DE10159782A1 - Bindemittelagglomerat, Verfahren zu dessen Herstellung und dessen Verwendung - Google Patents
Bindemittelagglomerat, Verfahren zu dessen Herstellung und dessen VerwendungInfo
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein teilchenförmiges Bindemittelagglomerat, mindestens enthaltend ein natürliches oder synthetisches Polysaccharid und ein synthetisches Polymerisat, wobei eine 5 gew.-%ige wäßrige Lösung oder Dispersion der Teilchen mit einem oberhalb eines mittleren Teilchengrößenintervalls (Tm) liegenden Teilchendurchmesser und eine wäßrige Dispersion der Teilchen mit einem unterhalb eines mittleren Teilchengrößenintervalls (Tm) liegenden Teilchendurchmesser nach einer Auflösungszeit von 1 h oder weniger jeweils eine Viskosität aufweisen, die um weniger als 20% von der jeweils anderen Viskosität abweicht. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung derartiger teilchenförmiger Bindemittelagglomerate sowie deren Verwendung.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein teilchenförmiges Bindemittelagglomerat,
mindestens enthaltend ein natürliches oder synthetisches Polysaccharid und ein
synthetisches Polymerisat, wobei eine 5gew.-%ige wäßrige Lösung oder Dispersion der
Teilchen mit einem oberhalb eines mittleren Teilchengrößenintervalls (Tm) liegenden
Teilchendurchmesser und eine wäßrige Dispersion der Teilchen mit einem unterhalb eines
mittleren Teilchengrößenintervalls (Tm) liegenden Teilchendurchmesser nach einer
Auflösungszeit von 1 h oder weniger jeweils eine Viskosität aufweisen, die um weniger als
20% von der jeweils anderen Viskosität abweicht. Weiterhin betrifft die vorliegende
Erfindung ein Verfahren zur Herstellung derartiger teilchenförmiger
Bindemittelagglomerate sowie deren Verwendung.
Bindemittel, die ein natürliches oder synthetisches Polysaccharid und ein synthetisches
Polymerisat enthalten, sind im wesentlichen bekannt. Derartige Bindemittelgemische
werden zum Kleben, Verfestigen oder Dichten eingesetzt. Konkrete Beispiele für derartige
Anwendungen sind beispielsweise Kleister, Dispersionsklebstoffe, Grundierungen für
mineralische Untergründe und dergleichen. Die obengenannten Bindemittel, insbesondere
deren pulverförmige Zubereitungen, werden besonders dann zur Herstellung der genannten
Produkte eingesetzt, wenn eine Zubereitung der Produkte am Anwendungsort durch
einfaches Vermischen mit Wasser möglich und insbesondere vom Anwender durchführbar
und erwünscht ist. Der Einsatz solcher Bindemittel bei der Herstellung von Klebstoffen
wird insbesondere dann bevorzugt, wenn die Einsatzart der Klebstoffe die Verwendung
von vom Anwender selbst zubereiteten Klebstoffen zuläßt. Die Verwendung solcher
Bindemittel spart in der Regel Transportkosten, da das Gewicht des Wassers wegfällt.
Häufig werden derartige Bindemittel zum flächigen Beschichten eines Untergrunds mit
Papier oder anderen Belägen eingesetzt. Eine besonders häufig anzutreffende Verwendung
solcher Bindemittel sind Tapetenkleister, die bei der dekorativen Beschichtung von
Wänden oder Decken in Innenräumen eingesetzt werden.
Wenn derartige Bindemittel vom Anwender selbst in eine zur Anwendung geeignete Form
gebracht werden sollen ist es erforderlich, daß sie eine Reihe von Anforderungen erfüllen,
die zum einen die Handhabbarkeit der Bindemittel und zum anderen eine möglichst
konstante Produktqualität sowohl im Hinblick auf die Bindemittel selbst als auch auf die
aus solchen Bindemitteln herstellbaren Produkte betreffen. Derartige Anforderungen
beziehen insbesondere die Portionierbarkeit bei konstanter Produktqualität innerhalb der
einzelnen Portionen, die Staubfreiheit beim Verwenden, beispielsweise beim Portionieren
der Bindemittel sowie das Lösungsverhalten der Bindemittel ein. Häufig neigen derartige
Bindemittel nämlich zur Verklumpung beim Einrühren in Wasser, wodurch entweder
inakzeptabel hohe Zeiträume zur Beseitigung der Klumpen erforderlich sind oder aber die
Klumpen sich überhaupt nicht auflösen. Bei der Verwendung eines solche Klumpen
enthaltenden Produkts ergeben sich jedoch Nachteile im Hinblick auf optische oder
technische Störungen. Wenn beispielsweise ein Tapetenkleister solche Klumpen aufweist,
kann es insbesondere bei der Verklebung von glatten, unstrukturierten Tapeten zu
Störungen in der Oberflächenstruktur kommen.
Weiterhin ist eine möglichst schnelle Einsetzbarkeit eines mit Hilfe der genannten
Bindemittel erhaltenen Produkts gefordert. Hierbei wird insbesondere auf eine möglichst
schnelle Löslichkeit oder Dispergierbarkeit verbunden mit einem möglichst schnellen
Viskositätsaufbau des Produkts Wert gelegt, wobei trotz eines möglichst schnellen
Viskositätsaufbaus noch eine klumpenfreie Auflösung oder Dispersion des Bindemittels
erfolgen soll.
Häufig wird auch eine möglichst einfache Portionierung der Bindemittel gefordert, um
gegebenenfalls auch Produktmengen zubereiten zu können, die nur einen bestimmten
Bruchteil eines im Handel befindlichen Packungsvolumens der Bindemittel erfordern. Bei
derartigen Portionierungen es jedoch erforderlich, daß alle aus dem Packungsvolumen
entnommenen Portionen eine weitgehend identische Zusammensetzung aufweisen, so daß
eine in bezug auf unterschiedliche Portionen und Portioniermengen identische
Produktqualität nach Herstellung des Produkts durch den Anwender resultiert.
Die in den obengenannten Bindemitteln vorliegenden Bestandteile, nämlich mindestens ein
natürliches oder synthetisches Polysaccharid und mindestens ein synthetisches
Polymerisat, neigen innerhalb der Bindemittelgemische aufgrund unterschiedlicher
Teilchengröße und unterschiedlicher Dichte und Oberflächenstruktur der Teilchen zur
Entmischung. Wenn vom Anwender nun eine Portionierung derartiger
Bindemittelgemische vorgenommen wird, so können unterschiedliche Portionen eines
entmischten Bindemittelgemischs unterschiedliche Zusammensetzungen aufweisen, die zu
Produkten mit unterschiedlichen Anwendungseigenschaften führen. Dies ist jedoch
unerwünscht, da der Anwender auch bei einer Portionierung der Bindemittel eine
gleichbleibende und verläßliche Produktqualität erzielen soll.
Darüber hinaus weisen derartig entmischte Bindemittelzusammensetzungen in der Regel
einen hohen Anteil an staubbildenden Bestandteilen auf, die vom Anwender bei der
Herstellung des Endprodukts als störend empfunden werden. Weiterhin führen solche
Bestandteile bereits beim Abfüllen der Bindemittelzusammensetzungen in eine
Verpackung zu einer hohen Staubentwicklung, die entweder aufwendige Maßnahmen zur
Staubvermeidung erfordern oder zu einer erhöhten Staubbelastung der mit der Abfüllung
der Bindemittel befaßten Personen führen.
In der Vergangenheit wurden verschiedene Maßnahmen vorgeschlagen, die obengenannten
Probleme zu vermeiden.
So beschreibt beispielsweise die EP-B 0 541 526 rieselfähige, schnell aufschließende
Trockenpulver mit Klebstoffcharakter, ein Verfahren zu deren Herstellung und deren
Verwendung. Die Druckschrift beschreibt, daß sogenannte Spezialkleister ein Gemenge an
Bindemitteln aufweisen, die aufgrund unterschiedlicher Partikelgröße und -dichte zur
Entmischung und beim Einrühren in Wasser zur Staubentwicklung neigen. Zur
Vermeidung dieses Effekts werden in der Druckschrift Trockenpulver vorgeschlagen, die
eine Kornstruktur aufweisen, bei welcher der wenigstens überwiegende Anteil des
körnigen Trockenguts geschlossene Kerne eines nicht-ionogenen Celluloseethers aufweist,
die von einer Hülle eines Redispersionspolymeren umfaßt und mit dieser haftfest
verbunden sind. Die Herstellung derartiger Trockenpulver erfolgt dadurch, daß man
nichtionogene Celluloseether als Pulver oder wäßrige Pulveraufschlämmung mit einer
wäßrigen Polymerdispersion innig vermengt, wobei die wäßrige Phase auf einer
Temperatur oberhalb des Trübungspunkts der eingesetzten nicht-ionogenen Celluloseether
gehalten wird und das derart gewonnene wäßrige Stoffgemisch unter Einhaltung
bestimmter Temperaturbedingungen einer Sprühtrocknung unterworfen wird. Die dadurch
erhaltenen Produkte weisen mittlere Teilchendurchmesser im Bereich von etwa 50 bis etwa
500 µm auf. Nachteilig wirkt sich hier der hohe technische Aufwand für das beschriebene
Verfahren sowie die Limitierung der Obergrenze für die erzielbare Partikelgröße auf etwa
1-2 mm aus.
Die WO 99/03945 betrifft Agglomerate zur Herstellung eines wäßrigen
Bindemittelsystems, die mindestens ein hydrophiles Sprengmittel enthalten, das in Wasser
unlöslich ist und einen Quelldruck erzeugt. Zur Herstellung der genannten Stoffe werden
die Ausgangsverbindungen als Pulver oder Agglomerate mit einer Korngröße von 0,01 bis
3 mm eingesetzt und anschließend unter Anwendung von Druck zum Agglomerat geformt.
Die Formung des Agglomerats wird durch Pressen, beispielsweise Stempelpressen oder
Walzenpressen hergestellt. Der dabei angewandte Druck soll weniger als 10 kN/cm2
betragen. Eine anschließende Vermahlung der so erhaltenen Agglomerate findet nicht statt.
Die beschriebene Vorgehensweise und die beschriebenen Bindemittelagglomerate weisen
jedoch verschiedene Nachteile auf. So ist beispielsweise die Ausbeute an Gutkorn beim
beschriebenen Verfahren in der Regel nicht vollständig befriedigen. Darüber hinaus weisen
die mit Sieb abgetrennten Bestandteile häufig eine von der ursprünglich eingesetzten
Zusammensetzung abweichendes Mischungsverhältnis auf, so da diese Teile nicht mehr
problemlos in den Produktionsprozeß zurückgeführt werden können. Weiterhin müssen die
einzelnen Agglomerate üblicherweise zur Verhinderung von Abrieb einzeln verpackt
werden.
Die WO 97/27258 betrifft ein poröses Formteil zur Herstellung eines wäßrigen
Bindemittelsystems. Das beschriebene, poröse Formteil weist vorzugsweise eine
zylindrische Form mit porösen Rändern auf. Zum einen ist jedoch die Herstellung der
Formteile aufgrund des Einsatzes von Mikrowellentechnik sehr aufwendig, zum anderen
werden in der Druckschrift keine Formteile mit einer Teilchengröße beschrieben, die in
einem Bereich von etwa 0,01 bis etwa 10 mm liegen. Der Einsatz größerer Formteile,
insbesondere der in der Druckschrift beschriebenen Tabletten, stößt jedoch bei manchen
Verbrauchern auf Vorbehalte.
Die EP-B 0 311 873 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines als Kleisterbasis
geeigneten Trockenprodukts in Schuppen- oder Granulatform. Die Herstellung des
beschriebenen Trockenprodukts erfolgt durch Erhitzen einer 30 bis 80 Gew.-% Wasser
enthaltenen Mischung aus einem Celluloseether, einem Stärkederivat und einem in Wasser
dispergierbaren bzw. wasserlöslichen Polymeren in dünner Schicht auf Flächen durch
Erhitzen auf 80 bis 200°C. Beschrieben wird beispielsweise eine Walzentrocknung, bei
der das Produkt ohne Druck auf einer erhitzten Walze getrocknet wird. Nachteilig wirkt
sich auch bei dem hier beschriebenen Verfahren aus, daß die erhaltenen Schüttgewichte
niedrig sind, was einen Mehraufwand an Verpackung bedeutet. Darüber hinaus läßt sich
der Anteil an Methylcellulose nicht beliebig erhöhen, da mit zunehmendem Anteil an
Methylcellulose das Schüttgewicht stark verringert wird.
Es bestand daher ein Bedürfnis nach Bindemittelagglomeraten, die eine gute
Portionierbarkeit, einen besonders geringen Staubanteil, ein ausgezeichnetes
Lösevermögen und eine über alle Teilchengrößen der Bindemittelagglomerate
gleichbleibende Qualität und Zusammensetzung aufweisen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand demnach darin, derartige
Bindemittelagglomerate, ein Verfahren zu deren Herstellung sowie deren Verwendung zur
Verfügung zu stellen. Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein teilchenförmiges
Bindemittelagglomerat, ein Verfahren zu dessen Herstellung sowie dessen Verwendung,
wie im nachfolgenden Text beschrieben, gelöst.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist damit ein Teilchenförmiges
Bindemittelagglomerat, mindestens enthaltend ein natürliches oder synthetisches
Polysaccharid und ein synthetisches Polymerisat, wobei eine 5gew.-%ige wäßrige Lösung
oder Dispersion der Teilchen mit einem oberhalb der mittleren Teilchengröße (D50)
liegenden Teilchendurchmesser und eine wäßrige Dispersion der Teilchen mit einem
unterhalb der mittleren Teilchengröße (D50) liegenden Teilchendurchmesser nach einer
Auflösungszeit von 1 h oder weniger jeweils eine Viskosität aufweisen, die um weniger als
20% von der jeweils anderen Viskosität abweicht.
Unter einem "Bindemittelagglomerat" wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine
mehr oder weniger poröse, für den praktischen Gebrauch ausreichend fest
zusammenhängende Ansammlung aus pulverförmigen Stoffen verstanden. Solche
Agglomerate können unregelmäßig geformte Teilchen sein, sie müssen also keine
regelmäßige geometrische Form haben, sondern können vielmehr uneben sein oder gar
zackige Oberflächen aufweisen. Als Agglomerate werden im Rahmen der vorliegenden
Erfindung jedoch auch solche Teilchen bezeichnet, die eine regelmäßige Form mit ebenen
oder abgerundeten Oberflächen haben.
Die erfindungsgemäßen Bindemittelagglomerate enthalten Stoffe, die sich zur Herstellung
von wäßrigen Bindemittelsystemen eigenen. Unter einem wäßrigen Bindemittelsystem
sind Lösungen oder Dispersionen zu verstehen, die zum Kleben, Dichten, Verfestigen oder
allgemein zur Oberflächenbehandlung geeignet sind. Konkrete Beispiele für derartige
Lösungen oder Dispersionen sind Kleister, Dispersionsklebstoffe, Grundierungen für
mineralische Untergründe und dergleichen.
Die erfindungsgemäßen teilchenförmigen Bindemittelagglomerate müssen zum Erhalt
eines gebrauchsfertigen Produkts, beispielsweise eine Kleisters, eines
Dispersionsklebstoffs, eines Dichtmittels oder einer Grundierung für mineralische
Untergründe, vom Anwender zunächst mit einer geeigneten Menge Wasser vermischt, das
heißt, darin aufgelöst oder darin dispergiert werden.
Die erfindungsgemäßen, teilchenförmigen Bindemittelagglomerate weisen im Rahmen der
vorliegenden Erfindung vorzugsweise eine Größe von mindestens etwa 0,01 und höchstens
etwa 50 mm, beispielsweise etwa 0,05 bis etwa 20 mm auf. Im Rahmen einer bevorzugten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weisen die Agglomerate eine Teilchengröße
von etwa 0,1 bis etwa 8 oder etwa 0,4 bis etwa 6 mm auf. Für bestimmte Anwendungen
können sowohl die Ober- als auch die Untergrenze, beispielsweise durch geeignete
Siebverfahren, auf Zwischenwerte der genannten Grenzen eingestellt werden. So kann
beispielsweise die Untergrenze für die Mindestteilchengröße der erfindungsgemäßen
Bindemittelagglomerate bei etwa 0,5, 0,8, 1,2, 1,5, 2,0, 2,5 oder 3 mm liegen. Die
Obergrenze für die Teilchengröße der erfindungsgemäßen Bindemittelagglomerate kann
beispielsweise bei 5,5, 5, 4,5, 4, 3,5 oder 3,2 mm liegen.
Der Begriff "Teilchengröße" betrifft im Rahmen der vorliegenden Erfindung die
tatsächliche Größe der einzelnen erfindungsgemäßen Bindemittelagglomeratteilchen. Je
nach Herstellungsverfahren weisen die Bindemittelagglomeratteilchen eine bestimmte
Verteilung der Teilchengrößen innerhalb eines bestimmten Bereichs auf. Wenn die
erfindungsgemäßen Bindemittelagglomeratteilchen beispielsweise durch ein geeignetes
Formgebungsverfahren in einer im wesentlichen gleichen Größe hergestellt werden, so
kann die Verteilung der Teilchengrößen eng sein, beispielsweise um etwa 10% oder etwa
5% um eine mittlere Teilchengröße (D50) abweichen. Wenn die erfindungsgemäßen
Bindemittelagglomeratteilchen beispielsweise durch Vermahlen eines vorkompaktierten
Bindemittelagglomerats hergestellt werden, so kann die Teilchengrößenverteilung deutlich
breiter sein, beispielsweise etwa 1000% oder etwa 500% um einen bestimmten Mittelwert
der Teilchengrößenverteilung abweichen. So kann ein erfindungsgemäßes
Bindemittelagglomerat beispielsweise Teilchen in einer Größe von etwa 0,4 bis etwa 6 mm
oder etwa 1, 2 bis 3 mm aufweisen.
Die mittlere Teilchengröße D50 der Bindemittelteilchen bedeutet im Rahmen des
vorliegenden Textes diejenige Teilchengröße, bei der 50% der Teilchen einen größeren
Durchmesser als D50 und 50% der Teilchen einen kleineren Durchmesser als D50
aufweisen.
Die Messung der mittleren Teilchengröße (D50) erfolgt im allgemeinen durch nach dem
Prinzip der Lichtstreuung arbeitende Partikelgrößenanalysatoren der Fa. Coulter,
beispielsweise Coulter-Laserdiffraktometer.
In der Praxis ist die Bestimmung des D50-Werts jedoch oft hinderlich. Häufiger wird auf
eine Größenbestimmung durch Siebfraktionierung der Teilchen in mehrere Fraktionen
zurückgegriffen, wobei sich anstatt eines Werts D50 in Abhängigkeit von der Zahl der
Siebfraktionen verschiedene Größenintervalle ergeben. Für jedes Größenintervall wird
dabei der Gewichtsanteil der innerhalb dieses Intervalls liegenden Teilchen im Verhältnis
zum Gesamtgewicht der gemessenen Teilchen angegeben. Das erste und da letzte Intervall
weisen dabei naturgemäß nur eine Intervallgrenze auf und sind nach oben bzw. unten nur
durch das größte bzw. kleinste tatsächlich im Teilchengemisch vorliegende Teilchen
begrenzt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird nun ein Wert Tm als mittleres
Teilchengrößenintervall definiert. Zur Bestimmung von Tm müssen mindestens drei
Siebfraktionen vorliegen, wobei die Fraktion mit der geringsten Teilchengröße und die
Fraktion mit der größten Teilchengröße jeweils mindestens 2 Gew.-% der gesamten
Teilchen aufweisen müssen. Bei einer ungeraden Anzahl von Siebfraktionen,
beispielsweise Fraktionen 1, 2 und 3, wird nun die Zahlenmäßig mittlere Fraktion (im
Beispiel: Fraktion 2) als Tm gesetzt. Wenn die Zahl der Fraktionen gerade ist,
beispielsweise Fraktionen 1, 2, 3 und 4, so wird Tm als Einzelwert bestimmt, nämlich als
diejenige Größe, bei der eine Trennung von Fraktion 2 und Fraktion 3 stattgefunden hat.
Vorzugsweise wird bei der Bestimmung von Tm so vorgegangen, daß der Anteil an
Teilchen mit einem jeweils unterhalb und oberhalb von Tm liegenden Wert jeweils
mindestens etwa 3, 4 oder 5 Gew.-% oder mehr, beispielsweise mehr als etwa 10, 15, 20,
25 oder 30 Gew.-% beträgt. Wenn mit einer großen Zahl von Fraktionierungssieben
gearbeitet wurde, lassen sich zu diesem Zweck beispielsweise mehrere
aufeinanderfolgende oder nicht aufeinanderfolgende untere Fraktionen und mehrere
aufeinanderfolgende oder nicht aufeinanderfolgende obere Fraktionen zusammenfassen.
Die Teilchengrößenverteilung der erflndungsgemäßen Bindemittelagglomerate kann nach
der Herstellung durch geeignete Verfahren auf einen bestimmten Wert eingestellt werden.
Ein besonders geeignetes Verfahren ist das Sieben der Agglomeratteilchen. Im Rahmen
einer bevorzugten Ausführungsform werden nach der Herstellung der
Bindemittelagglomeratteilchen Teilchen mit einer Größer von weniger als etwa 0,1 mm,
vorzugsweise weniger als 0,2, 0,3 oder 0,4 mm durch Sieben aussortiert.
Die erfindungsgemäßen Bindemittelagglomerate weisen aufgrund ihrer Zusammensetzung
und ihres Herstellungsverfahrens den Vorteil auf, daß Fraktionen unterschiedlicher
Teilchengrößen eine im wesentlichen identische oder zumindest so ähnliche
Zusammensetzung aufweisen, daß einzelne Fraktionen mit einer bestimmten
Teilchengröße jeweils ein in seinen Anwendungseigenschaften identisches oder wenigstens
nahezu identisches Profil aufweisen.
Zur Überprüfung, ob ein identisches oder wenigstens nahezu identisches
Anwendungsprofil vorliegt, wird im Rahmender vorliegenden Erfindung die Bestimmung
der Viskosität einer 5gew.-%igen wäßrigen Lösung oder Dispersion einer bestimmten
Fraktion mit einer bestimmten Teilchengröße oder eines Gemischs verschiedener
Fraktionen unterschiedlicher Teilchengröße herangezogen. Die erfindungsgemäßen
Bindemittelagglomerate zeichnen sich dadurch aus, daß eine 5gew.-%ige wäßrige Lösung
oder Dispersion der Teilchen mit einem oberhalb eines mittleren Teilchengrößenintervalls
(Tm) liegenden Teilchendurchmesser und eine 5gew.-%ige wäßrige Lösung oder
Dispersion der Teilchen mit einem unterhalb des mittleren Teilchengrößenintervalls (Tm)
liegenden Teilchendurchmesser nach einer Auflösungszeit von 1 h oder weniger jeweils
eine Viskosität aufweisen, die um weniger als 20% von der jeweils anderen Viskosität
abweicht.
Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weisen die
erfindungsgemäßen Bindemittelagglomerate bei einer noch weitergehenden Verfeinerung
der Einteilung der Größenfraktionen ebenfalls eine nur gering voneinander abweichende
Viskosität auf. So ist es beispielsweise bevorzugt, wenn bei einer Aufteilung der
erfindungsgemäßen Bindemittelagglomerate in drei, vier, fünf, sechs oder mehr Fraktionen
mit unterschiedlicher Teilchengrößenverteilung eine jeweils 5gew.-%ige wäßrige Lösung
oder Dispersion der Teilchen die obengenannten Anforderungen im Hinblick auf die
Abweichung der Viskosität erfüllt. Es ist dabei besonders bevorzugt, wenn die
Viskositätsabweichung weniger als etwa 15%, beispielsweise weniger als etwa 10 oder
weniger als etwa 5% beträgt. Die ähnlichen oder identischen Viskositäten der einzelnen
Fraktionen unterschiedlicher Teilchengröße stellen sich vorzugsweise bereits nach einer
Auflösungszeit von weniger als 50 Minuten oder weniger als 30 Minuten oder weniger als
10 Minuten ein.
Die Viskosität der einzelnen Fraktionen wird dabei gemäß Brookfield RVT, 20 Upm, 20°C
gemessen. Die Wahl einer für den zu messenden Viskositätsbereich geeigneten Spindel ist
dem Fachmann bekannt.
Die erfindungsgemäßen teilchenförmigen Bindemittelagglomerate enthalten mindestens
ein natürliches oder synthetisches Polysaccharid. Als natürliche oder synthetische
Polysaccharide eignen sich beispielsweise Stärke oder Cellulose sowie deren durch
geeignete Verfahren erhältliche, an einer oder mehreren OH-Gruppen substituierte
Derivate.
Als Stärke oder als Basis der Stärkederivate eignen sich sämtliche Stärketypen wie
Kartoffelstärke, Maisstärke, Weizenstärke, Reisstärke, Milostärke, Tapiokastärke oder
Gemische aus zwei oder mehr der genannten Stärken und dergleichen. Im Rahmen einer
bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden Stärke oder
Stärkederivate auf Basis von Kartoffel- oder Maisstärke oder deren Gemische eingesetzt.
Die Stärke sollte wasserlöslich, eventuell zumindest wasserquellbar sein. Insbesondere ist
im Rahmen der vorliegenden Erfindung modifizierte Stärke geeignet, wobei eine
entsprechende Modifikation durch physikalische oder geringe chemische Einwirkung
zustande kommt. Konkrete Beispiele für derartige Stärkederivate sind partiell abgebaute
Stärke und Quellstärke.
Die Stärkederivate sollten insbesondere wasserlöslich bzw. zumindest wasserquellbar sein.
In diesem Zusammenhang sind insbesondere Stärkeester oder Stärkeether geeignet, vor
allem carboxylierte oder alkoxylierte Stärken. Als carboxylierte oder alkoxylierte Stärken
eignen sich sämtliche entsprechend modifizierte, bereits oben genannte natürliche
Stärketypen. Brauchbare Stärkederivate weisen einen Carboxylierungsgrad von etwa 0,1
bis etwa 2,0 oder einen Alkoxylierungsgrad von etwa 0,05 bis etwa 1,5 auf. Geeignete
Stärkederivate können auch mit difunktionellen Verbindungen vernetzt sein, wie sie
beispielsweise aus der EP-B 0 311 873 (Seite 3, Zeile 49 bis Seite 4, Zeile 5) bekannt sind.
Als Celluloseverbindungen eignen sich neben der natürlichen Cellulose insbesondere die
Celluloseether. Geeignet sind beispielsweise Carboxymethylcellulose (CMC),
Carboxymethylmethylcellulose (CMMC), Ethylcellulose (EC), Hydroxypropylcellulose
(HPC), Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC), Hydroxybutylcellulose (HBC),
Hydroxybutylmethylcellulose (HBMC), Hydroxyethylcellulose (HEC),
Hydroxyethylcarboxymethylcellulose (HECMC), Hydroxyethylethylcellulose (HEEC),
Hydroxypropylcellulose (HPC), Hydropropylcarboxymethylcellulose (HPCMC),
Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC), Hydroxyethylmethylcellulose (HEMC),
Methylhydroxyethylcellulose (MHEC), Methylhydroxyethylpropylcellulose (MHEPC),
Methylcellulose (MC) und Propylcellulose (PC), wobei Carboxymethylcellulose,
Methylcellulose, Methylhydroxycellulose und Methylhydroxypropylcellulose sowie
Gemische aus zwei oder mehr davon sowie die Alkalisalze der CMC und die leicht
ethoxylierte MC oder Gemische aus zwei oder mehr der genannten Verbindungen.
Die genannten Cellulosederivate können leicht vernetzt sein, damit sie bei einem pH-Wert
von über 8 löslich sind und die Lösung in Wasser verzögert wird. Die Vernetzung kann
beispielsweise in bekannter Weise durch Glyoxal-Addition erfolgen.
Neben den beschriebenen Polysacchariden und deren Derivaten enthält ein
erfindungsgemäßes Bindemittelagglomerat noch mindestens ein synthetisches Polymerisat.
Derartige synthetische Polymerisate werden beispielsweise zur Verstärkung der Klebkraft
bzw. zur Verbesserung der Wasserfestigkeit eines unter Verwendung eines aus einem
erfindungsgemäßen Bindemittelagglomerat erhältlichen Produkts erhaltenen Endprodukts
zu gewährleisten. Als synthetische Polymerisate eignen sich im Rahmen der vorliegenden
Erfindung insbesondere redispergierbare Dispersionspulver von vollsynthetischen
Polymeren (Basispolymerisate). Grundsätzlich handelt es sich dabei um Homo- und
Copolymerisate von Vinylalkohol, Vinylestern, Styrol, Acrylsäureestern und Vinylchlorid.
Als Basispolymerisat geeignete Vinylesterpolymerisate sind beispielsweise Vinylacetat-
Homopolymere, Copolymere des Vinylacetats mit Ethylen- und/oder Vinylchlorid
und/oder weiteren Vinylestern wie Vinyllaurat, Versaticsäurevinylestern, Vinylpivalat oder
Estern von Maleinsäure oder Fumarsäure oder Copolymere aus zwei oder mehr der
genannten Monomeren oder Homopolymerisate von Vinylestern von gesättigten C3-8-
Alkylcarbonsäuren oder deren Copolymerisate mit Ethylen, Vinylchlorid oder weiteren
Vinylestern.
Die obengenannten Acrylsäureester, Methacrylsäureester oder Styrolpolymerisate leiten
sich aus der Polymerisation von Styrol oder Estern der Acrylsäure oder Methacrylsäure ab.
Als Ester der Acrylsäure oder Methacrylsäure werden vorzugsweise Ester mit
geradkettigen oder verzweigten oder cyclischen aliphatischen Alkoholen mit 1 bis 20 C-
Atomen eingesetzt. Weitere Styprolpolymerisate können beispielsweise Copolymerisate
von Styrol mit einem oder mehreren weiteren Monomeren sein. Geeignet sind
beispielsweise Styrol-Butadiencopolymerisate. Als Vinylchlorid-Polymerisate sind
Vinylchlorid-Ethylencopolymere geeignet.
Vorzugsweise werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Redispersionspulver
Vinylacetat-Homopolymere, Vinylacetat-Ethylen-Copolymere oder Copolymere von
Vinylestern von gesättigten C3-8-Alkylcarbonsäuren und Ethylen mit einem Ethylengehalt
von 1 bis etwa 40 Gew.-% Ethylen und 0 bis etwa 40 Gew.-% weiteren Vinylestern aus der
Gruppe der Vinylester von gesättigten C3-8-Alkylcarbonsäuren oder Vinylchlorid oder
Gemischen aus zwei oder mehr davon, Styrolacrylate wie Styrol-Butylacrylat oder Styrol-
Ethylhexylacrylat mit einem Styrolgehalt von 1 bis etwa 70 Gew.-% eingesetzt. Diese
redispergierenden Polymerisate werden üblicherweise durch Sprühtrocknung von
Polymerdispersionen in Sprühtürmen hergestellt.
Es kann zweckmäßig sein, wenn im Rahmen der vorliegenden Erfindung die
erfindungsgemäßen Bindemittelagglomerate zwei oder mehr der genannten synthetischen
Polymerisate enthalten.
Im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
werden als Polymerisatteilchen Gemische aus einem Homopolymerisat und einem
Copolymerisat eingesetzt. Als Homopolymerisat geeignet sind die bereits obengenannten
Homopolymerisate, insbesondere jedoch Homopolymerisate von Vinylestern,
vorzugsweise Polyvinylacetat. Als Copolymerisate sind ebenfalls die obengenannten
Copolymerisate geeignet. Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform werden in den
genannten Gemischen von zwei oder mehr Polymerisatteilchen jedoch Copolymere von
Ethylen und Vinylacetat, Vinylacetat und Vinylversatat oder Terpolymere, insbesondere
Ethylen-Vinylacetat-Acrylat-Terpolymere eingesetzt.
Der Anteil an Homopolymerisaten in derartigen Gemischen von Polymerisatteilchen
beträgt vorzugsweise mindestens etwa 20 Gew.-%, vorzugsweise jedoch 40 Gew.-% oder
mehr, beispielsweise mindestens etwa 50 Gew.-%. Geeignete Mischungsverhältnisse von
Homopolymerisaten und Copolymerisaten sind beispielsweise etwa 75 : 25 oder etwa 80 : 20.
Die erfindungsgemäßen Bindemittelagglomerate können neben den genannten
Inhaltsstoffen, nämlich mindestens einem natürlichen oder synthetischen Polysaccharid
und mindestens einem synthetischen Polymerisat noch weitere Zusatzstoffe enthalten.
Geeignete Zusatzstoffe sind beispielsweise Verbindungen, die eine Alkalisierung des durch
Auflösen der erfindungsgemäßen wasserlöslichen Zubereitungen herstellbaren Klebstoffs
bewirken. Hierzu zählen beispielsweise Ammonium-, Alkali- und/oder
Erdalkalimetallhydroxide, die wasserlöslichen, vorzugsweise pulverförmigen
Alkalimetallsilikate (Wasserglas), insbesondere Natrium- oder Kaliumwasserglas sowie
Ammoniak und Amine oder basische Salze und Neutralsalze, die sich von starken und
schwachen Säuren ableiten. Hierzu gehören beispielsweise die Alkalisalze der Kohlensäure
oder der Carbonsäuren oder der tertiären Phosphate. Ebenfalls geeignet sind die Salze,
insbesondere die Alkalisalze organischer Säuren wie Natriumformiat, Natriumacetat oder
Natriumcitrat. Die genannten Verbindungen können alleine oder als Gemisch aus zwei
oder mehr davon eingesetzt werden.
Wenn im Rahmen der Auflösung der erfindungsgemäßen wasserlöslichen Zubereitungen
eine Alkalisierung erfolgen soll, dann beträgt der Anteil der obengenannten Zusatzstoffe an
den gesamten erfindungsgemäßen Bindemittelagglomeraten im allgemeinen etwa 0,1 bis
etwa 2 Gew.-%.
Weiterhin als Zusatzstoffe geeignet sind Netz- und Konservierungsmittel,
Konsistenzbildner und Zusatzkomponenten mit Klebkraft wie Dextrine, ionogene
Celluloseether oder sonstige wäßrige Polymerzubereitungen oder Gemische aus zwei oder
mehr der genannten Zusatzstoffe. Ebenfalls als Zusatzstoffe geeignet sind Hilfsstoffe wie
Anti-Verbackmittel, beispielsweise Rutil (TiO2), Kreide, Kalkmehl, gefällte Kieselsäure,
pyrogene Kieselsäure, Zeolithe, Bentonite, Gips oder Anhydrit.
Erfindungsgemäße Bindemittelagglomerate enthalten beispielsweise bis zu etwa 20 Gew.-%
derartiger Zusatzstoffe.
Weiterhin kann ein erfindungsgemäßes Bindemittelagglomerat noch Additive enthalten.
Als Additive eignen sich insbesondere wasserlösliche nichtionische Polymere aus der
Gruppe der Polyvinylpyrrolidone, Vinylpyrrolidon/Vinylester-Copolymere, wasserlösliche
amphotere Polymere aus der Gruppe der Alkylacrylamid/Acrylsäure-Copolymere,
Alkylacrylamid/Methacrylsäure-Copolymere, Alkylacrylamid/Methylmetharylsäure-
Copolymere, Alkylacrylamid/Acrylsäure/Alkylaminoalkyl(meth)acrylsäure-Copolymere,
Alkylacrylamid/Methacrylsäure/Alkylaminoalkyl(meth)acrylsäure-Copolymere,
Alkylacrylamid/Methylmethacrylsäure/Alkylaminoalkyl(meth)acrylsäure-Copolymere,
Alkylacrylamid/Alkylmethacrylat/Alkylaminoethylmethacrylat/Alkylmethacrylat
Copolymere, Copolymere aus ungesättigten Carbonsäuren, kationisch derivatisierten
ungesättigten Carbonsäuren, gegebenenfalls weiteren ionischen oder nichtionogenen
Monomeren, wasserlösliche zwitterionische Polymere aus der Gruppe der
Acrylamidoalkyltrialkylammoniumchlorid/Acrylsäure-Copolymere sowie deren Alkali-
und Ammoniumsalze, Acrylamidoalkyltrialkylammoniumchlorid/Methacrylsäure-
Copolymere sowie deren Alkali- und Ammoniumsalze,
Methacroylethylbetain/Methacrylat-Copolymere, wasserlösliche anionische Polymere aus
der Gruppe der Vinylacetat/Crotonsäure-Copolymere, Vinylpyrrolidon/Vinylacrylat-
Copolymere, Acrylsäure/Ethylacrylat/N-tert.-Butylacrylamid-Terpolymere, Pfropfpolymere
aus Vinylestern, Estern von Acrylsäure oder Methacrylsäure allein oder im Gemisch,
copolymerisiert mit Crotonsäure, Acrylsäure oder Methacrylsäure mit Polyalkylenoxiden
und/oder Polyalkylenglycolen, gepfropfte und vernetzte Copolymere aus der
Copolymerisation von mindestens einem Monomeren vom nicht-ionischen Typ,
mindestens einem Monomeren vom ionischen Typ, von Polyethylenglycol und einem
Vernetzer durch Copolymerisation mindestens eines Monomeren jeder der drei folgenden
Gruppen erhaltenen Copolymere, Ester ungesättigter Alkohole und kurzkettiger gesättigter
Carbonsäuren und/oder Ester kurzkettiger gesättigter Alkohole und ungesättigter
Carbonsäuren, ungesättigte Carbonsäuren, Ester langkettiger Carbonsäuren und
ungesättigter Alkohole und/oder Ester aus den Carbonsäuren der Gruppe mit gesättigten
oder ungesättigten, geradkettigen oder verzweigten C8-18-Alkoholen, Terpolymere aus
Crotonsäure, Vinylacetat und einem Allyl- oder Methallylester, Tetra- und Pentapolymere
aus Crotonsäure oder Allyloxyessigsäure, Vinylacetat oder Vinylpropionat, verzweigten
Allyl- oder Methallylestern, Vinylethern, Vinylestern oder geradkettigen Allyl- oder
Methallylestern, Crotonsäure-Copolymere mit einem oder mehreren Monomeren aus der
Gruppe Ethylen, Vinylbenzol, Vinylmethylether, Acrylamid und deren wasserlöslicher
Salze, Terpolymere aus Vinylacetat, Crotonsäure und Vinylestern einer gesättigten
aliphatischen in α-, β- oder γ-Stellung verzweigten Monocarbonsäure, wasserlöslichen
kationische Polymeren aus der Gruppe der quaternierten Cellulose-Derivate, Polysiloxane
mit quaternären Gruppen, kationischen Guar-Derivate, polymeren
Dimethyldiallylammoniumsalze und deren Copolymere mit Estern und Amiden von
Acrylsäure und Methacrylsäure, Copolymere des Vinylpyrrolidons mit quaternierten
Derivaten des Dialkylaminoacrylats und -methacrylats, Vinylpyrrolidon-
Methoimidazoliniumchlorid-Copolymere, quaternierter Polyvinylalkohol, unter den INCI-
Bezeichnungen Polyquaternium 2, Polyquaternium 17, Polyquaternium 18 und
Polyquaternium 27 angegebenen Polymere.
Die genannten Additive können in einer Menge von etwa 2 bis etwa 10 Gew.-% in den
erfindungsgemäßen Bindemittelagglomeraten vorliegen.
Die erfindungsgemäßen Bindemittelagglomerate zeichnen sich durch eine besonders gute
und schnelle Löslichkeit in Wasser aus. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen
Bindemittelagglomerate liegt darin, daß die erfindungsgemäßen Bindemittelagglomerate
im wesentlichen über die gesamte Fraktion an Bindemittelagglomeraten in einzelnen
Abschnitten mit bestimmter Teilchengröße eine im wesentlichen identische
Zusammensetzung und damit eine im wesentlichen identische Produktqualität aufweisen.
Die erfindungsgemäßen Bindemittel lassen sich durch ein im Rahmen des nachfolgenden
Textes näher beschriebenes Verfahren herstellen. Wesentlich dabei ist, daß die das
Bindemittelagglomerat bildenden Stoffe einem Druck von mehr als 10 kN/cm2 ausgesetzt
und anschließend zerkleinert werden.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher auch ein Verfahren zur Herstellung eines
Bindemittelagglomerats, bei dem eine Zusammensetzung, mindestens enthaltend ein
natürliches oder synthetisches Polysaccharid und ein synthetisches Polymerisat einem
Druck von mehr als 10 kN/cm2 ausgesetzt und anschließend zerkleinert wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren beinhaltet eine Formung der Bestandteile des
erfindungsgemäßen Bindemittelagglomerats unter Druck und eine anschließende
Zerkleinerung. So lassen sich Bindemittelagglomerate mit einer im wesentlichen
beliebigen mittleren Teilchengröße erhalten, die je nach Anwendungsbereich durch
geeignete Wahl der Zerkleinerungsart eingestellt werden kann. Überraschend ist in diesem
Zusammenhang, daß die Anwendung hoher Drücke von mehr als 10 kN/cm2 zu
Bindemittelagglomeraten führt, die eine schnelle Löslichkeit verbunden mit einem
schnellen Viskositätsautbau aufweisen.
Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die
erfindungsgemäßen Bindemittelagglomerate im Rahmen des erfindungsgemäßen
Verfahrens bei einem Druck von bis zu etwa 150 kN/cm2, insbesondere einem Druck von
bis zu 100 kN/cm2 ausgesetzt. Ein besonders geeigneter Druckbereich liegt beispielsweise
bei etwa 30 bis etwa 80, insbesondere etwa 40 bis etwa 70 oder 60 kN/cm2.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mittels Walzenkornpaktierung durchgeführt. Die bei der
Walzenkompaktierung anliegende Druckfläche ist nicht exakt bekannt, daher wird in
diesem Fall die Walzenanpreßkraft angegeben. Um unterschiedlichen Walzenbreiten
Rechnung zu tragen wird dabei auf die spezifische Anpreßkraft abgestellt. Die spezifische
Walzenanpreßkraft entspricht der tatsächlichen Anpreßkraft geteilt durch die Breite der
Walze oder die Arbeitsbreite, d. h., die Breite auf der Material kompaktiert wird.
Die im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens benötigten Drücke werden
beispielsweise bei einer spezifischen Walzenanpreßkraft von etwa 2 bis zu etwa 150 kN,
insbesondere von etwa 5 oder etwa 7 bis zu etwa 80 kN erreicht. Ein besonders geeigneter
Bereich für die spezifische Walzenanpreßkraft liegt beispielsweise bei etwa 10 bis etwa 50,
insbesondere etwa 15 bis etwa 40 oder etwa 20 bis etwa 30 kN.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Bestandteile der
Bindemittelagglomerate, nämlich mindestens ein natürliches oder synthetisches
Polysaccharid und mindestens ein synthetisches Polysaccharid und mindestens ein
synthetisches Polymerisat in einem teilchenförmigen Zustand eingesetzt. Hierbei hat es
sich für das erfindungsgemäße Verfahren als bevorzugt herausgestellt, wenn mindestens 10
Gew.-% der natürlichen oder synthetischen Polysaccharidteilchen und mindestens 10
Gew.-% der Polymerisatteilchen eine Größe von etwa 0,1 bis etwa 0,5 mm aufweisen. Im
Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sollten
mindestens 20, mindestens 30, mindestens 40 oder mindestens 50 Gew.-% der
Polysaccharidteilchen oder der Polymerisatteilchen oder beide eine Größe aufweisen, die
innerhalb des genannten Bereichs liegt. Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung kann der Anteil an Polymerisatteilchen oder Polysaccharidteilchen
oder beiden, der innerhalb des genannten Bereichs liegt, sogar noch über den genannten
Werten liegen, beispielsweise bei bis zu 60, 70, 80 oder 90 Gew.-% oder darüber.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden
Polysaccharidteilchen oder Polymerisatteilchen eingesetzt, die einen der obengenannten
Anteile an Gewichtsprozent innerhalb eines Teilchengrößenbereichs von 0,1 bis 0,4 mm
oder 0,1 bis 0,3 mm oder 0,1 bis 0,2 mm aufweisen.
Besonders geeignet ist beispielsweise eine Methylhydroxyethylcellulose, die im Bereich
von 0,125 mm bis 0,2 mm einen Anteil von etwa 45 bis etwa 75 Gew.-% aller Teilchen
aufweist. Als Redispersionspulver sind beispielsweise solche geeignet, die eine der
Teilchengrößenverteilung der Polysaccharidteilchen entsprechende
Teilchengrößenverteilung aufweisen. Besonders geeignet sind Redispersionspulver, die im
Bereich von 0,1 bis 0,2 mm einen Anteil von mindestens 40 Gew.-%, vorzugsweise mehr
als 50 Gew.-% oder mehr als 60 Gew.-% aufweisen.
Besonders geeignete Vertreter der obengenannten Polymerisat- und Polysaccharidtypen
sind beispielsweise Methylhydroxyethylcellulose MHEC 6000 PR (Hersteller: Henkel
KGaA, Düsseldorf) und das Redispersionspulver ELOTEX HM 100 (Hersteller: Firma
Elotex).
Im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird im Rahmen des
erfindungsgemäßen Verfahrens als Polymerisatteilchen ein Gemisch aus zwei oder mehr
verschiedenen Polymerisatteilchen eingesetzt. Vorzugsweise handelt es sich beim Gemisch
aus Polymerisatteilchen um ein Gemisch aus Homopolymerisatteilchen und
Copolymerisatteilchen, wobei geeignete Homo- und Copolymerisate bereits oben im
Rahmen des vorliegenden Textes genannt wurden. Im Rahmen einer weiteren bevorzugten
Ausführungsform beträgt der Anteil an Homopolymerisat in Gemischen derartiger
Polymerisatteilchen mindestens etwa 20 Gew.-%.
Zum Einsatz im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind beispielsweise
Polysaccharide, die folgende Korngrößenverteilung aufweisen:
< 0,8 mm | maximal 0,2% |
< 0,4 mm | 30 ± 5% |
< 0,2 mm | 55 ± 5% |
< 0,1 mm | 10 ± 5% |
< 0,1 mm | 5 ± 3% |
Ebenfalls geeignet ist eine Methylhydroxyethylcellulose mit folgender
Teilchengrößenverteilung:
< 0,2 mm | 20% |
< 0,25 mm | 45-75% |
Geeignete Redispersionspulver weisen beispielsweise eine Teilchengrößenverteilung wie
folgt auf:
< 0,4 mm | 0,3-0,7% |
< 0,2 mm | 5-18% |
< 0,1 mm | 50-75% |
< 0,1 mm | 15-40% |
Die Prozentangaben beziehen sich dabei auf das Gewicht der Teilchen.
Die teilchenförmigen Polysaccharide und teilchenförmigen synthetischen Polymerisate
werden im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens einem Druck ausgesetzt, der
größer als 10 kN/cm2 ist. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß entsprechende
Portionen eines zum erfindungsgemäßen Bindemittelagglomerat führenden Gemischs in
eine geeignete Presse, beispielsweise eine Stempelpresse, eingeführt werden.
Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das
erfindungsgemäße Verfahren jedoch mit einer Walzenpresse, insbesondere einer
Glattwalzenpresse, durchgeführt. Hierbei wird ein zum erfindungsgemäßen
Bindemittelagglomerat führendes Stoffgemisch mittels Walzen kontinuierlich gepreßt und
anschließend unter Zuhilfenahme einer geeigneten Mahlapparatur auf die gewünschte
Teilchengröße vermahlen. In diesem Fall gelten die oben für die Walzenpreßkraft und die
spezifische Walzenpreßkraft genannten Werte.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, beispielsweise der BEPEX
Pharmakompaktor L 200/50 P und die Siebmühle FC 200 geeignet.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Bindemittelagglomeratteilchen
weisen beispielsweise folgende Teilchengrößenverteilung auf (Angaben in Gew.-%):
10-20% | < 2,5 mm |
30-50% | < 1,6 mm |
20-30% | < 1 mm |
5-15% | < 0,8 mm |
4-12% | < 0,4 mm |
0,1-3% | < 0,4 mm |
Die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Bindemittelagglomerate
weisen eine ausgezeichnete Löslichkeit und einen schnellen Viskositätsautbau auf.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher auch ein teilchenförmiges
Bindemittelagglomerat, das nach einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde.
Die erfindungsgemäßen Bindemittelagglomerate eignen sich, wie bereits im Rahmen des
vorliegenden Textes beschrieben, zur Herstellung von Oberflächenbeschichtungsmitteln.
Als Oberflächenbeschichtungsmittel werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung
insbesondere Kleister, Dispersionsklebstoff, Grundierungen und dergleichen bezeichnet.
Die erfindungsgemäßen Bindemittelagglomerate ergeben mit Wasser rasch eine
klumpenfreie wäßrige Lösung bzw. Dispersion. Bei einer solchen Lösung bzw. Dispersion
handelt es sich vorzugsweise um einen Kleister, also einen Klebstoff in Form eines
wäßrigen Quellungsprodukts, das schon bei relativ niedriger Feststoffkonzentration eine
hochviskose, nicht-fadenziehende Masse bildet. Diese Kleister eignen sich vorzugsweise
zum Verkleben von Tapeten und anderen Wandbelägen. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen
Bindemittelagglomerate können auch andere wäßrige Klebstoffe hergestellt werden. Die
Bindemittelagglomerate eignen sich - bei entsprechender Zusammensetzung - auch zur
Herstellung von klumpenfreien Grundierungen für mineralische Untergründe, wie Putz,
Estrich oder Beton an Wänden, Decken und Böden. Ein so verfestigte Oberfläche wird in
der Regel anschließend beschichtet, beispielsweise mit Farbe, einer Spachtelmasse oder
mit einem Klebstoff. Auch wäßrige Klebstoffe für textile oder keramische Beläge von
Böden, Wänden und Decken lassen sich leicht klumpenfrei mit Hilfe der
erfindungsgemäßen Bindemittelagglomerate herstellen.
Zur Herstellung eines Kleisters geht man beispielsweise folgendermaßen vor:
Zunächst werden die erfindungsgemäßen Agglomerate unter Rühren zu vorgelegtem
Wasser gegeben. Anschließend wird gegebenenfalls so lange weitergerührt, bis sich die
Agglomerate aufgelöst haben und eine der geplanten Anwendung entsprechende Viskosität
ausgebildet haben.
Die Anwendungskonzentration der erfindungsgemäßen Bindemittel beträgt dabei
beispielsweise etwa 1 bis etwa 50 Gew.-%, insbesondere etwa 1 bis etwa 10 Gew.-%. Für
eine Kleisteranwendung sind beispielsweise Anwendungskonzentrationen von etwa 1 bis
etwa 10 Gew.-% geeignet, für Pulverklebstoffe etwa 10 bis etwa 20 Gew.-%.
Gegenüber einem Kleister, der direkt aus den pulverförmigen, ursprünglich eingesetzten
Stoffen hergestellt wurde, zeigt der mit Hilfe der erfindungsgemäßen
Bindemittelagglomerate hergestellte Kleister praktisch keine Veränderung in
gebrauchswichtigen Eigenschaften wie Viskosität, Naßklebkraft und Trockenklebkraft.
Gegenüber einer üblichen, pulverförmigen Bindemittelzusammensetzung weist ein
erfindungsgemäßes Bindemittelagglomerat jedoch viele Vorteile auf. So ist beispielsweise
eine Handhabung der erfindungsgemäßen Bindemittelagglomerate ohne Staubbildung und
damit ohne Belästigung des Anwenders möglich. Darüber hinaus können die
erfindungsgemäßen Bindemittelagglomerate einfach portioniert werden, wobei die
einzelnen Portionen eine im wesentlichen identische Qualität im Hinblick auf die
Anwendungseigenschaften aufweisen.
Die Erfindung wird nachfolgend durch Beispiele näher erläutert.
Aus 80% MHEC 6000 PR und 20% Polyvinylacetat (HM 100, Firma Elotex) wurde ein
staubendes, entmischendes Kleisterprodukt mit einem Schüttgewicht von ca. 420 bis
440 g/l hergestellt. Das Pulver wurde anschließend in Wasser mit einer Temperatur von 20
°C eingerührt und der Viskositätsaufbau gemessen.
3 min | 2250 mPa.s |
10 min | 6500 mPa.s |
60 min | 9000 mPa.s (Endviskosität) |
Aus 80% MHEC 6000 PR und 20% Polyvinylacetat (HM 100, Firma Elotex) wurde ein
staubendes, entmischendes Kleisterprodukt mit einem Schüttgewicht von ca. 420 bis
440 g/l hergestellt.
Dieses Kleisterprodukt wurde anschließend in einem Pharmakompaktor L 200/50 P (Firma
Hosokawa Bepex) kompaktiert und anschließend mittels einer Siebmühle FC 200
zerkleinert. Der Pharmakompaktor wies Glattwalzen mit einer Arbeitsbreite von 5 cm auf,
die angelegte Walzenpreßkraft betrug 100 kN, die spezifische Walzenpreßkraft betrug 10 kN.
Die Siebfraktionierung in der Siebmühle wurde auf 0,5-3,25 mm eingestellt. Es
wurden 70% Gutkorn erhalten. Das Gutkorn präsentierte sich als portionierbares,
staubfreies Agglomerat mit einem Schüttgewicht von etwa 400 g/l. Das Produkt ließ sich
einwandfrei in Wasser anrühren. Die Messung des Viskositätsaufbaus nach dem einrühren
in Wasser mit einer Temperatur von 20°C verlief wie folgt:
3 min | 2000 mPa.s |
10 min | 6000 mPa.s |
60 min | 9000 mPa.s (Endviskosität) |
Aus 80% MHEC 6000 PR und 18% Polyvinylacetat (HM 100, Firma Elotex) und 2%
PEG 4000 wurde ein staubiges, nicht portionierbares Kleisterprodukt mit einem
Schüttgewicht von etwa 440 g/l hergestellt. Dieses Kleisterprodukt wurde anschließend im
Pharmakompaktor, wie oben beschrieben, bei einer Walzenpreßkraft von 100 kN/cm2 und
einer spezifischen Walzenpreßkraft von 20 kN kompaktiert. Eine Siebfraktionierung wurde
für den Bereich 0,6 - 4 mm vorgenommen. Die Ausbeute betrug etwa 72% an Gutkorn.
Erhalten wurde ein portionierbares, staubfreies Agglomerat mit einem Schüttgewicht von
etwa 425 g/l, das sich klumpenfrei und einfach in Wasser anrühren ließ. Die Messung des
Viskositätsaufbaus nach dem einrühren in Wasser mit einer Temperatur von 20°C verlief
wie folgt:
3 min | 2000 mPa.s |
10 min | 6000 mPa.s |
60 min | 9000 mPa.s (Endviskosität) |
Claims (16)
1. Teilchenförmiges Bindemittelagglomerat, mindestens enthaltend ein natürliches
oder synthetisches Polysaccharid und ein synthetisches Polymerisat, wobei eine 5
Gew.-%ige wäßrige Lösung oder Dispersion der Teilchen mit einem oberhalb der
mittleren Teilchengröße (D50) liegenden Teilchendurchmesser und eine wäßrige
Lösung oder Dispersion der Teilchen mit einem unterhalb der mittleren
Teilchengröße (D50) liegenden Teilchendurchmesser nach einer Auflösungszeit
von 1 h oder weniger jeweils eine Viskosität aufweisen, die um weniger als 20%
von der jeweils anderen Viskosität abweicht.
2. Bindemittelagglomerat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens
50% der Teilchen einen Durchmesser von mehr als 0,5 mm aufweisen.
3. Bindemittelagglomerat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Viskositätsabweichung weniger als 10% beträgt.
4. Bindemittelagglomerat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß es mindestens ein Additiv enthält.
5. Bindemittelagglomerat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß es als mindestens ein Polysaccharid ein Polysaccharid auf
Cellulosebasis enthält.
6. Verfahren zur Herstellung eines Bindemittelagglomerats, bei dem eine
Zusammensetzung, mindestens enthaltend ein natürliches oder synthetisches
Polysaccharid und mindestens ein synthetisches Polymerisat einem Druck von
mehr als 10 kN oder einer spezifischen Walzenanpreßkraft von 2 kN/cm oder
mehr ausgesetzt und anschließend zerkleinert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das natürliche oder
synthetische Polysaccharid und das synthetische Polymerisat teilchenförmig sind.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 10
Gew.-% der Polysaccharidteilchen und mindestens 10 Gew.-% der
Polymerisatteilchen eine Größe von 0,1 bis 0,5 mm aufweisen.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens 20 Gew.-% der Polysaccharidteilchen und mindestens 20 Gew.-% der
Polymerisatteilchen eine Größe von 0,1 bis 0,5 mm aufweisen.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als
Polymerisatteilchen ein Gemisch aus zwei oder mehr Polymerisaten eingesetzt
wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als
Polymerisatteilchen ein Gemisch aus einem Homopolymerisat und einem
Copolymerisat eingesetzt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß als
Polymerisatteilchen ein Gemisch aus einem Homopolymerisat und einem
Copolymerisat eingesetzt wird, wobei der Anteil an Homopolymerisat
mindestens 20 Gew.-% beträgt
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der
Druck durch eine Walze ausgeübt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die
Zusammensetzung einem Druck von mehr als 30 kN/cm2 oder einer spezifischen
Walzenanpreßkraft von mindestens 5 kN/cm ausgesetzt wird.
15. Teilchenförmiges Bindemittelaggregat, hergestellt nach einem Verfahren gemäß
einem der Ansprüche 6 bis 14.
16. Verwendung eines Bindemittelaggregats nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder
einer nach einem der Ansprüche 6 bis 14 hergestellten Zusammensetzung zur
Herstellung von Oberflächenbeschichtungsmitteln.
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