht,
C) einer aminofunktionellen Kettenverlängerer-Komponente mit mindestens 2 isocyanatreaktiven primären und/oder sekundären Aminogruppen, enthaltend wenigstens eine aminofunktionelle Verbindung Cl), die keine ionischen oder ionogenen Gruppen aufweist und/oder eine aminofunktionelle Verbindung C2), die ionische oder ionogene Gruppen aufweist,
D) gegebenenfalls weiteren hydrophilierenden Komponenten, die unterschiedlich sind von C2),
E) gegebenenfalls hydroxyfunktionellen Verbindungen mit einem Molekulargewicht von 62 bis 399 mol/g, F) gegebenenfalls weiteren polymeren Polyolen, welche unterschiedlich sind von B),
G) einer Verbindung, die genau eine isocyanatreaktive Gruppe aufweist, oder einer Verbindung, die mehr als eine isocyanatreaktive Gruppe aufweist, wobei nur eine der isocyanat reaktiven Gruppen unter den gewählten Umsetzungsbedingungen mit den in der Reaktionsmischung vorhandenen Isocyanatgruppen reagiert und H) gegebenenfalls einer aliphatischen Polyisocyanat-Komponente mit einer mittleren
Isocyanatfunktionalität von > 2,6 und < 4, wobei die Komponente H) aus einem aliphatischen oder cycloaliphatischen Polyisocyanat-Oligomer mit Isocyanurat-, Urethan-, Allophanat-, Biuret-, Iminooxadiazindion- oder Oxadiazintrionstruktur besteht, wobei die Komponenten B) und F) zusammen < 30 Gew.-% an Komponente F), bezogen auf die Gesamtmasse der Komponenten B) und F) enthalten.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst der Klebstoff einen Polyurethanharnstoff, der erhältlich ist, durch Umsetzung von wenigstens
A) einer aliphatischen Polyisocyanat-Komponente, wobei es sich um ein Gemisch aus IPDI und HDI handelt,
B) einer polymeren Polyether-Polyol-Komponente, welche ein Gemisch aus wenigstens zwei Poly(propylenglykol)polyetherpolyole ist und wobei sich die Poly(propylenglykol)polyetherpolyole in ihren zahlenmittleren Molekulargewichten unterscheiden,
C) einer aminofunktionellen Kettenverlängerer-Komponente mit 2 isocyanatreaktiven primären und/oder sekundären Aminogruppen, enthaltend wenigstens eine amino funktionelle Verbindung Cl), die keine ionischen oder ionogenen Gruppen aufweist und/oder eine aminofunktionelle Verbindung C2), die ionische oder ionogene Gruppen aufweist,
D) gegebenenfalls weiteren hydrophilierenden Komponenten, die unterschiedlich sind von C2), wobei es sich um nichtionisch hydrophilierende Komponenten Dl) handelt,
E) gegebenenfalls hydroxyfunktionellen Verbindungen mit einem Molekulargewicht von 62 bis 399 mol/g,
F) gegebenenfalls weitere polymere Polyole, welche unterschiedlich sind von B),
G) einer Verbindung, die genau eine isocyanatreaktive Gruppe aufweist, oder einer Verbindung, die mehr als eine isocyanatreaktive Gruppe aufweist, wobei nur eine der isocyanat reaktiven Gruppen unter den gewählten Umsetzungsbedingungen mit den in der Reaktionsmischung vorhandenen Isocyanatgruppen reagiert, wobei es sich bei der isocyanat reaktiven Gruppe um eine primäre und/oder sekundäre Amino- und/oder Hydroxygruppe handelt und
H) gegebenenfalls einer aliphatischen Polyisocyanat-Komponente mit einer mittleren Isocyanatfunktionalität von > 2,6 und < 4, wobei die Komponente H) aus einem aliphatischen oder cycloaliphatischen Polyisocyanat-Oligomer mit Isocyanurat-, Urethan-, Allophanat-, Biuret-, Iminooxadiazindion- oder Oxadiazintrionstruktur, basierend auf HDI, IPDI und/oder H12-MDI besteht, wobei die Komponenten B) und F) zusammen < 30 Gew.-% an Komponente F), bezogen auf die Gesamtmasse der Komponenten B) und F) enthalten.
Ganz besonders bevorzugt ist der erfindungsgemäß verwendete Polyurethanharnstoff erhältlich durch Umsetzung ausschließlich der Komponenten A) bis H). Es werden dann keine weiteren Komponenten zur Herstellung des Polyurethanharnstoffs eingesetzt.
Die erfindungsgemäß verwendeten Polyurethanharnstoffe sind bevorzugt lineare Moleküle, können alternativ jedoch auch verzweigt sein. Das zahlenmittlere Molekulargewicht der bevorzugt verwendeten Polyurethanharnstoffe beträgt bevorzugt von > 2000 bis < 300000 g/mol, bevorzugt von > 5000 bis < 150000 g/mol, oder bevorzugt von >10000 bis < 100000 g/mol.
Der zur Herstellung des Klebstoffes eingesetzte Polyurethanharnstoff liegt bevorzugt in einem physiologisch akzeptablen Medium vor. Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Medium um Wasser und ganz besonders bevorzugt liegt der Polyurethanharnstoff als wässrige Dispersion vor, die im Wesentlichen keine weiteren Lösungsmittel aufweist. Unter im Wesentlichen keine weiteren Lösungsmittel wird gemäß der Erfindung verstanden, dass weniger als 2 Gew.-%, bevorzugt weniger als 1,5 Gew.-%, oder bevorzugt weniger als 1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Polyurethandispersion, keine weiteren Lösungsmittel in der Polyurethandispersion vorhanden sind, insbesondere keine organischen Lösungsmittel wie beispielsweise Aceton. Wasser bildet im Allgemeinen, neben wahlweise vorhandenen anderen flüssigen Medien, wie beispielsweise Lösungsmitteln, den Hauptbestandteil (> 50 Gew.-%) des Dispergiermediums, bezogen auf die Gesamtmenge des flüssigen Dispergiermediums, gegebenenfalls auch das alleinige flüssige Dispergiermedium. Bevorzugt ist der verwendete Polyurethanharnstoff daher in Wasser dispergierbar, was im Rahmen dieser Erfindung bedeutet, dass der Polyurethanharnstoff bei 23°C eine sedimentationsstabile Dispersion in Wasser, insbesondere entionisiertem Wasser, bilden kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Klebstoffs sind die verwendeten Polyurethanharnstoffe erhältlich, indem isocyanatfunktionelle Polyurethanpräpolymere a) aus den Komponenten A), B) und gegebenenfalls D) und/oder C2), sowie gegebenenfalls den Verbindungen E) und/oder H) hergestellt werden (Schritt a) und deren freie NCO-Gruppen anschließend ganz oder teilweise mit der aminofunktionellen Kettenverlängerer-Komponente C), sowie der Komponente G) und gegebenenfalls der Komponente D) und H) umgesetzt werden (Schritt b)).
Wobei wenn die Komponente H) erst in Schritt b) eingesetzt wird, diese bevorzugt vor der Zugabe der Komponente C) zugegeben und mit dem Prepolymer a) umgesetzt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt im Schritt b) die Umsetzung mit einem Diamin oder mehreren Diaminen (Komponente C) unter Kettenverlängerung wobei außerdem die monofunktionelle Komponente G) als Kettenabbrecher zur Molekulargewichtssteuerung zugesetzt wird. Die Komponenten A) bis H) sind dabei wie oben angegeben definiert. Es gelten auch die oben genannten bevorzugten Ausführungsformen.
Bevorzugt wird im Schritt b) der Umsetzung des Präpolymers a) zur Herstellung des Polyurethanharnstoffs eine Mischung aus Komponenten Cl), C2) und G) zur Umsetzung gebracht. Durch die Verwendung der Komponente Cl) kann eine hohe Molmasse aufgebaut werden, ohne dass die Viskosität des zuvor hergestellten isocyanatfunktionellen Präpolymers in einem Maße ansteigt, welches einer Verarbeitung entgegenstehen würde. Durch die Verwendung der Kombination der Komponenten Cl), C2) und G) lässt sich eine optimale Balance zwischen Hydrophilie und Kettenlänge einstellen. Bevorzugt weist das erfindungsgemäß verwendete Polyurethanpräpolymere a) endständige Isocyanatgruppen auf, d.h. die Isocyanatgruppen liegen an den Kettenenden des Präpolymers. Besonders bevorzugt weisen sämtliche Kettenenden des Präpolymers Isocyanatgruppen auf.
Über die hydrophilierende Komponente C2) und/oder D) kann die Hydrophilie des Präpolymers gesteuert werden. Daneben spielen für die Hydrophilie des Präpolymers natürlich auch noch weitere Komponenten, speziell auch die Hydrophilie der Komponente B) eine Rolle.
Bevorzugt sind die isocyanatfunktionellen Polyurethanpräpolymere a) wasserunlöslich und nicht in Wasser dispergierbar.
Im Rahmen der Erfindung bedeutet der Begriff „wasserunlösliches, nicht wasserdispergierbares Polyurethanpräpolymer" insbesondere, dass die Wasserlöslichkeit des erfindungsgemäß verwendeten Präpolymers bei 23 °C weniger als 10 g / Liter, bevorzugter weniger als 5 g / Liter beträgt und das Präpolymer bei 23° keine sedimentationsstabile Dispersion in Wasser, insbesondere entionisiertem Wasser, ergibt. Mit anderen Worten setzt sich das Präpolymer, beim Versuch es in Wasser zu dispergieren, ab. Die Wasserunlöslichkeit bzw. fehlende Dispergierbarkeit in Wasser bezieht sich auf entionisiertes Wasser ohne Zusatz von Tensiden. Weiterhin weist das verwendete Polyurethanpräpolymere a) bevorzugt im Wesentlichen weder ionische noch ionogene (zur Bildung von ionischen Gruppen befähigte) Gruppen auf. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeutet dies, dass der Anteil der ionischen und/oder ionogenen Gruppen, wie insbesondere anionischer Gruppen, wie Carboxylat oder Sulfonat, oder kationischer Gruppen weniger beträgt als 15 Milliequivalente pro 100 g Polyurethanpräpolymer al), bevorzugt weniger als 5 Milliequivalente, besonders bevorzugt weniger als 1 Milliequivalent und ganz besonders bevorzugt weniger als 0,1 Milliequivalente pro 100 g Polyurethanpräpolymer a).
Im Falle saurer ionischer und/oder ionogener Gruppen beträgt die Säurezahl des Präpolymers zweckmäßig unter 30 mg KOH/g Präpolymer, bevorzugt unter 10 mg KOH/g Präpolymer. Die Säurezahl gibt die Masse Kaliumhydroxid in mg an, die zur Neutralisation von 1 g der zu untersuchenden Probe erforderlich ist (Messung nach DIN EN ISO 211). Die neutralisierten Säuren, also die entsprechenden Salze weisen naturgemäß keine oder eine reduzierte Säurezahl auf. Hier ist erfindungsgemäß die Säurezahl der korrespondierenden freien Säure entscheidend. Dabei sind die wasserunlöslichen, nicht wasserdispergierbaren, isocyanatfunktionellen Polyurethanpräpolymeren a) bevorzugt ausschließlich erhältlich aus den Komponenten A), B) und gegebenenfalls D), E) und/oder H).
Die Komponenten sind dabei wie oben angegeben definiert. Es gelten auch die oben genannten bevorzugten Ausführungsformen.
Es werden folglich bevorzugt in dieser Ausführungsform keine ionisch hydrophilierenden Komponenten C2) oder auch D2) zur Herstellung des Präpolymers a) eingesetzt. Auch wird die Komponente G) in diesem Schritt nicht zugesetzt. Die Hydrophilierungsmittel Dl) werden bevorzugt in solchen Mengen eingesetzt, dass das Präpolymer dennoch wasserunlöslich und nicht wasserdispergiebar ist. Besonders bevorzugt werden < 10 Gew.-% der Komponente Dl), ganz besonders bevorzugt < 5 Gew.-% und weiterhin bevorzugt < 2 Gew.-% der Komponente Dl), jeweils bezogen auf die Gesamtmasse des Polyurethanharnstoffs, eingesetzt. Weiterhin bevorzugt wird die Komponente Dl) zur Herstellung des Präpolymers a) nicht eingesetzt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Komponente B) weder ionische noch ionogene Gruppen auf. Weiterhin werden bei dieser Ausführungsform der Erfindung als Komponente B) bevorzugt nur Polyetherpolyole, insbesondere Polyalkylenoxidether eingesetzt, die < 10 mol-% und bezogen auf alle enthaltenen Alkylenoxideinheiten an Ethylenoxideinheiten und bevorzugt keine Ethylenoxideinheiten enthalten.
Die in dieser Ausführungsform der Erfindung bevorzugt verwendeten Polyurethanharnstoffe weisen folglich ionische oder ionogene Gruppen auf, bevorzugt anionische Gruppen auf, diese anionischen Gruppen werden dabei in die verwendeten Polyurethanharnstoffe über die in Schritt b) eingesetzte hydrophilierende Komponente C2) eingeführt. Die verwendeten Polyurethanharnstoffe weisen gegebenenfalls zusätzlich nicht-ionische Komponenten zu Hydrophilierung auf.
Besonders bevorzugt sind in den verwendeten Polyurethanharnstoffen zur Hydrophilierung ausschließlich Sulfonatgruppen enthalten, welche in Schritt b) über entsprechende Diamine als Komponente C2) in den Polyurethanharnstoff eingeführt werden.
In einer alternativen, weniger bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die zur Herstellung des erfindungsgemäßen Polyurethanharnstoffs eingesetzten Präpolymere a) wasserlöslich oder wasserdispergierbar. In dieser Ausführungsform werden die hydrophilierende Komponente D) und/oder C2) bei der Herstellung des Präpolymers a) in einer Menge eingesetzt, die ausreichend ist, damit das Präpolymer wasserlöslich oder wasserdispergierbar ist. Das Präpolymer a) weist dabei bevorzugt ionische oder ionogene Gruppen auf. Geeignete hydrophilierende Komponenten D) und C2) sind für diese Ausführungsform der Erfindung die oben für D) und C2) genannten Verbindungen. Bevorzugt werden als hydrophilierende Komponenten wenigstens die oben unter Dl) und/oder C2) genannten Verbindungen eingesetzt.
Die zur Herstellung des erfindungsgemäßen Klebstoffes verwendeten Polyurethanharnstoffe werden bevorzugt vor, während oder nach Schritt b), besonders bevorzugt während oder nach Schritt b) in Wasser dispergiert. So wird eine Dispersion der Polyurethanharnstoffe erhalten.
Die Herstellung der Polyurethanharnstoff-Dispersionen kann dabei in einer oder mehreren Stufe/-n in homogener oder bei mehrstufiger Umsetzung, teilweise in disperser Phase durchgeführt werden. Nach Herstellung des Präpolymers a) erfolgt bevorzugt ein Dispergier-, Emulgier- oder Lösungsschritt. Im Anschluss erfolgt gegebenenfalls eine weitere Polyaddition oder Modifikation in disperser Phase. Dabei wird jeweils das für das entsprechende Präpolymer geeignete Löse- oder Dispergiermittel wie beispielsweise Wasser oder Aceton oder Mischungen daraus gewählt.
Dabei können alle aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren wie z. B. Präpolymer-Mischverfahren, Acetonverfahren oder Schmelzdispergierverfahren verwendet werden. Bevorzugt wird das Aceton- Verfahren angewandt.
Für die Herstellung nach dem Aceton- Verfahren werden üblicherweise die Bestandteile B), gegebenenfalls D) und E) und die Polyisocyanatkomp,onente A) gegebenfalls in Kombination mit der Komponente H) zur Herstellung eines isocyanatfunktionellen Polyurethanpräpolymers ganz oder teilweise vorgelegt und gegebenenfalls mit einem mit Wasser mischbaren aber gegenüber Isocyanat- gruppen inerten Lösungsmittel verdünnt und auf Temperaturen im Bereich von 50 bis 120°C aufgeheizt. Zur Beschleunigung der Isocyanatadditionsreaktion können die in der Polyurethan-Chemie bekannten Katalysatoren eingesetzt werden.
Geeignete Lösungsmittel sind die üblichen aliphatischen, ketofunktionellen Lösemittel wie Aceton, 2- Butanon, die nicht nur zu Beginn der Herstellung, sondern gegebenenfalls in Teilen auch später zugegeben werden können. Bevorzugt sind Aceton und 2-Butanon, besonders bevorzugt ist Aceton. Auch die Zugabe anderer Lösemittel ohne isocyanatreaktive Gruppen ist möglich, jedoch nicht bevorzugt.
Anschließend können die gegebenenfalls zu Beginn der Reaktion noch nicht zugegebenen Bestandteile von A), B) und gegebenenfalls H), D) und E) zudosiert werden. Bei der Herstellung des Polyurethan-Präpolymeren aus A), B) und gegebenenfalls H), D) und E) beträgt das Stoffmengenverhältnis von Isocyanat-Gruppen zu isocyanatreaktiven Gruppen bevorzugt 1,05 bis 3,5, besonders bevorzugt 1,1 bis 3,0 und ganz besonders bevorzugt 1,1 bis 2,5. Die Umsetzung der Komponenten A), B) und gegebenenfalls H), D) und E) zum Präpolymer kann teilweise oder vollständig, bevorzugt aber vollständig erfolgen. Es können so Polyurethanpräpolymere, die freie Isocyanatgruppen enthalten, in Substanz oder in Lösung erhalten werden. Sollten ionogene Gruppen, wie beispielsweise Carboxylgruppen, im Präpolymer vorliegen können diese in einem weiteren Schritt durch Neutralisation in ionische Gruppen überführt werden.
Im Neutralisationsschritt zur teilweisen oder vollständigen Überführung potentiell anionischer Gruppen in anionische Gruppen können Basen wie tertiäre Amine, z.B. Trialkylamine mit 1 bis 12, bevorzugt 1 bis 6 C-Atomen, besonders bevorzugt 2 bis 3 C-Atomen in jedem Alkylrest oder ganz besonders bevorzugt Alkalimetallbasen wie die entsprechenden Hydroxide eingesetzt werden.
Als Neutralisationsmittel sind bevorzugt anorganische Basen, wie wässrige Ammoniaklösung oder Natrium- bzw. Kaliumhydroxid einsetzbar, besonders bevorzugt sind Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid.
Die Stoffmenge der Basen beträgt bevorzugt 50 und 125 mol%, besonders bevorzugt zwischen 70 und 100 mol% der Stoffmenge der zu neutralisierenden Säuregruppen. Die Neutralisation kann, auch gleichzeitig mit der Dispergierung erfolgen, in dem das Dispergierwasser bereits das Neutralisationsmittel enthält.
Im Anschluss an die Neutralisation wird in einem weiteren Verfahrensschritt, falls noch nicht oder nur teilweise geschehen, das erhaltene Präpolymer mit Hilfe von aliphatischen Ketonen wie Aceton oder 2-Butanon gelöst.
Bei der Kettenverlängerung/-terminierung in Stufe b) werden die Komponenten C), G) und gegebenenfalls D) mit den noch verbliebenen Isocyanatgruppen des Präpolymers umgesetzt. Bevorzugt wird die Kettenverlängerung/-terminierung vor der Dispergierung in Wasser durchgeführt.
Geeignete Komponenten C) zur Kettenverlängerung sowie G) zum Kettenabbruch sind bereits oben aufgeführt. Es gelten analog auch die oben genannten bevorzugten Ausführungsformen.
Werden zur Kettenverlängerung anionische Hydrophilierungsmittel entsprechend der Definition C2) mit NH2- oder NH-Gruppen eingesetzt, erfolgt die Kettenverlängerung der Präpolymere in Schritt b) bevorzugt vor der Dispergierung in Wasser.
Das Äquivalentverhältnis von NCO-reaktiven Gruppen der zur Kettenverlängerung und Kettenterminierung eingesetzten Verbindungen zu freien NCO-Gruppen des Präpolymers, liegt im allgemeinen zwischen 40 und 150 %, bevorzugt zwischen 50 und 110 %, besonders bevorzugt zwischen 60 und 100 %. Die Komponenten Cl), C2) und G), können gegebenenfalls in wasser- oder lösemittelverdünnter Form im erfindungsgemäßen Verfahren einzeln oder in Mischungen eingesetzt werden, wobei grundsätzlich jede Reihenfolge der Zugabe möglich ist.
Wenn Wasser oder organische Lösemittel als Verdünnungsmittel in Schritt b) mit verwendet werden, so beträgt der jeweilige Verdünnungsmittelgehalt in den eingesetzten Komponenten Cl), C2) und G) bevorzugt 40 bis 95 Gew.-%.
Die Dispergierung erfolgt bevorzugt im Anschluss an die Kettenverlängerung und Kettenterminierung. Dazu wird das gelöste (beispielsweise in Aceton) und mit dem Aminen umgesetzte Polyurethanpolymer gegebenenfalls unter starker Scherung, wie z.B. starkem Rühren, entweder in das Dispergierwasser eingetragen oder es wird umgekehrt das Dispergierwasser zu den ketten verlängerte Polyurethanpolymerlösungen gerührt. Bevorzugt wird das Wasser in das gelöste Polyurethanpolymer gegeben.
Das in den Dispersionen nach dem Dispergierschritt noch enthaltene Lösemittel wird üblicherweise anschließend durch Destillation entfernt. Eine Entfernung bereits während der Dispergierung ist ebenfalls möglich.
Die erhaltenen wässrigen Polyurethanharnstoffdispersionen weisen bevorzugt einen Gehalt an flüchtigen organischen Verbindungen (VOC), wie beispielsweise flüchtige organische Lösemitteln, von weniger als 10 Gew.-%, bevorzugter von weniger als 3 Gew.-%, noch bevorzugter von weniger als 1 Gew.-% bezogen auf die auf wässrige Polyurethanharnstoffdispersion auf. VOCs im Sinne dieser Erfindung sind insbesondere organische Verbindung mit einem Anfangssiedepunkt von höchstens 250 °C bei einem Standarddruck von 101,3 kPa.
Die Bestimmung des Gehalts an flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) erfolgt im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere durch gaschromatographische Analyse.
Der pH- Wert der verwendeten wässrigen Polyurethan-Dispersionen beträgt typischerweise weniger als 8,0, bevorzugt weniger als 7,5 und liegt besonders bevorzugt zwischen 5,5 und 7,5.
Um eine gute Sedimentationsstabilität zu erreichen, liegt die zahlenmittlere Teilchengröße der speziellen Polyurethanharnstoff-Dispersionen bevorzugt bei weniger als 750 nm, besonders bevorzugt bei weniger als 500 nm, bestimmt mittels Laserkorrelations-Spektroskopie nach Verdünnung mit entionisiertem Wasser (Gerät: Malvern Zetasizer 1000, Malvern Inst. Limited). Der Feststoffgehalt der Polyurethanharnstoff-Dispersionen beträgt bevorzugt 10 bis 70 Gew.-%, besonders bevorzugt 20 bis 60 Gew.-%und ganz besonders bevorzugt 40 bis 60 Gew.-%. Die Feststoffgehalte werden ermittelt durch Erhitzen einer ausgewogenen Probe auf 125°C bis zur Gewichtskonstanz. Bei Gewichtskonstanz wird durch erneutes Auswiegen der Probe der Festkörpergehalt berechnet.
Bevorzugt weisen diese Polyurethanharnstoff-Dispersionen weniger als 5 Gew.-%, besonders bevorzugt weniger als 0,2 Gew.-%, bezogen auf die Masse der Dispersionen, an ungebundenen organischen Aminen auf.
Die zur Herstellung des Klebstoffs eingesetzte Polyurethanharnstoff-Dispersionen weist bei 23°C bei einer konstanten Scherrate von 10 s"1 bevorzugt eine Viskosität von > 1 und < 10000 mPa s, besonders bevorzugt von > 10 und < 5000 mPa s und ganz besonders bevorzugt von > 100 und < 4000 mPa s auf. Die Viskosität wird dabei wie im Methodenteil beschrieben bestimmt. Bevorzugt ist der für die Herstellung des Klebstoffs verwendete Polyurethanharnstoff amorph. In einer bevorzugten Ausführungsform des Klebstoffs weist der verwendete Polyurethanharnstoff einen Tg von < - 25 °C, oder bevorzugt von < - 50 °C, oder bevorzugt von < - 70 °C auf.
Amorph bedeutet im Sinne dieser Erfindung, dass der Polyurethanharnstoff im in der im folgenden ausgeführten Messmethode genannten Temperaturbereich keine oder nur so geringe kristalline Anteile ausbildet, dass mittels der beschriebenen DSC Messungen nur ein oder mehrere Glasübergangspunkte Tg, aber keine Schmelzbereiche mit einer Schmelzenthalpie > 20 J/g in dem genannten Temperaturbereich gefunden werden können.
Die Glasübergangstemperatur Tg wird im Rahmen dieser Erfindung mittels dynamischer Differenzkalorimetrie in Anlehnung an die DIN EN 61006, Verfahren A, bestimmt, wobei ein DSC Gerät verwendet wird, das zur Bestimmung von Tg mit Indium und Blei kalibriert ist und wobei drei unmittelbar aufeinander folgende Durchläufe einer Aufheizung von -100°C bis +150°C, mit einer Heizrate von 20 K/min, mit anschließender Abkühlung bei einer Kühlrate von 320 K/min vorgenommen und die dritte Aufheizkurve zur Bestimmung der Werte verwendet wird und wobei als Tg die Temperatur bei der halben Höhe einer Glasübergangsstufe bestimmt wird.
Sollte der Polyurethanharnstoff in Form einer Dispersion vorliegen, wird bei der Probenpräparation für die DSC Messungen besonders vorgegangen. Bei der Bestimmung der Glasübergangstemperatur Tg von Dispersionen mittels DSC kann die Tg des Polymers durch die kalorischen Effekte des Dispergens (Wasser, Neutralisationsmittel, Emulgatoren, Colöser, etc.) maskiert bzw. wegen der Mischbarkeit mit dem Polymer deutlich abgesenkt werden. Daher wird das Dispergens vor der DSC- Messung bevorzugt durch geeignete Trocknung zunächst vollständig entfernt, denn auch geringe Restmengen Dispergens wirken als Weichmacher und können die Glastemperatur dadurch absenken. Die Dispersion wird daher bevorzugt mit 200 μιη Nassschichtdicke (NSD) mit einem Kastenrakel aus Edelstahl auf eine Glasplatte geräkelt, abgelüftet und dann für zwei Tage in einer Trockenbox bei RT (23 °C) und 0% relativer Luftfeuchtigkeit (rF) schonend getrocknet. Nach dieser Probenpräparation kann in der ersten Aufheizung der DSC Messung noch ein breiter endothermer Verdampfungsbereich von Restfeuchte im Film bzw. der ersten Schicht oder ersten weiteren Schicht auftreten. Um die zu bestimmenden Werte möglichst frei von solchen Einflüssen zu erhalten, wird daher die dritte Aufheizkurve ausgewertet.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft eine Klebstoffschicht, umfassend
• mindestens eine erste Schicht, umfassend mindestens eine erste Oberfläche und mindestens eine erste weitere Oberfläche, wobei die erste Oberfläche im Wesentlichen parallel zur ersten weiteren Oberfläche verläuft, wobei die erste Schicht den zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Klebstoff beinhaltet.
Bevorzugt beinhaltet die Klebstoffschicht den Klebstoff in einem Bereich von 60 bis 100 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 70 bis 100 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 80 bis 100 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Klebstoffschicht.
Die Klebstoffschicht beinhaltet bevorzugt mindestens eine weitere Komponente in einem Bereich von 0 bis 40 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 0 bis 30 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 0 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Klebstoffschicht. Weiterhin bevorzugt beinhaltet die Klebstoff Schicht die weitere Komponente in einem Bereich von 0,1 bis 20 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 0,5 bis 15 Gew.-%, oder bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse der Klebstoffschicht. Die weitere Komponente kann ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Wasser, einem Verdicker, einem Verdünner, einem Füller, wie Calcit oder Talkum), einem Farbstoff, einem Superabsorber (beispielsweise basierend auf einem Polyacrylat oder Carboxymethylcellulose), einem antimikrobiellen oder pharmazeutisch wirksamen Stoff (beispielsweise growth factors, Peptide, Schmerzmittel, Mittel, die die Wundheilung beschleunigen, Silber, Polyhexanid u.a.), einem Desinfektionsmittel, wie einem Bakterizid oder Fungizid, oder einer Kombination aus mindestens zwei davon.
Die Klebstoffschicht weist bevorzugt eine Dicke in einem Bereich von 2 μηι bis 20 mm, oder bevorzugt in einem Bereich von 5 μιη bis 10 mm, oder bevorzugt in einem Bereich von 10 μιη bis 2000 μιη, oder bevorzugt in einem Bereich von 40 μιη bis 800 μιη. Bevorzugt weist die Klebstoffschicht über ihre gesamte, bevorzugt flächenförmige, Ausdehnung die gleiche Dicke auf. Unter gleicher Dicke wird erfindungsgemäß verstanden, dass die Dicke über die gesamte Klebstoff schicht nicht mehr als 10 % von der mittleren Dicke der Klebstoff Schicht abweicht. Die mittlere Dicke der Klebstoffschicht ist gemäß der Erfindung das Mittel aus den ermittelten Werten der Dicke an der jeweils dünnsten und der jeweils dicksten Stelle der Klebstoffschicht. Die Werte für die Dickenbestimmung sind mittels einer handelsüblichen Mikrometerschraube bestimmbar. Die Klebstoffschicht weist in ihrer größten Flächenausdehnung bevorzugt eine Form auf, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus rund, eckig, rechtwinklig, quadratisch, elliptisch, trapezförmig, rautenförmig oder einer Kombination aus mindestens zwei hiervon. Bevorzugt ist die Klebstoffschicht rechteckig oder elliptisch. Die Klebstoffschicht weist bevorzugt eine Breite in einem Bereich von 1 mm bis 10 m, oder bevorzugt in einem Bereich von 1 cm bis 10 m, oder bevorzugt in einem Bereich von 1 m bis 10 m, oder bevorzugt in einem Bereich von 1 mm bis 5 m, oder bevorzugt in einem Bereich von 1 mm bis 1 m, oder bevorzugt in einem Bereich von 5 mm bis 5 m, oder bevorzugt in einem Bereich von 1 cm bis 1 m auf. Die Klebstoffschicht weist bevorzugt eine Länge in einem Bereich von 2 mm bis 100 m, oder bevorzugt in einem Bereich von 1 cm bis 10 m, oder bevorzugt in einem Bereich von 10 cm bis 10 m, oder bevorzugt in einem Bereich von 2 mm bis 50 m, oder bevorzugt in einem Bereich von 2 mm bis 10 m, oder bevorzugt in einem Bereich von 5 mm bis 50 m, oder bevorzugt in einem Bereich von 1 cm bis 10 m auf. Die Klebstoff schicht weist erfindungsgemäß mindestens zwei Oberflächen auf, eine erste Oberfläche sowie eine erste weitere Oberfläche. Die erste Oberfläche und die erste weitere Oberfläche verlaufen erfindungsgemäß im Wesentlichen parallel zueinander. Im Rahmen der Erfindung wird unter im Wesentlichen parallel verstanden, dass sich die beiden Oberflächen an keiner Stelle des Verlaufs der der Klebstoffschicht berühren. Bevorzugt werden die beiden im Wesentlichen parallel zueinander verlaufenden Oberfläche, nämlich die erste Oberfläche und die erste weitere Oberfläche an den Rändern der Klebstoffschicht durch mindestens eine zweite weitere Oberfläche von einander getrennt. Die Ausdehnung dieser zweiten weiteren Oberfläche im Lot zwischen der ersten Oberfläche und der ersten weiteren Oberfläche bildet an den Rändern der Klebstoffschicht deren Dicke. Bevorzugt weisen die erste Oberfläche sowie die erste weitere Oberfläche eine flächenförmige Ausdehnung auf. Weiterhin bevorzugt weisen die erste Oberfläche und die erste weitere Oberfläche eine nahezu identische Gesamtfläche auf. Unter nahezu identischer Gesamtfläche wird eine Abweichung der Gesamtflächen der ersten zu der ersten weiteren Oberfläche von nicht mehr als 50 %, bevorzugt nicht mehr als 30 %, oder bevorzugt nicht mehr als 10 %, oder bevorzugt nicht mehr als 5 %, bezogen auf die Gesamtfläche der ersten Oberfläche verstanden. Die Form der Oberfläche der ersten Oberfläche und/oder der ersten weiteren Oberfläche ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus plan, gebogen, geknickt oder einer Kombination aus mindestens zwei hiervon. Die erste Oberfläche und/oder die erste weitere Oberfläche können sich jeweils auch über mehrere, bevorzugt zwei, drei oder vier aneinander grenzenden Flächen erstrecken. Bevorzugt weisen die aneinander grenzenden Flächen, die die Oberfläche der ersten Oberfläche und/oder ersten weiteren Oberfläche eine Neigung zueinander in einem Bereich von weniger als 45°, oder bevorzugt von weniger als 40°, oder bevorzugt von weniger als 30° zueinander auf. Die Oberfläche der ersten Oberfläche und/oder der ersten weiteren Oberfläche ist bevorzugt plan.
Die Gesamtfläche der ersten Oberfläche und/oder der ersten weiteren Oberfläche liegt bevorzugt in einem Bereich von 1 mm2 bis 1000 m2, oder bevorzugt in einem Bereich von 100 mm2 bis 500 m2, oder bevorzugt in einem Bereich 1 cm2 bis 100 m2.
Die Klebstoffschicht weist bevorzugt mindestens eines der folgenden Merkmale auf: a) eine Feuchtigkeitsdurchlässigkeit in einem Bereich von mindestens 800 g/d m2, bevorzugt > 1200 g/d m2 und besonders bevorzugt > 1500 g/d m2.
b) eine Länge und eine Breite die mindestens das 10-fache, bevorzugt mindestens das 20-, oder bevorzugt mindestens das 30-, oder bevorzugt mindestens das 40-fache, oder bevorzugt mindestens das 100-fache der Dicke der Klebstoff Schicht entspricht;
c) eine Klebkraft in einem Bereich von größer 3,0 N/20 mm, bevorzugt größer 5,0 N/20 mm, besonders bevorzugt größer 10 N/20 mm, (ermittelt über 90° Peel Test gegen stainless steel, DIN EN 1464);
Alternativ oder zusätzlich kann die Klebkraft durch die Bestimmung der Schälkraft der Klebstoffschicht, bevorzugt in Form eines Films, von einem Alublech bestimmt werden. Nach Trocknung des Films bzw. der zu untersuchenden Klebstoffschicht wie im Beispielteil beschrieben, wird der zu untersuchende adhäsive Film bzw. die adhäsive Schicht rückseitig mit einem Klebeband (TESA4104) verstärkt und passend auf 20 x 2cm2 zugeschnitten. Das Trennpapier wird entfernt und die Trennpapierseite des adhäsiven Films bzw. der adhäsiven Schicht wird auf ein mit Aceton gereinigtes Alublech (Firma Krüppel aus Krefeld; reinst Aluminium 99,9%) (20 x 2 cm2) mit 3 Doppelhüben einer 4kg Walze geklebt. 1 Doppelhub entspricht einer Vor- und Rückwärtsbewegung der Walze über den gesamten Film bzw. die gesamte Klebstoffschicht. Nach 10 min Kontaktzeit zum Aluminiumsubstrat erfolgt die Bestimmung der Schälkraft nach DIN 1464 in einem Schälwinkel von 90° unter Trennung der Fügeteile. Die Schälgeschwindigkeit beträgt 300 mm/min. Die Schälkraft wird in N/20mm angegeben.
Bevorzugt liegen die aufgrund der Schälkraft auf Aluminium ermittelten Klebkräfte in einem Bereich von 0,25 bis 20 N/20 mm, oder bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 15 N/20 mm, oder bevorzugt in einem Bereich von 2,5 bis 12,5 N/20 mm.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Klebstoffschicht, ist die Klebstoffschicht auf ihrer ersten Oberfläche mindestens von einer ersten weiteren Schicht mindestens zu einem Teil überlagert. Bevorzugt überlagert die erste weitere Schicht die erste Oberfläche der Klebstoffschicht in einem Bereich von 50 bis 100 %, oder bevorzugt in einem Bereich von 60 bis 100 %, oder bevorzugt in einem Bereich von 70 bis 100 %, oder bevorzugt in einem Bereich von 80 bis 100 %, bezogen auf die Gesamtfläche der ersten Oberfläche der Klebstoffschicht. Bevorzugt weist die erste weitere Schicht mindestens eine erste Schichtoberfläche sowie eine weitere Schichtoberfläche auf. Die erste und/oder weitere Schichtoberfläche der ersten weiteren Schicht weist bevorzugt eine Fläche in einem Bereich von 1 mm2 bis 1000 m2, oder bevorzugt in einem Bereich von 100 mm2 bis 500 m2, oder bevorzugt in einem Bereich 1 cm2 bis 100 m2. Bevorzugt weist die erste und/oder weitere Schichtoberfläche der ersten weiteren Schicht eine Gesamtoberfläche auf, die größer ist als die Gesamtoberfläche der ersten Oberfläche der Klebstoff Schicht. Bevorzugt weist die erste und/oder weitere Schichtoberfläche der ersten weiteren Schicht eine Gesamtoberfläche in einem Bereich von 105 bis 200 %, oder bevorzugt in einem Bereich von 110 bis 190 %, oder bevorzugt in einem Bereich von 120 bis 180 %, bezogen auf die Gesamtoberfläche der ersten Oberfläche der Klebstoffschicht, auf. In einer weiteren bevorzugten Ausführung weist die erste und/oder weitere Schichtoberfläche der ersten weiteren Schicht eine Gesamtoberfläche auf, die gleich groß ist wie die Gesamtoberfläche der ersten Oberfläche der Klebstoffschicht.
Bevorzugt steht die erste Schichtoberfläche der ersten weiteren Schicht mit der ersten Oberfläche der Klebstoffschicht in direktem Kontakt. Alternativ kann mindestens zu einem Teil zwischen der ersten weiteren Schicht und der Klebstoffschicht ein zusätzliches Material, wie ein Primer, beispielsweise auf Alkyd- oder Acrylharz Basis, angeordnet sein. Die erste weitere Schicht wird bevorzugt vor Kontaktierung durch die Klebstoffschicht mittels einer Oberflächenbehandlungsmethode ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Plasmabehandlung, Ozonbehandlung und Coronabehandlung oder einer Kombination aus mindestens zwei hiervon, vorbehandelt.
Die mindestens eine erste weitere Schicht beinhaltet bevorzugt ein Material ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Polymer, einem Vliesstoff (auch non-woven genannt), einem Gewebe, einem Glas, einem Metall, einer Keramik, einem Mineral, einem Papier oder einer Kombination oder Mischung von mindestens zwei hieraus.
Das Polymer kann jedes Polymer sein, das der Fachmann für die erste weitere Schicht auswählen würde. Das Polymer ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Polyvinylchlorid, einem Polyolefin, wie Polyethylen oder Polypropylen, einem Polyimid, einem Polyethylenterephthalat, einem Polybutylenterephthalat, einem Polycarbonat, einem Polyamid, einem Polyurethan, wie einem thermoplastischen Polyurethan, einem Silikon oder einer Mischung oder Kombination aus mindestens zwei hiervon. Besonders bevorzugt ist das Polymer ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Polyester, einem Polyolefine, einem Polyvinylchlorid, einem Silikon, einem thermoplastischen Polyurethan, darunter besonders bevorzugt ein thermoplastisches Polyurethan. Der Vliesstoff kann jeder Vliesstoff sein, den der Fachmann für die erste weitere Schicht auswählen würde. Der Vliesstoff ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus pflanzlichen Fasern, wie Baumwolle, tierischen Fasern, wie Wolle, Chemiefasern aus natürlichen Polymeren, wie Viskose, Chemiefasern aus synthetischen Polymeren, wie Polyestervliesstoffe, und Chemiefasern aus mineralischen Stoffen, wie Glasfaservliesstoff, Carbonfaservliesstoff, Edelstahlfaservliesstoff, Basaltfaservliesstoff oder einer Mischung von mindestens zwei hiervon.
Das Gewebe kann jedes Gewebe sein, das der Fachmann für die erste weitere Schicht auswählen würde. Das Gewebe ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Baumwollgewebe, einem Wollgewebe oder einer Kombination aus mindestens zwei hieraus. Das Glas kann jedes Glas sein, das der Fachmann für die erste weitere Schicht auswählen würde. Das Glas kann ein metallisches Glas oder ein nicht-metallisches Glas sein. Bevorzugt ist das Glas ein nicht-metallisches Glas. Das Glas ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem silikatischen Glas, wie Quarzglas, einem Boratglas, einem Phosphatischen Glas, einem Chalkogenitglas, einem Halogenidglas oder einer Mischung aus mindestens zwei hieraus. Das Metall kann jedes Metall sein, das der Fachmann für die erste weitere Schicht auswählen würde. Das Metall ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kupfer, Eisen, Silber, Gold, Platin, Palladium, Nickel, einer Bronze-Legierung, einer Messing-Legierung oder einer Mischung oder Kombination von mindestens zwei hieraus.
Die Keramik kann jede Keramik sein, die der Fachmann für die erste weitere Schicht auswählen würde. Die Keramik ist bevorzugt eine Oxid-Keramik oder eine Nicht-Oxid-Keramik. Die Oxid- Keramik ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend einer Aluminiumoxidkeramik, wie Korund, einer Berylliumoxidkeramik, einer Zirconium(IV)-oxid-Keramik, einer Titan(IV)-oxid- Keramik, einer Aluminiumtitan-Keramik, einer Bariumtitanat-Keramik oder einer Mischung oder Kombination aus mindestens zwei hieraus. Die Nicht-Oxid-Keramik ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Siliciumcarbin, einem Bornitrid, einem Borcarbid, einem Siliciumnitrid, einem Aluminiumbitrid, einem Molybdänsilicid, einem Wolframcarbin oder einer Mischung oder Kombination aus mindeste zwei hiervon.
Das Mineral kann jedes Mineral sein, das der Fachmann für die erste weitere Schicht auswählen würde. Unter einem Mineral wird gemäß der Erfindung ein Element oder eine chemische Verbindung verstanden, die im Allgemeinen kristallin und durch geologische Prozesse gebildet worden ist. Der Begriff „chemische Verbindung" beinhalten eine feste Zusammensetzung und eine definierte chemische Struktur. Stoffgemische sind keine Minerale. Die Zusammensetzungen von Mineralen können jedoch eine gewisse Variation aufweisen (Mischkristalle), solange sie strukturell homogen sind. Das Mineral kann aus organischen Bestandteilen aufgebaut sein oder aus anorganischen Bestandteilen oder aus einer Kombination aus beiden. Die organischen Bestandteile sind bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Mellit, Evenkit, Whewellit, Weddellit oder eine Mischung aus mindestens zwei hiervon. Die anorganischen Bestandteile sind bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Borax, Bernstein, Kalifeldspat, Feldspat, Clacit, Kaolinit oder einer Kombination aus mindestens zwei hiervon.
Das Papier kann jedes Papier sein, das der Fachmann für die erste weitere Schicht auswählen würde. Das Papier ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend einem Naturpapier und einem synthetischen Papier oder einer Kombination hieraus. Das Naturpapier beinhaltet als einen Hauptbestandteil Cellulose. Das synthetische Papier kann darüber hinaus ein Polymer beinhalten. Das Polymer ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe der Polymere, wie oben beschrieben. Das Papier weist bevorzugt eine flächenbezogene Masse in einem Bereich von 20 bis 500 g/m2, oder bevorzugt in einem Bereich von 20 bis 400 g/m2, oder bevorzugt in einem Bereich von 20 bis 200 g/m2, oder bevorzugt in einem Bereich von 50 bis 500 g/m2, oder bevorzugt in einem Bereich von 100 bis 500 g/m2, oder bevorzugt in einem Bereich von 200 bis 500 g/m2 auf.
Das Papier weist bevorzugt eine Beschichtung auf. Die Beschichtung beinhaltet bevorzugt ein Polymer ausgewählt aus der Gruppe, wie bereits oben beschrieben. Bevorzugt überlagert das Polymer das Papier zu mindestens 50 %, oder bevorzugt zu mindestens 60 %, oder zu mindestens 80 %, bezogen auf die Gesamtoberfläche des Papiers. Besonders bevorzugt überlagert das Polymer das Papier auf dessen Gesamtoberfläche. Bevorzugt ist das Polymer ein Silikon oder ein Polyolefin, das ein Wachs auf dem Papier ausbildet. Die Parameter zur Beschichtung des Papiers durch einen Silikonoder Polyolefinwachs wird bevorzugt so gewählt, dass die Klebstoffschicht rückstandsfrei von dem Papier ablösbar ist.
Die Oberflächenrauheit der ersten weiteren Schicht, insbesondere der Papierschicht, liegt bevorzugt in einem Bereich von Rz < 2000 nm, bevorzugt < 1500 nm, oder bevorzugt < 1000 nm. Die Oberflächenrauheit wird mittels Weißlichtinterferometrie (Messung im PSI-Modus) in Anlehnung an DIN EN ISO 25178, Part 6 ermittelt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Klebstoffschicht ist die Klebstoffschicht auf ihrer ersten weiteren Oberfläche mindestens von einer zweiten weiteren Schicht mindestens zu einem Teil überlagert. Die zweite weitere Schicht kann aus jedem Material gefertigt sein, das der Fachmann für die zweite weitere Schicht auswählen würde. Die zweite weitere Schicht weist bevorzugt die gleichen Bestandteile, Materialien, Eigenschaften, Formen und Dimensionen auf wie für die erste weitere Schicht beschrieben. Bevorzugt stehen die erste weitere Schicht und/oder die zweite weitere Schicht in direktem Kontakt zu der ersten Schicht. Alternativ kann zwischen der ersten weiteren Schicht und/oder der zweiten weiteren Schicht und der ersten Schicht eine dritte weitere Schicht angeordnet sein. Die Eigenschaften, Materialien, Formen und Dimensionen der dritten weiteren Schicht sind bevorzugt aus der Liste ausgewählt, wie für die erste weitere Schicht beschrieben.
Bevorzugt sind die erste weitere Schicht und/oder die zweite weitere Schicht leicht von der Klebstoffschicht ablösbar. Unter leicht ablösbar wird erfindungsgemäß verstanden, dass ein Verwender der Klebstoffschicht das Ablösen der ersten weiteren Schicht und/oder der zweiten weiteren Schicht ohne merkbaren Kraftaufwand vornehmen kann. Bevorzugt liegt der Kraftaufwand zum Ablösen der ersten weiteren Schicht und/oder zweiten weiteren Schicht in einem Bereich von 0,02 bis 2 N/ 10 mm, bevorzugt bei 0,05 bis 1 N/ 10 mm.
Die erste weitere und/oder die zweite weitere Schicht sind bevorzugt so ausgestaltet, dass sie die Klebstoffschicht vor äußeren Einflüssen, wie Staub, Flüssigkeiten, Feuchtigkeit, Temperatur, Druck und anderen Einflüssen schützen. Die erste weitere und/oder die zweite weitere Schicht werden bevorzugt für Transportzwecke der Klebstoff Schicht über die Klebstoff Schicht überlagert. Die erste weitere und/oder die zweite weitere Schicht dienen vor allem dem leichten Übertragen der Klebstoffschicht auf die Oberfläche eines Produktes.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Produkt, wobei das Produkt einen Klebstoff, wie er zuvor beschrieben wurde, beinhaltet und weiterhin mindestens eines der folgenden Merkmale aufweist:
• mindestens ein Substrat,
• mindestens ein Bauteil, beinhaltend mindestens eine Bauteiloberfläche.
Weiterhin ist es bevorzugt, dass das Produkt mindestens eines, bevorzugt zwei, oder bevorzugt alle der folgenden Merkmale aufweist:
· mindestens eine erste Schicht,
• mindestens eine erste weitere Schicht,
• mindestens eine zweite weitere Schicht.
Das Produkt kann jedes Produkt sein, das der Fachmann auswählen würde, welches eine Klebstoffschicht aufweisen kann. Bevorzugt ist das Produkt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem medizinischen Produkt, einem Haushaltsprodukt, einem Verkehrsmittel, einem Kommunikationsmittel, einem oder einer Kombination aus mindestens zwei hiervon.
Das medizinische Produkt kann jedes Produkt sein, das der Fachmann für medizinische Zwecke einsetzen würde. Unter medizinischem Produkt wird erfindungsgemäß jedes Produkt verstanden, das durch medizinisches Personal, wie Ärzte, Krankenschwestern, Arzthelferinnen usw. am Patienten angewendet wird oder der Patient selber zur Überwachung eines Parameters, zur Behandlung einer Krankheit oder Wunde oder zur Verbesserung seines Gesundheitszustandes an sich oder einer anderen Person anwendet. Das medizinische Produkt ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem medizinischen Gerät, einem medizinischen Artikel oder einer Kombination hieraus. Im Unterschied zum medizinischen Artikel weist das medizinische Gerät eine Stromversorgung oder zumindest eine Einrichtung zur Verbindung mit einer Stromversorgung auf.
Das medizinische Gerät kann jedes Gerät sein, das der Fachmann zur Untersuchung oder Behandlung eines Patienten auswählen würde. Das medizinische Gerät ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem diagnostischen Gerät, einem therapeutischen Gerät, einem chirurgischen Gerät oder einer Kombination aus mindestens zwei hiervon. Beispiele für diagnostische Geräte sind ein Temperaturmessgerät, ein Blutdruckmessgerät, ein Pulsmessgerät, ein Blutzuckermessgerät sowie deren Befestigungselemente am Körper des Nutzers. Beispiele für therapeutische Geräte sind ein Gerät zur Unterdruckwundbehandlung, einem Herzschrittmacher, einer Insulinpumpe, einem Defibrillator, z.B. einem implantierbaren Defibrillator, oder eine Kombination aus mindestens zwei hiervon. Beispiele für ein chirurgisches Gerät sind Zahnbehandlungsgeräte wie Zahnbohrer, elektrisches Skalpell oder Kombination aus mindestens zwei hiervon.
Der medizinische Artikel kann jeder Artikel sein, den der Fachmann zu Behandlung eines Patienten auswählen würde. Der medizinische Artikel ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Katheter, einem Behältnis für einen künstlichen Darmausgang, einem medizinischen Band (tape), einem Skalpell, einer Spritze, einer Kanüle, einem Wundbehandlungsmittel, wie einem Pflaster, einer medizinischen Binde, einem wieder verwertbarem Stofftuch, einem Einmal-Stofftuch oder einer Kombination aus mindestens zwei hiervon. Die charakteristische Eigenschaft der medizinischen Binde, dem wieder verwertbaren Stofftuch, dem Einmal-Stofftuch ist ihre Fähigkeit zur Aufnahme von Flüssigkeiten, insbesondere Blut, wie sie bei diagnostischen, therapeutischen oder chirurgischen Eingriffen stattfinden können. Die Unterscheidung zwischen der Binde und dem Stofftuch erfolgt aufgrund ihrer Materialzusammensetzung. Die Binde kann beispielsweise sowohl natürliche Materialien, wie Baumwolle und/oder Wolle in Kombination mit künstlichen Materialien enthalten, während das Stofftuch rein aus Baumwolle besteht.
Bevorzugt ist das Produkt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Behältnis für einen künstlichen Darmausgang, einem Wundbehandlungsmittel, einem medizinischen Band (tape), einem Gerät zur Unterdruckwundbehandlung und einem wearable device, also einem tragbaren, elektronischen, medizinischen Gerät, z.B. ein Blutdruckmesser oder ein anderer Sensor, der zur Überwachung des Nutzers auf dessen Haut geklebt wird, oder einer Kombination aus mindestens zwei hieraus. Das Haushaltsprodukt kann jedes Haushaltsprodukt sein, das der Fachmann für diesen Zweck auswählen würde. Das Haushaltsprodukt ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Mixer, einem Rührgerät, einer Schneidemaschine, einer Anrichteplatte oder einer Kombination aus mindestens zwei hiervon. Das Verkehrsmittel kann jedes Verkehrsmittel sein, das der Fachmann für diesen Zweck auswählen würde. Das Verkehrsmittel ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Auto, einem Flugzeug, einem Motorrad, einem Fahrrad, einem Roller, einem Inline-Skater oder einer Kombination aus mindestens zwei hiervon.
Das Kommunikationsmittel kann jedes Kommunikationsmittel sein, das der Fachmann für diesen Zweck auswählen würde, insbesondere einem Gerät, das zur Datenübermittlung dient. Das Kommunikationsmittel ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Telefon, einem mobilen Telefon, einem Faxgerät, einem Modem, einem Computer, einem GPS -Gerät, einem Navigationsgerät oder einer Kombination aus mindestens zwei hiervon.
Das Produkt kann den Klebstoff für verschiedene Zwecke beinhalten. Das Produkt beinhaltet den Klebstoff bevorzugt zur Verbindung von Produktteilen untereinander. In einer zusätzlichen oder alternativen Ausgestaltung des Produkts, beinhaltet das Produkt den Klebstoff, um das Produkt an ein weiteres Produkt, einen weiteren Gegenstand oder an die Haut eines Nutzers des Produktes zu befestigen. Der Gegenstand kann jeder Gegenstand sein, den der Fachmann mit dem Produkt verbinden würde. Bevorzugt dient der Klebstoff, den das Produkt beinhaltet, um das Produkt an der Haut eines Nutzers zu befestigen.
Das Substrat kann jedes Substrat sein, das der Fachmann für ein erfindungsgemäßes Produkt auswählen würde. Das Substrat beinhaltet bevorzugt ein Material ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Polymer, einem Metall, einem Gewebe, einem Vlies, einem Mineral oder einer Kombination aus mindestens zwei hiervon. Das Material des Substrats, wie das Polymer, das Metall, das Gewebe, das Vlies, das Mineral oder deren Kombinationen sind bevorzugt aus der Gruppe der Materialien ausgewählt, wie bereits für die erste weitere Schicht beschrieben. Das Substrat kann jede Form aufweisen, die der Fachmann für das Substrat auswählen würde. Bevorzugt weist das Substrat eine flächige Form auf. Bevorzugt weist das Substrat eine Dicke in einem Bereich von 10 μιη bis 10 cm, oder bevorzugt in einem Bereich von 100 μιη bis 10 cm, oder bevorzugt in einem Bereich von 1 mm bis 10 cm, oder bevorzugt in einem Bereich von 10 μιη bis 1 cm, oder bevorzugt in einem Bereich von 10 μιη bis 1 mm, oder bevorzugt in einem Bereich von 1 mm bis 1 cm. Das Substrat weist bevorzugt eine flexible Struktur auf. Bevorzugt ist das Substrat so flexibel, dass es sich den Konturen eines Körpers eines Menschen anpassen kann. Bevorzugt ist das das Substrat ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Folie, v.a. eine thermoplastische PU-Folie, einem Trennpapier, einem Vlies (Non-Woven z.B. für Klebebänder), einem PU-Schaum oder einer Kombination aus mindestens zwei hiervon
Das Bauteil kann jedes Bauteil sein, das der Fachmann für ein erfindungsgemäßes Produkt auswählen würde. Das Bauteil ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Gerätebauteil der Geräte, die zuvor im Zusammenhang mit dem Produkt beschrieben wurden. Das Material aus dem das Bauteil, insbesondere die mindestens eine Bauteiloberfläche, besteht ist bevorzugt aus der Gruppe der Materialien ausgewählt, wie bereits für die erste weitere Schicht beschrieben.
Das Bauteil kann einen Teil des Produktes darstellen oder das gesamte Produkt. Der Klebstoff dient bevorzugt dazu verschiedene Bauteile des Produktes miteinander zu dem Produkt zu verbinden. Alternativ oder zusätzlich kann der Klebstoff dazu dienen das Bauteil mit der Haut eines Nutzers des Produktes zu verbinden. Wiederum alternativ oder zusätzlich kann der Klebstoff dazu dienen, das Produkt mit einem weiteren Gegenstand zu verbinden. Der Gegenstand kann jeder Gegenstand sein, den der Fachmann mit dem Produkt verbinden würde. Das Bauteil beinhaltet mindestens eine Bauteiloberfläche. Mindestens ein Teil der Bauteiloberfläche dient bevorzugt dazu mit dem Klebstoff in Kontakt zu treten bzw. von dem Klebstoff überlagert zu werden. Über den an der Bauteiloberfläche befindlichen Klebstoff kann das Bauteil mit anderen Gegenständen oder der Haut eines Nutzers verbunden werden.
Der Klebstoff, der in dem Produkt enthalten ist, wird bevorzugt punktförmig, teilflächig oder vollflächig auf das Substrat oder mindestens einer Bauteiloberfläche eines Bauteils aufgebracht. Bevorzugt wird der Klebstoff beispielsweise in Form eines bestimmten Musters, bevorzugt eines wiederkehrenden oder replikativen Musters auf das Substrat oder das Bauteil, insbesondere auf mindestens einen Teil einer Bauteiloberfläche, aufgebracht. Bevorzugt wird der Klebstoff in Form einer Schicht auf das Substrat oder mindestens einer Bauteiloberfläche eines Bauteils aufgebracht. Bevorzugt ist der Klebstoff, der in dem Produkt enthalten ist in Form der ersten Schicht, wie sie im Zusammenhang mit der Klebstoffschicht beschrieben wurde, mit dem Produkt verbunden. Bevorzugt ist die Klebstoffschicht mit dem Substrat oder dem Bauteil direkt verbunden.
Vor, während oder nach der Verbindung des Substrats oder des Bauteils mit der Klebstoffschicht, kann die Klebstoffschicht auf einer ihrer Oberflächen mindestens eine erste weitere Schicht oder eine zweite weitere Schicht aufweisen. Weist die Klebstoffschicht vor der Verbindung mit dem Substrat oder dem Bauteil auf mindestens zwei Oberflächen jeweils eine weitere Schicht auf, so wird mindestens eine der weiteren Schichten vor Kontakt mit dem Substrat oder dem Bauteil entfernt. Die andere weitere Schicht, zum Beispiel die zweite weitere Schicht, kann bis zum Verbinden des Substrats oder des Bauteils mit einem Gegenstand oder mit der Haut eines Patienten zum Schutz der Klebstoffschicht auf dieser verbleiben. Die erst Schicht, die erste weitere Schicht sowie die zweite weitere Schicht sind bevorzugt jeweils auf die gleiche Weise aufgebaut und ausgestaltet, wie bereits oben im Zusammenhang mit der Klebstoffschicht beschrieben.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Produkts, ist das Produkt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Pflaster, einem (Wund-) Verband, einem Tape, einem selbstklebenden Band, einem Stomabeutel für einen künstlichen Darmausgang, einer Blutaufnahmebinde, einer Bandage, einem medizinisches Gerät oder zumindest einem Bestandteil dieser Endprodukte.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft eine wässrige Polyurethanharnstoff-Dispersion, enthaltend einen amorphen Polyurethanharnstoff, welcher erhältlich ist, durch Umsetzung von wenigstens
A) einer aliphatischen Polyisocyanat-Komponente mit einer mittleren Isocyanatfunktionalität von > 1,8 und < 2,6,
B) einer polymeren Polyether-Polyol-Komponente,
C) einer aminofunktionellen Kettenverlängerer-Komponente mit mindestens 2 isocyanatreaktiven Aminogruppen, enthaltend wenigstens eine aminofunktionelle Verbindung Cl), die keine ionischen oder ionogenen Gruppen aufweist und/oder eine aminofunktionelle Verbindung C2), die ionische oder ionogene Gruppen aufweist,
D) gegebenenfalls weiteren hydrophilierenden Komponenten, die unterschiedlich sind von C2),
E) gegebenenfalls hydroxyfunktionellen Verbindungen mit einem Molekulargewicht von 62 bis 399 mol/g,
F) gegebenenfalls weitere polymere Polyolen, welche unterschiedlich sind von B)
G) einer Verbindung, die genau eine isocyanatreaktive Gruppe aufweist, oder einer Verbindung, die mehr als eine isocyanatreaktive Gruppe aufweist, wobei nur eine der isocyanat reaktiven Gruppen unter den gewählten Umsetzungsbedingungen mit den in der Reaktionsmischung vorhandenen Isocyanatgruppen reagiert und
wobei die Komponenten B) und F) zusammen < 30 Gew.-% an Komponente F), bezogen auf die Gesamtmasse der Komponenten B) und F) enthalten.
Bevorzugt sind die Komponenten A) bis H) für die Polyurethandispersion die gleichen, wie für die entsprechenden Komponenten aufgeführten Auswahlen für den Klebstoff auf. Alle im Zusammenhang mit dem Klebstoff aufgeführten Eigenschaften, Mengen, Verhältnisse und Zusammensetzungen bezüglich der Komponenten A) bis H) gelten für die Polyurethandispersion ebenfalls. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Klebstoffschicht, umfassend die Schritte:
I) Aufbringen des Polyurethanharnstoffs in Form der erfindungsgemäßen wässrigen Polyurethanharnstoff-Dispersion auf eine erste weitere Schicht, unter Erhalt eines Vorläufers,
Π) thermische Behandlung des Vorläufers aus Schritt I) bei Temperaturen in einem Bereich von 20 °C bis 200 °C, unter Bildung der Klebstoffschicht.
Die in dem Verfahren hergestellte Klebstoffschicht ist bevorzugt so ausgestaltet wie die zuvor beschriebene Klebstoffschicht. Bevorzugt weist die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Klebstoff Schicht die gleichen Materialien, Eigenschaften und Ausgestaltungen auf, wie bereits für die erfindungsgemäße Klebstoffschicht beschrieben.
Das Aufbringen des Polyurethanharnstoffes auf die erste weitere Schicht in Schritt I) kann mittels jeder Methode erfolgen, die der Fachmann hierfür auswählen würde. Bevorzugt findet das Aufbringen des Polyurethanharnstoffs in Form der wässrigen Polyurethanharnstoff-Dispersion durch eine Methode statt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Drucken, Pinseln, Rakeln, Sprühen, Beschichten mit anderen bekannten Beschichtungsverfahren Die Polyurethanharnstoff-Dispersion kann in mehreren Lagen auf die erste weitere Schicht aufgebracht werden. Bevorzugt wird die Polyurethanharnstoff-Dispersion in 1 bis 10 Lagen, oder bevorzugt in 2 bis 10 Lagen, oder bevorzugt in 3 bis 10 Lagen auf die erste weitere Schicht aufgebracht. Die erste weitere Schicht ist beim Aufbringen der Polyurethanharnstoff-Dispersion bevorzugt so gelagert, dass sich die Polyurethanharnstoff-Dispersion möglichst gleichmäßig auf der Oberfläche der ersten weiteren Schicht verteilt. Nach Aufbringen der Polyurethanharnstoff-Dispersion auf die erste weitere Schicht wird der Vorläufer erhalten. Der Vorläufer kann bevor er dem zweiten Schritt II) des Verfahrens zugeführt wird mit einer zweiten weiteren Schicht überdeckt werden. Das Überdecken kann jedoch auch nach dem Schritt II) oder während des Schrittes II) erfolgen.
Bevorzugt wird die Viskosität der Polyurethanharnstoff-Dispersion vor dem Aufbringen in Schritt I) auf die benötigten Gegebenheiten durch Verdünnen oder Verdicken oder eine Kombination beider Methoden angepasst, um gewünschte Auftragsdicken zu erzielen. Dabei können als Zuschlagstoffe Verdicker Verwendung finden. Typische Verdicker sind lösliche Polymere auf Polyacrylat- oder Polyurethanbasis, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind. Bevorzugt sind Verdicker auf Basis von Polyurethanpolymeren. Zur Verdünnung der Polyurethanharnstoff-Dispersion können gängige Lösemittel, bevorzugt jedoch Wasser eingesetzt werden. Typische weitere geeignete Zuschlagstoffe sind Oberflächenadditive wie z.B. Benetzungshilfsmittel, Farbstoffe und/oder Verlaufshilfsmittel. Die Polyurethanharnstoff-Dispersion kann auch alle weiteren dem Fachmann für die jeweilige Anwendung bekannten Zuschlagstoffe enthalten.
Das Drucken kann jedes Druckverfahren der Polyurethanharnstoff-Dispersion beinhalten, das der Fachmann hierfür auswählen würde. Bevorzugt ist das Druckverfahren ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Siebdruckverfahren, einem Inkjet Verfahren, einem Tiefdruckverfahren, einem Offsetdruckverfahren, einem Walzendruckverfahren, einem Gravurdruckverfahren oder einer Kombination aus mindestens zwei hiervon. Beispiele für das Inkjet Druckverfahren sind das „Continuous Inkjet" Druckverfahren, bei dem das zu druckende Material in einem kontinuierlichen Strahl auf das Substrat aufgebracht wird oder das„Drop on Demand" Drucken, bei dem einzelne Tropfen auf das zu bedruckende Substrat aufgebracht werden. Mit all diesen Druckverfahren kann eine vollflächige Auftragung der Polyurethanharnstoff-Dispersion erfolgen oder auch eine teilflächige. Ebenso kann die Polyurethanharnstoff-Dispersion in einem bestimmten Muster aufgebracht werden, auch als „Pattern Coating" bezeichnet. Dabei kann die Dispersion durch alle dem Fachmann bekannten Verfahren, u.a. und insbesondere durch Gravurdruck, Siebdruck oder Inkjet-Druck aufgetragen werden.
Bevorzugt wird die Polyurethanharnstoff-Dispersion mit einem Auftragsgewicht in einem Bereich von 5 g/m2 bis 200 g/m2 auf das Substrat, hier die erste weitere Schicht oder die zweite weitere Schicht, aufgebracht. Für den Rakelauftrag wird die erste weitere Schicht bevorzugt in einer Spannvorrichtung zuvor fixiert und anschließend kann das Rakel mit der Dispersion davorliegend per Hand oder automatisiert über die erste weitere Schicht geführt und dabei die Dispersion gleichmäßig auf diesem verteilt werden. Ebenso kann die Beschichtung über eine typische Rolle-zu-Rolle-Beschichtungsanlage mit Rakel erfolgen, bei der die erste weitere Schicht kontinuierlich beschichtet wird. Beim Sprühverfahren wird die erste weitere Schicht bevorzugt in einen Rahmen gespannt und mit der Dispersion aus einer Sprühpistole ein- oder beidseitig besprüht. Der Auftrag kann in einem oder mehreren Kreuzgängen manuell oder über eine kontinuierliche Rolle-zu-Rolle-Sprühanlage erfolgen.
Die erste weitere Schicht ist bevorzugt so ausgestaltet wie für die erste weitere Schicht im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Klebstoffschicht beschrieben. Die thermische Behandlung in Schritt II) kann auf jede Art und Weise erfolgen, wie sie der Fachmann hierfür auswählen würde. Bevorzugt findet die thermische Behandlung unter Anwendung von erhöhter Temperatur gegenüber Raumtemperatur statt. Die thermische Behandlung kann an jedem dafür geeigneten Ort stattfinden. Bevorzugt findet die thermische Behandlung in einem Raum ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Trockenraum, einem Trockenofen, einem Trockenrohr, oder einer Kombination aus mindestens zwei hiervon. Die thermische Trocknung kann durch IR- oder Mikrowellentrocknung ersetzt oder unterstützt werden. Die thermische Behandlung findet erfindungsgemäß bei einer Temperatur in einem Bereich von 20 °C bis 200 °C, bevorzugt in einem Bereich von 30 °C bis 200 °C, oder bevorzugt in einem Bereich von 50 °C bis 200 °C, oder bevorzugt in einem Bereich von 80 °C bis 200 °C, oder bevorzugt in einem Bereich von 20 °C bis 180 °C, oder bevorzugt in einem Bereich von 20 °C bis 150 °C, oder bevorzugt in einem Bereich von 20 °C bis 100 °C, oder bevorzugt in einem Bereich von 50 °C bis 150 °C statt. Bevorzugt findet die thermische Behandlung für einen Zeitraum in einem Bereich von 1 Minute bis 10 Stunden, oder bevorzugt in einem Bereich von 10 Minuten bis 5 Stunden, oder bevorzugt in einem Bereich von 30 Minuten bis 2 Stunden statt. Bevorzugt wird mindestens die Oberfläche der Polyurethanharnstoff-Dispersion mit einem Gas, bevorzugt Luft, überströmt, sodass eine schnellere Trocknung der Polyurethanharnstoff- Dispersion zu der Klebstoffschicht erfolgen kann.
Eine bevorzugte Ausgestaltung des zuvor beschriebenen Verfahrens, umfasst mindestens einen der folgenden weiteren Schritte:
ΠΙ) Ablösen der Klebstoffschicht von der ersten weiteren Schicht;
IV) Übertragen der Klebstoffschicht von der ersten weiteren Schicht auf eine zweite weitere Schicht;
V) Überdecken der Klebstoffschicht mit einer zweiten weiteren Schicht auf der ersten Oberfläche der ersten Schicht;
VI) Überdecken der Klebstoffschicht mit einer zweiten weiteren Schicht auf der ersten weiteren Oberfläche der ersten Schicht;
VII) Übertragen der Klebstoffschicht von der ersten weiteren Schicht auf ein Substrat;
VIII) Übertragen der Klebstoffschicht von der ersten weiteren Schicht auf mindestens einen Teil einer Bauteiloberfläche eines Bauteils;
IX) Übertragen der Klebstoffschicht von der ersten weiteren Schicht auf eine dritte weitere Schicht.
Das Ablösen der Klebstoffschicht in Schritt III) kann auf jede Art und Weise erfolgen, die der Fachmann hierfür vorsehen würde. Das Ablösen der Klebstoffschicht in Schritt III) erfolgt bevorzugt durch einen Spatel, beispielsweise einen Holz-, Plastik-, oder Metallspatel.
Das Übertragen der Klebstoffschicht von der ersten weiteren Schicht auf eine zweite weitere Schicht in Schritt IV) kann auf jede Art und Weise erfolgen, die der Fachmann hierfür vorsehen würde. Das Übertragen der Klebstoffschicht in Schritt IV) erfolgt bevorzugt durch Auflegen einer zweiten weiteren Schicht auf den nicht bedeckten Teil der Klebstoffschicht, wobei durch Druck auf die erste weitere Schicht die Klebstoffschicht übertragen wird. Der Druck kann beispielsweise durch Drehen der Klebstoffschicht erfolgen, sodass die zweite weitere Schicht die Klebstoffschicht trägt und allein durch die Schwerkraft auf dieser liegen bleibt, wenn die erste weitere Schicht entfernt wird. Ebenso kann Schritt IV) durch einen Umlaminierungsprozess, bevorzugt im kontinuierlichen Verfahren Rolle- zu-Rolle erfolgen. Der Laminierungsschritt erfolgt bevorzugt bei Temperaturen zwischen 5 °C und 200 °C.
Das Überdecken der Klebstoffschicht mit einer zweiten weiteren Schicht auf der ersten Oberfläche der ersten Schicht in Schritt V) kann auf jede Art und Weise erfolgen, die der Fachmann hierfür vorsehen würde. Das Überdecken der Klebstoffschicht in Schritt V) erfolgt bevorzugt durch Auflegen oder Auflaminieren einer zweiten weiteren Schicht auf der ersten Oberfläche der ersten Schicht.
Das Überdecken der Klebstoffschicht mit einer zweiten weiteren Schicht auf der ersten weiteren Oberfläche der ersten Schicht in Schritt VI) kann auf jede Art und Weise erfolgen, die der Fachmann hierfür vorsehen würde. Das Überdecken der Klebstoffschicht in Schritt VI) erfolgt bevorzugt durch Auflegen oder Auflaminieren einer zweiten weiteren Schicht auf der ersten weiteren Oberfläche der ersten Schicht.
Das Übertragen der Klebstoffschicht von der ersten weiteren Schicht auf ein Substrat in Schritt VII) kann auf jede Art und Weise erfolgen, die der Fachmann hierfür vorsehen würde. Das Übertragen der Klebstoff schicht in Schritt VII) erfolgt bevorzugt durch Auflegen des Substrats auf den nicht bedeckten Teil der Klebstoffschicht, wobei durch Druck auf die erste weitere Schicht die Klebstoffschicht auf das Substrat übertragen wird. Der Druck kann beispielsweise durch Drehen der Klebstoffschicht erfolgen, sodass das Substrat die Klebstoffschicht trägt und allein durch die Schwerkraft auf dieser liegen bleibt, wenn die erste weitere Schicht entfernt wird. Bevorzugt wird ein zusätzlicher Druck mit Hilfe eines Gegenstandes auf mindestens einem Teil der ersten weiteren Schicht erzeugt, der eine bessere Haftung der Klebstoffschicht auf dem Substrat als auf der ersten weiteren Schicht bewirkt. Bevorzugt erfolgt Schritt VII) durch einen Umlaminierungsprozess, bevorzugt im kontinuierlichen Verfahren Rolle-zu-Rolle.
Das Übertragen der Klebstoffschicht von der ersten weiteren Schicht auf mindestens einen Teil einer Bauteiloberfläche eines Bauteils in Schritt VIII) kann auf jede Art und Weise erfolgen, die der Fachmann hierfür vorsehen würde. Das Übertragen der Klebstoffschicht in Schritt VIII) erfolgt bevorzugt durch Auflegen der Bauteiloberfläche des Bauteils auf den nicht bedeckten Teil der Klebstoffschicht, wobei durch Druck auf die erste weitere Schicht die Klebstoffschicht auf das Bauteil übertragen wird. Der Druck kann beispielsweise durch Drehen der Klebstoffschicht erfolgen, sodass das Bauteil die Klebstoffschicht trägt und allein durch die Schwerkraft auf dieser liegen bleibt, wenn die erste weitere Schicht entfernt wird. Bevorzugt wird ein zusätzlicher Druck mit Hilfe eines Gegenstandes auf mindestens einem Teil der ersten weiteren Schicht erzeugt, der eine bessere Haftung der Klebstoffschicht auf dem Substrat als auf der ersten weiteren Schicht bewirkt. Bevorzugt erfolgt Schritt VIII) durch einen Umlaminierungsprozess, bevorzugt im kontinuierlichen Verfahren Rolle-zu- Rolle. Das Übertragen der Klebstoffschicht von der ersten weiteren Schicht auf eine dritte weitere Schicht in Schritt IX) kann auf jede Art und Weise erfolgen, die der Fachmann hierfür vorsehen würde. Das Übertragen der Klebstoffschicht in Schritt IX) erfolgt bevorzugt durch Auflegen der dritten weiteren Schicht auf den nicht bedeckten Teil der Klebstoffschicht, wobei durch Druck auf die erste weitere Schicht die Klebstoffschicht übertragen wird. Der Druck kann beispielsweise durch Drehen der Klebstoffschicht erfolgen, sodass die dritte weitere Schicht die Klebstoffschicht trägt und allein durch die Schwerkraft auf dieser liegen bleibt, wenn die erste weitere Schicht entfernt wird. Ebenso kann Schritt IX) durch einen Umlaminierungsprozess, bevorzugt im kontinuierlichen Verfahren Rolle-zu- Rolle erfolgen. Der Laminierungsschritt erfolgt bevorzugt bei Temperaturen zwischen 5 °C und 200 °C.
Bevorzugt sind das Material, die Eigenschaften und die Form der dritten weiteren Schicht so ausgestaltet, wie für die erste weitere Schicht zuvor beschrieben. Die dritte weitere Schicht ist bevorzugt gleich der ersten oder zweiten weiteren Schicht aufgebaut.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft die Verwendung des erfindungsgemäßen Klebstoffs oder der erfindungsgemäßen Klebstoffschicht zur Befestigung eines Produktes auf einem Gegenstand oder auf der Haut eines Lebewesens.
Bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Klebstoffes werden bevorzugt mindestens einer der folgenden Schritte durchgeführt:
* I* Der Klebstoff wird mit dem Produkt in Kontakt gebracht. Bevorzugt haftet der Klebstoff beim Inkontaktbringen mit dem Produkt mehr an dem Produkt als an der ersten weiteren Schicht, der zweiten weiteren Schicht oder der dritten weiteren Schicht, auf dem der Klebstoff in Form der Klebstoffschicht produziert oder auf den der Klebstoff übertragen wurde.
I* Das Produkt wird mit einem weiteren Gegenstand, einem weiteren Produktteil oder der Haut eines Verwenders in Kontakt gebracht. Das Produkt haftet bevorzugt nach dem Inkontaktbringen mit dem Gegenstand, dem weiteren Produktteil oder der Haut so stark mit deren Oberfläche, dass es bei gewöhnlicher Benutzung des Produktes sich nicht wieder hiervon löst. Unter gewöhnlicher Benutzung wird die marktübliche Verwendung des Produktes verstanden, wie der Fachmann sie verstehen würde. Hierzu zählen alle alltäglichen Verrichtungen wie Duschen, normale Bewegung, normale Tätigkeiten des Patienten.
I* Das Produkt wird nach seiner gewünschten Tragezeit unter Aufwand einer Kraft in einem Bereich von 0,1 bis 5,0 N/20 mm, bevorzugt 0,15 bis 2 N/20 mm von der Haut des
Verwenders wieder entfernt.
Bevorzugt handelt es sich bei dem zu befestigenden Produkt um eines der zuvor beschriebenen Produkte. Bevorzugt findet die Verwendung des erfindungsgemäßen Klebstoffs in und auf einem Produkt im medizinischen Bereich, insbesondere zur Befestigung des Produktes auf der Haut eines Lebewesens statt. Insbesondere im Bereich der medizinischen, besonders der chirurgischen Anwendungen, ist es wünschenswert eine gute Klebkraft der medizinischen Produkte auf der Haut des Lebewesens, insbesondere des menschlichen oder tierischen Patienten, zu gewährleisten. Bevorzugt weist das medizinische Produkt weiterhin folgende Merkmale auf:
(1) eine Verweildauer auf der Haut in einem Bereich von 1 Sekunde bis 180 Tage:
(2) eine Minderung der Klebkraft über die Verweildauer von 10 Tagen von weniger als 50 %, bevorzugt von weniger als 30 %, oder bevorzugt von weniger als 10 %, bezogen auf die ursprüngliche Klebkraft;
Figuren
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.
Figur 1 : schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Klebstoffschicht
Figur 2: schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Klebstoffschicht auf einer ersten weiteren Schicht;
Figur 3: schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Klebstoffschicht zwischen einer ersten weiteren Schicht und einer zweiten weiteren Schicht;
Figur 4: schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Klebstoffschicht auf einem Substrat und überdeckt mit einer zweiten weiteren Schicht;
Figur 5: schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Klebstoff Schicht auf einem Bauteil und überdeckt mit einer zweiten weiteren Schicht;
Figur 6: schematische Darstellung eines Übertrags einer erfindungsgemäßen Klebstoffschicht von einer ersten weiteren Schicht auf eine dritte weitere Schicht;
Figur 7: schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer
Klebstoffschicht.
In Figur 1 ist schematisch eine erfindungsgemäße Klebstoffschicht 100 in Form einer ersten Schicht 110 gezeigt, die eine erste Oberfläche 120 und eine weitere Oberfläche 130 aufweist. Die Klebstoffschicht 100 ist beispielsweise wie in Anwendungsbeispiel 1 beschrieben hergestellt. Die Dicke der Klebstoffschicht 100 beträgt zwischen 50 und 200 μιη.
Figur 2 zeigt die gleiche Klebstoffschicht 100 in Form einer ersten Schicht 110 wie in Figur 1, mit dem Unterschied, dass die erste Oberfläche 120 von einer ersten weiteren Schicht 140 überlagert ist. In diesem Fall ist die erste weitere Schicht 140 von ihren Flächenmaßen her größer als die Klebstoffschicht 100. Dies ist jedoch nicht zwingend nötig. Die erste weitere Schicht 140 ist aus einem Papier geformt, das eine Silikonbeschichtung aufweist.
Figur 3 zeigt eine Klebstoffschicht 100 in Form einer ersten Schicht 110, wie in Figur 1 und 2 dargestellt, mit dem Unterschied, dass sowohl auf der ersten Oberfläche 120 eine erste weitere Schicht 140 angeordnet ist als auch auf der ersten weiteren Oberfläche 130 der ersten Schicht 110 eine zweite weitere Schicht 150 angeordnet ist. In beiden Fällen sind die Oberflächenmaße der ersten weiteren Schicht 140 und der zweiten weiteren Schicht 150 größer als die der ersten Schicht 110.
Figur 4 zeigt ein Produkt 200, das eine Klebstoffschicht 100 in Form einer ersten Schicht 110 beinhaltet, wobei auf der ersten Oberfläche 120 ein Substrat 210 angeordnet ist und auf der ersten weiteren Oberfläche 130 eine erste weitere Schicht 140 in Form eines Papiers. Das Papier ist bevorzugt silikonisiert. Das Substrat 210 ist in diesem Fall ein Gewebe, bevorzugt ein Baumwollgewebe, um zusammen mit der Klebstoffschicht 100 ein Pflaster 200 zu bilden. Alternativ kann das Substrat 210 auch ein Polymer sein und in Form eines Beutels ausgestaltet sein, um zusammen mit der Klebstoff Schicht 100 einen künstlichen Darmausgang 200 zu bilden. Das Papier 140 wird vor Benutzung des Produktes 200 entfernt, um das Produkt 200, hier entweder das Pflaster 200 oder den künstlichen Darmausgang 200 auf die Haut eines Patienten zu befestigen, in dem die Klebstoff schicht 100 mit der Haut des Patienten in Kontakt gebracht wird.
In Figur 5 ist ein Produkt 200 in Form eines Bauteils 220 gezeigt, das an seiner Bauteiloberfläche 230 eine Klebstoffschicht 100 in Form einer ersten Schicht 110 aufweist. Die Klebstoff schicht 100 ist auch hier durch eine erste weitere Schicht 140, beispielsweise in Form eines Papiers geschützt, bevor diese Papierschicht 140 vor dem Verbinden des Bauteils 220 mit einem anderen Gegenstand oder der Haut eines Patienten entfernt wird. Das Bauteil 220 kann beispielsweise ein elektronisches Bauteil 270, wie ein Sensor 270, beispielsweise ein Blutdruck-, eine Puls-, ein Feuchtigkeits-, oder ein Temperatursensor oder eine Kombination aus mindestens zwei von diesen sein. In diesem Fall ist der Sensor 270 durch eine thermoplastische Polyurethanschicht 240 vor der Umgebung geschützt. Vor Aufbringen des Produktes 200 auf der Haut eines Patienten wird die Papierschicht 140 entfernt.
In Figur 6 ist schematisch das Übertragen 180 einer Klebstoffschicht 100 in Form einer ersten Schicht 110 von einer ersten weiteren Schicht 140, beispielsweise in Form einer Papierschicht 140, auf eine dritte weitere Schicht 160 gezeigt. Hierzu wird die dritte weitere Schicht 160 in Richtung des Pfeils 170 auf die Klebstoffschicht 100 zu bewegt und mit dieser auf der ersten weiteren Oberfläche 130 kontaktiert. Anschließend oder zeitgleich wird die erste weitere Schicht 140 von der ersten Oberfläche 120 der Klebstoffschicht 100 entfernt. Dies kann beispielsweise durch einfaches Abziehen der ersten weiteren Schicht 140 per Hand erfolgen. Nach dem Übertragen 180 der Klebstoffschicht 100 von der ersten weiteren Schicht 140 auf die dritte weitere Schicht 160 überlagert die dritte weitere Schicht 160 die Klebstoffschicht 110 auf der ersten weiteren Oberfläche 130 vollständig und ragt über die flächige Ausdehnung der Klebstoffschicht 100 hinaus. Das Hinausragen der dritten weiteren Schicht 160 erleichtert das Abziehen der dritten weiteren Schicht 160 beim Einsatz der Klebstoffschicht 100 für deren Endnutzung.
In Figur 7 ist schematisch das Verfahren zur Herstellung einer Klebstoffschicht 100 dargestellt. In einem ersten Schritt I) 250 wird auf eine erste weitere Schicht 140, hier ein Trennpapier der Firma Felix Schöller mit der Bezeichnung Y5200, ein Polyurethanharnstoff in Form einer wässrigen Polyurethanharnstoff-Dispersion, wie in Anwendungsbeispiel 1 beschrieben, unter Bildung eines Vorläufers 300 mit Hilfe eines mittels Ausstreichbalken der Firma Erichsen (300μιη) in einer Nassschichtdicke von 300μιη aufgebracht. In Schritt Π) 260 wird der Vorläufer 300 durch thermische Behandlung für 20 Minuten bei 40C und für 3 Minuten bei 130C in die Klebstoffschicht 100 überführt.
Beispiele:
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beispiele näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Dabei wird der Ausdruck Film, wie er auch in einigen Normen verwendet wird, synonym zu der in der restlichen Beschreibung verwendeten Klebstoffschicht, insbesondere der ersten Schicht, verwendet.
Methoden:
Sofern nicht abweichend gekennzeichnet, beziehen sich alle Prozentangaben auf das Gewicht und die Gesamtmenge bzw. auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzungen.
Sofern nicht abweichend vermerkt, beziehen sich alle analytischen Messungen auf Messungen bei Temperaturen von 23 °C.
Die Feststoff- bzw. Festkörpergehalte wurden entsprechend DIN EN ISO 3251 durch Erhitzen einer ausgewogenen Probe auf 105 °C bis zur Gewichtskonstanz ermittelt. Bei Gewichtskonstanz wurde durch erneutes Auswiegen der Probe der Festkörpergehalt berechnet.
NCO-Werte wurden, wenn nicht ausdrücklich anders erwähnt, volumetrisch gemäß DIN-EN ISO 11909 bestimmt.
Die Kontrolle auf freie NCO-Gruppen wurde mittels IR-Spektroskopie (Bande bei 2260 cm"1) durchgeführt.
Die angegebenen Viskositäten wurden mittels Rotationsviskosimetrie nach DIN 53019 bei 23 °C mit einem Rotationsviskosimeter der Firma Anton Paar Germany GmbH, Ostfildern, DE bestimmt (1 Pa s = 1 N/m2*s).
Die Bestimmung der mittleren Teilchengrößen (angegeben ist das Zahlenmittel) der Polyurethan- Dispersionen erfolgte nach Verdünnen mit entionisiertem Wasser mittels Laserkorrelations- Spektroskopie (Gerät: Malvern Zetasizer 1000, Malver Inst. Limited).
Der pH- Wert wurde gemäß der in DIN ISO 976 beschriebenen Methode an der unverdünnten Probe gemessen.
Die Glasübergangstemperatur Tg wurde mittels dynamischer Differenzkalorimetrie (DSC) in Anlehnung an die DIN EN 61006, Verfahren A, bestimmt, wobei ein DSC Gerät (Kalorimeter Pyris Diamond DSC von Perkin-Elmer) verwendet wird, das zur Bestimmung von Tg mit Indium und Blei kalibriert ist. Es werden 10 mg der zu untersuchenden Substanz in einen verschließbaren Aluminium- Tiegel eingewogen und dieser verschlossen. Es werden drei unmittelbar aufeinander folgende Durchläufe einer Aufheizungen von -100°C bis +150°C, Heizrate 20 K/min, mit anschließender Abkühlung Kühlrate 320 K/min vorgenommen und die dritte Aufheizkurve zur Bestimmung der Werte verwendet. Als Tg wird die Temperatur bei der halben Höhe einer Glasübergangsstufe bestimmt. Bestimmung der MVTR (Moisture vapor transmission rate)
Die Bestimmung der MVTR erfolgt in Anlehnung an die DIN EN13726-2 (Teil 3.2). Dabei wird ein Metallzylinder, wie in der DIN beschrieben mit Wasser gefüllt und durch den zu untersuchenden Film bzw. die zu untersuchende Schicht an der Oberseite verschlossen. Anschließend wird das Gesamtgewicht (Becher mit Wasser und Film) mittels Waage bestimmt. Der Messaufbau wird für 24 h bei 37°C gelagert und wiederum das Gewicht bestimmt. Durch Subtraktion lässt sich der Wasserverlust, der durch den Film verdampft, ermitteln. Die MVTR wird in g/(m2*24 h) angegeben.
Bestimmung der Schälkraft bzw. Klebkraft (90°-Abzugstest) nach DIN EN 1464
Die Bestimmung der Klebkraft der Klebstoffschichten erfolgt bevorzugt mittels der Bestimmung der Schälkraft der jeweiligen Klebstoffschicht unter genormten Bedingungen von einem Stahlstreifen. Die Bestimmung der Schälkraft erfolgt mit einer Zugprüfmaschine gemäß DIN EN ISO 527-1 und einer Rollenschälvorrichtung. Die Probenvorbereitung erfolgen in Anlehnung der DIN EN 1939. Der zu untersuchende adhäsive Film bzw. die Klebstoffschicht wird rückseitig mit einem Klebeband (TESA4104) verstärkt und passend auf 20 x 2cm2 zugeschnitten. Die zum Trennpapier weisende Seite der Klebstoffschicht wird auf einen mit Methylethylketon und Aceton gereinigten Stahlstreifen (laut DIN EN 1939) (20 x 2 cm2) mit 3 Doppelhüben einer 4 kg Walze geklebt. 1 Doppelhub entspricht einer Vor- und Rückwärtsbewegung der Walze über den gesamten Film bzw. die gesamte Klebstoffschicht. Nach mindestens 24h, bevorzugt nach einem Zeitraum von 24 bis 48 h Kontaktzeit zum Strahlstreifen und Lagerung unter Normklima (gemäß DIN EN 1939 bei 23 °C und 50 %rel. Luftfeuchte) erfolgt die Bestimmung der Schälkraft nach DIN 1464 in einem Schälwinkel von 90° unter Trennung der Fügeteile. Die Schälgeschwindigkeit beträgt 300mm/min. Die Schälkraft wird in N/20mm angegeben.
Verwendete Substanzen und Abkürzungen:
Diaminosulfonat: NHi-CHiCHi-NH-CHiCHi-SOsNa (45 %-ig in Wasser)
PolyTHF 1000 Poly(tetramethylenglykol)polyetherdiol mit der zahlenmittleren Molmasse von 1000 g/mol, BASF SE, Ludwigshafen, DE
PolyTHF 2000 Poly(tetramethylenglykol)polyetherdiol mit der zahlenmittleren Molmasse von 2000 g/mol, BASF SE, Ludwigshafen, DE
PPG Polypropylenglykol, Covestro AG, Leverkusen, DE. PPG wurde, soweit nicht anders angegeben, über KOH-Katalyse hergestellt. Desmodur N 3300 Aliphatisches Polyisocyanat (HDI-Isocyariurat), NCO-Gehalt ca. 21,8 %, Covestro AG, Leverkusen, Deutschland
Wasser Durch Ionenaustauscher vollentsalztes Wasser
Die eingesetzten Isocyanate-Komponenten sind Handelsprodukte der Covestro Deutschland AG, Leverkusen, DE. Weitere Chemikalien von Sigma-Aldrich Chemie GmbH, Taufkirchen, DE. Die Rohstoffe wurden, soweit nicht anders erwähnt, ohne weitere Reinigung oder Vorbehandlung eingesetzt.
Polyurethanharnstoffdispersion 1 (Vergleich )
450 g PolyTHF® 1000 und 2100 g PolyTHF® 2000 wurden auf 70°C aufgeheizt. Anschließend wurde ein Gemisch aus 225,8 g Hexamethylendiisocyanat und 298,4 g Isophorondiisocyanat zugegeben und solange bei 100-115°C gerührt bis der theoretische NCO-Wert unterschritten war. Das fertige Präpolymer wurde mit 5500 g Aceton bei 50°C gelöst und anschließend wurde eine Lösung aus 29,5 g Ethylendiamin, 143,2 g Diaminosulfonat, und 610 g Wasser zudosiert. Die Nachrührzeit betrug 15 min. Danach wurde durch Zugabe von 1880 g Wasser dispergiert. Es folgte die Entfernung des Lösemittels durch Destillation im Vakuum und es wurde eine lagerstabile Dispersion erhalten; der Festgehalt wurde durch Zusatz von Wasser eingestellt.
Feststoffgehalt: 50 %
Partikelgröße (LKS): 276 nm
Viskosität: 1000 mPa s Polyurethanharnstoffdispersion 2 (Erfindungsgemäßes Produkt)
75 g Polypropylenglykol mit einer zahlenmittleren Molmasse von 1000 g/mol und 350 g Polypropylenglykol mit einer zahlenmittleren Molmasse von 2000 g/mol (hergestellt über Doppel- Metall-Cyanid(DMC)-Katalyse) wurden auf 65°C aufgeheizt. Anschließend wurde ein Gemisch aus 37,6 g Hexamethylendiisocyanat und 49,7 g Isophorondiisocyanat sowie 2 Tropfen Zinnoktanoat zugegeben und solange bei 130°C gerührt bis der theoretische NCO-Wert unterschritten war (ca. 90 min). Das fertige Präpolymer wurde mit 910 g Aceton bei 50°C gelöst und anschließend wurde bei 40°C eine Lösung aus 4,1 g Ethylendiamin, 18,0 g Diaminosulfonat, 5,8 g Diethanolamin und 80 g Wasser zudosiert. Die Nachrührzeit betrug 15 min. Danach wurde durch Zugabe von 440 g Wasser dispergiert. Es folgte die Entfernung des Lösemittels durch Destillation im Vakuum und es wurde eine lagerstabile Dispersion erhalten; der Festgehalt wurde durch Zusatz von Wasser eingestellt.
Feststoffgehalt: 45 %
Partikelgröße (LKS): 265 nm
Viskosität: 1300 mPa s Polvurethanharnstoffdispersion 3 (Erfindungsgemäßes Produkt)
60,0 g Polypropylenglykol mit einer zahlenmittleren Molmasse von 1000 g/mol und 280 g Polypropylenglykol mit einer zahlenmittleren Molmasse von 2000 g/mol wurden auf 65°C aufgeheizt. Anschließend wurde ein Gemisch aus 30,1 g Hexamethylendiisocyanat und 39,8 g Isophorondiisocyanat sowie 2 Tropfen Zinnoktanoat zugegeben und solange bei 130°C gerührt bis der theoretische NCO-Wert unterschritten war (ca. 90 min). Das fertige Präpolymer wurde mit 730 g Aceton bei 50°C gelöst und wurde anschließend bei 40°C eine Lösung aus 3,0 g Ethylendiamin, 18,9 g Diaminosulfonat, 3,6 g Diethanolamin und 74 g Wasser zudosiert. Die Nachrührzeit betrug 15 min. Danach wurde durch Zugabe von 550 g Wasser dispergiert. Es folgte die Entfernung des Lösemittels durch Destillation im Vakuum und es wurde eine lagerstabile Dispersion erhalten; der Festgehalt wurde durch Zusatz von Wasser eingestellt.
Feststoffgehalt: 41 %
Partikelgröße (LKS): 160 nm
Viskosität: 365 mPa s Polvurethanharnstoffdispersion 4 (Erfindungsgemäßes Produkt)
60,0 g Polypropylenglykol mit einer zahlenmittleren Molmasse von 1000 g/mol und 280 g Polypropylenglykol mit einer zahlenmittleren Molmasse von 2000 g/mol wurden auf 65°C aufgeheizt. Anschließend wurde ein Gemisch aus 27,1 g Hexamethylendiisocyanat, 35,8 g Isophorondiisocyanat; und 14,0 g Desmodur N 3300 sowie 2 Tropfen Zinnoktanoat zugegeben und solange bei 130°C gerührt bis der theoretische NCO-Wert unterschritten war (ca. 90 min). Das fertige Präpolymer wurde mit 740 g Aceton bei 50°C gelöst und anschließend wurde bei 40°C eine Lösung aus 3,0 g Ethylendiamin, 18,9 g Diaminosulfonat, 3,6 g Diethanolamin und 74 g Wasser zudosiert. Die Nachrührzeit betrug 15 min. Danach wurde durch Zugabe von 560 g Wasser dispergiert. Es folgte die Entfernung des Lösemittels durch Destillation im Vakuum und es wurde eine lagerstabile Dispersion erhalten; der Festgehalt wurde durch Zusatz von Wasser eingestellt.
Feststoffgehalt: 42 %
Partikelgröße (LKS) : 311 nm
Viskosität: 1280 mPa s
Polvurethanharnstoffdispersion 5 (Erfindungsgemäßes Produkt) 60,0 g Polypropylenglykol mit einer zahlenmittleren Molmasse von 1000 g/mol und 280 g Polypropylenglykol mit einer zahlenmittleren Molmasse von 2000 g/mol wurden auf 65°C aufgeheizt. Anschließend wurde ein Gemisch aus 30,1 g Hexamethylendiisocyanat und 39,8 g Isophorondiisocyanat sowie 2 Tropfen Zinnoktanoat zugegeben und solange bei 130°C gerührt bis der theoretische NCO-Wert unterschritten war (ca. 90 min). Das fertige Präpolymer wurde mit 730 g Aceton bei 50°C gelöst und anschließend wurde bei 40°C eine Lösung aus 3,0 g Ethylendiamin, 18,9 g Diaminosulfonat, 3,6 g Diethanolamin und 74 g Wasser sowie 50 g Aceton zudosiert. Die Nachrührzeit betrug 15 min. Danach wurde durch Zugabe von 560 g Wasser dispergiert. Es folgte die Entfernung des Lösemittels durch Destillation im Vakuum und es wurde eine lagerstabile Dispersion erhalten; der Festgehalt wurde durch Zusatz von Wasser eingestellt.
Feststoffgehalt: 42%
Partikelgröße (LKS): 263 nm
Viskosität: < 50 mPa s Polyurethanharnstoffdispersion 6 (Erfindungsgemäßes Produkt)
56,3 g Polypropylenglykol mit einer zahlenmittleren Molmasse von 1000 g/mol und 262,5 g Polypropylenglykol mit einer zahlenmittleren Molmasse von 2000 g/mol wurden auf 65°C aufgeheizt. Anschließend wurden 88 g Bis-(4,4'-isocyanatocyclohexyl)methan sowie 2 Tropfen Zinnoktanoat zugegeben und solange bei 130°C gerührt bis der theoretische NCO-Wert unterschritten war (ca. 90 min). Das fertige Präpolymer wurde mit 730 g Aceton bei 50°C gelöst und anschließend wurde bei 40°C eine Lösung aus 38,1 g Diaminosulfonat, 2,9 g Diethanolamin und 105 g Wasser zudosiert. Die Nachrührzeit betrug 15 min. Danach wurde durch Zugabe von 510 g Wasser dispergiert. Es folgte die Entfernung des Lösemittels durch Destillation im Vakuum und es wurde eine lagerstabile Dispersion erhalten; der Festgehalt wurde durch Zusatz von Wasser eingestellt.
Feststoffgehalt: 42 %
Partikelgröße (LKS) : 311 nm
Viskosität: 1280 mPa s
Anwendungsbeispiel 1 (erfindungsgemäß):
100 g der (erfindungsgemäßen) Polyurethanharnstoffdispersion 2 wird mit 3 g einer 10 Gew.-% wässrigen Rheolate 208 Dispersion in einem Speedmixer-Becher vorgelegt. Die blasenfreie Vermischung zu einer Polyurethanharnstoffzusammensetzung erfolgt in dem Speedmixer bei einer Umdrehungszahl von 2750min"1 für 1 Minute. Nach der Applizierung mittels Ausstreichbalken der Firma Erichsen (300 μιη) auf ein Trennpapier der Firma Felix Schöller mit der Bezeichnung Y5200 (matt) erfolgt die Trocknung für 20 min bei 40°C und 3min bei 130°C.
MVTR: 2600 g/d m2.
Klebkraftmessung: 35 N/20 mm Anwendungsbeispiel 2 (erfindungsgemäß):
Filmherstellung bzw. Schichtherstellung der (erfindungsgemäßen) Polyurethanharnstoffdispersion 3 erfolgt wie Anwendungsbeispiel 1, jedoch mit 400μιη statt 300μιη Ausstreichbalken.
MVTR: 1950 g/d m2.
Klebkraftmessung: 34 N/20 mm
Anwendungsbeispiel 3 (erfindungsgemäß):
Filmherstellung bzw. Schichtherstellung der (erfindungsgemäßen) Polyurethanharnstoffdispersion 4 erfolgt wie Anwendungsbeispiel 1.
MVTR:.2150 g/d m2
Klebkraftmessung: 23 N/20 mm
Anwendungsbeispiel 4 (erfindungsgemäß):
Filmherstellung bzw. Schichtherstellung der (erfindungsgemäßen) Polyurethanharnstoffdispersion 5 erfolgt wie Anwendungsbeispiel 1.
MVTR: 2350 g/d m2.
Klebkraftmessung: 25 N/20 mm
Anwendungsbeispiel 5 (erfindungsgemäß):
Filmherstellung bzw. Schichtherstellung der (erfindungsgemäßen) Polyurethanharnstoffdispersion 6 erfolgt wie Anwendungsbeispiel 1.
MVTR: 1750 g/d m2.
Klebkraftmessung: 6 N/20 mm. Anwendungsbeispiel 6 ( nicht erfindungsgemäß):
Filmherstellung der (nicht erfindungsgemäßen) Polyurethanharnstoffdispersion 1 erfolgt wie Anwendungsbeispiel 1, jedoch mit 400 μιη statt 300 μιη Ausstreichbalken und auf ein Trennpapier der Firma Felix Schöller mit der Bezeichnung Y3200
MVTR: 1650 g/d m2.
Klebkraftmessung: 0 N/20 mm

Claims

Patentansprüche
1. Ein Klebstoff, herstellbar aus einer wässrigen Polyurethanharnstoff-Dispersion, enthaltend einen amorphen Polyurethanharnstoff, welcher erhältlich ist, durch Umsetzung von wenigstens
A) einer aliphatischen Polyisocyanat-Komponente mit einer mittleren Isocyanatfunktionalität von > 1,8 und < 2,6,
B) einer polymeren Polyether-Polyol-Komponente,
C) einer aminofunktionellen Kettenverlängerer-Komponente mit mindestens 2 isocyanatreaktiven Aminogruppen, enthaltend wenigstens eine aminofunktionelle Verbindung Cl), die keine ionischen oder ionogenen Gruppen aufweist und/oder eine aminofunktionelle Verbindung C2), die ionische oder ionogene Gruppen aufweist,
D) gegebenenfalls weiteren hydrophilierenden Komponenten, die unterschiedlich sind von C2),
E) gegebenenfalls hydroxyfunktionellen Verbindungen mit einem Molekulargewicht von 62 bis 399 mol/g,
F) gegebenenfalls weitere polymere Polyole, welche unterschiedlich sind von B),
G) einer Verbindung, die genau eine isocyanatreaktive Gruppe aufweist, oder einer Verbindung, die mehr als eine isocyanatreaktive Gruppe aufweist, wobei nur eine der isocyanatreaktiven Gruppen unter den gewählten Umsetzungsbedingungen mit den in der Reaktionsmischung vorhandenen Isocyanatgruppen reagiert und
H) gegebenenfalls einer aliphatischen Polyisocyanat-Komponente mit einer mittleren Isocyanatfunktionalität von > 2,6 und < 4, wobei die Komponenten B) und F) zusammen < 30 Gew.-% an Komponente F), bezogen auf die Gesamtmasse der Komponenten B) und F) enthalten.
2. Der Klebstoff nach Anspruch 1, wobei die Komponente A) Isophorondiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat oder ein Gemisch aus Isophorondiisocyanat und Hexamethylendiisocyanat ist.
3. Der Klebstoff nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Komponente B) Poly(propylenglykol)polyetherpolyole enthält oder daraus besteht.
4. Der Klebstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Komponente B) ein Gemisch aus Poly(propylenglykol)polyetherpolyolen enthält oder daraus besteht, wobei sich die Poly(propylenglykol)polyetherpolyole in ihren zahlenmittleren Molekulargewichten um wenigstens 100 g/mol unterscheiden.
5. Der Klebstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Komponente B) eine mittlere Molekularmasse in einem Bereich von 400 bis 4000 g/mol aufweist.
6. Der Klebstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Polyurethanharnstoff erhältlich ist indem isocyanatfunktionelle Polyurethanpräpolymere a) aus den Komponenten A), B) und gegebenenfalls D) und/oder C2), sowie gegebenenfalls den Verbindungen E) und/oder H) hergestellt werden und deren freie NCO-Gruppen anschließend ganz oder teilweise mit der aminofunktionellen Kettenverlängerer-Komponente C), sowie der Komponente G) und gegebenenfalls der Komponente D) umgesetzt werden.
7. Der Klebstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Polyurethanharnstoff einen Tg < - 25 °C aufweist.
8. Eine Klebstoffschicht (100) umfassend
• mindestens eine erste Schicht (110), umfassend mindestens eine erste Oberfläche (120) und mindestens eine erste weitere Oberfläche (130), wobei die erste Oberfläche (120) im Wesentlichen parallel zur ersten weiteren Oberfläche (130) verläuft, wobei die erste Schicht (110) einen Klebstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 10 beinhaltet.
9. Die Klebstoffschicht (100) nach Anspruch 8, wobei die Klebstoffschicht (100) auf ihrer ersten Oberfläche (120) mindestens von einer ersten weiteren Schicht (140) mindestens zu einem Teil überlagert ist.
10. Die Klebstoffschicht (100) nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei die Klebstoffschicht (100) auf ihrer ersten weiteren Oberfläche (130) mindestens von einer zweiten weiteren Schicht (150) mindestens zu einem Teil überlagert ist.
11. Ein Produkt (200), wobei das Produkt (200) einen Klebstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 7 beinhaltet und weiterhin mindestens eines der folgenden Merkmale aufweist:
• mindestens ein Substrat (210),
• mindestens ein Bauteil (220), beinhaltend mindestens eine Bauteiloberfläche (230),
12. Das Produkt (200) nach Anspruch 11, wobei das Produkt (200) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Pflaster, einem (Wund-) Verband, einem Tape, einer Bandage, einem Stomabeutel, einem medizinischen Gerät, einem Automobil oder einer Kombination aus mindestens zwei hiervon oder zumindest ein Bestandteil dieser Endprodukte ist.
Eine wässrige Polyurethanharnstoff-Dispersion, enthaltend einen amorphen Polyurethanharnstoff, welcher erhältlich ist, durch Umsetzung von wenigstens
A) einer aliphatischen Polyisocyanat-Komponente mit einer mittleren Isocyanatfunktionalität von > 1,8 und < 2,6,
B) einer polymeren Polyether-Polyol-Komponente,
C) einer aminofunktionellen Kettenverlängerer-Komponente mit mindestens 2 isocyanatreaktiven Aminogruppen, enthaltend wenigstens eine aminofunktionelle Verbindung Cl), die keine ionischen oder ionogenen Gruppen aufweist und/oder eine aminofunktionelle Verbindung C2), die ionische oder ionogene Gruppen aufweist,
D) gegebenenfalls weiteren hydrophilierenden Komponenten, die unterschiedlich sind von C2),
E) gegebenenfalls hydroxyfunktionellen Verbindungen mit einem Molekulargewicht von 62 bis 399 mol/g,
F) gegebenenfalls weitere polymere Polyolen, welche unterschiedlich sind von B)
G) einer Verbindung, die genau eine isocyanatreaktive Gruppe aufweist, oder einer Verbindung, die mehr als eine isocyanatreaktive Gruppe aufweist, wobei nur eine der isocyanat reaktiven Gruppen unter den gewählten Umsetzungsbedingungen mit den in der Reaktionsmischung vorhandenen Isocyanatgruppen reagiert und
H) einer aliphatischen Polyisocyanat-Komponente mit einer mittleren Isocyanatfunktionalität von > 2,6 und < 4,
wobei die Komponenten B) und F) zusammen < 30 Gew.-% an Komponente F), bezogen auf die Gesamtmasse der Komponenten B) und F) enthalten.
Ein Verfahren zur Herstellung einer Klebstoffschicht, umfassend die Schritte:
I) Aufbringen eines Polyurethanharnstoffs in Form einer wässrigen Polyurethanharnstoff- Dispersion nach Anspruch 13 auf eine erste weitere Schicht (140), unter Erhalt eines Vorläufers (300),
Π) thermische Behandlung des Vorläufers (300) aus Schritt I) bei Temperaturen in einem Bereich von 20 °C bis 200 °C, unter Bildung der Klebstoff Schicht (100).
Das Verfahren nach Anspruch 14, umfassend mindestens einen der folgenden weiteren Schritte: ΠΙ) Ablösen der Klebstoffschicht (100) von der ersten weiteren Schicht (140);
IV) Übertragen der Klebstoffschicht (100) von der ersten weiteren Schicht (140) auf eine zweite weitere Schicht (150);
V) Überdecken der Klebstoffschicht (100) mit einer zweiten weiteren Schicht (150) auf der ersten Oberfläche (120) der ersten Schicht (110) ;
VI) Überdecken der Klebstoffschicht (100) mit einer zweiten weiteren Schicht (150) auf der ersten weiteren Oberfläche (130) der ersten Schicht (110);
VII) Übertragen der Klebstoffschicht (100) von der ersten weiteren Schicht (140) auf ein Substrat (210);
VIII) Übertragen der Klebstoffschicht (100) von der ersten weiteren Schicht (140) auf mindestens einen Teil einer Bauteiloberfläche (230) eines Bauteils (220);
IX) Übertragen der Klebstoffschicht (100) von der ersten weiteren Schicht (140) auf eine dritte weitere Schicht (160).
Verwendung eines Klebstoffs nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder einer Klebstoffschicht nach einem der Ansprüche 8 bis 10 zur Befestigung eines Produktes auf einem Gegenstand oder auf der Haut eines Lebewesens.
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