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Als Dispersion auftragbares, durch Erhitzen aktivierbares Klebmittel
auf Basis thermoplastischer Harze Die Erfindung geht von einem als Dispersion auftragbaren,
durch Erhitzen aktivierbaren Klebmittel auf Basis thermoplastischer Harze aus und
sucht es in bezug auf seine Herstellung und Verwendung zu verbessern. Derartige
Klebmittel mit latentem Haftvermögen dienen z. B. als Klebstoffüberzug auf Schildern
oder Etiketten sowie zur Laschenverklebung bei der Herstellung von Pappkartons und
-schachteln, Derart latent wirksame Klebmittel werden üblicherweise in Form einer
wäßrigen Dispersion oder einer heißen Schmelze auf die Oberfläche der Unterlage
aufgebracht.
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Die wäßrigen Dispersionen enthalten normalerweise als Feststoff ein
homogenes Gemisch eines thermoplastischen Harzes oder eines Polymeren und eines
kristallinen Weichmachers. Erhitzt man dieses Überzugsgemisch, so schmilzt der Weichmacher
und gibt der thermoplastischen Substanz so lange klebrige, unter Druckanwendung
haftende Konsistenz, bis er beim Abkühlen wieder kristallin wird. Die Nachteile
dieser bekannten als Dispersion auftragbaren und durch Erhitzen aktivierbaren Klebmittel
auf Basis thermoplastischer Harze bestehen in der Notwendigkeit, den Weichmacher
auf erforderliche Kornfeinheit vermahlen zu müssen, in der geringen Lagerbeständigkeit
der Dispersion vor ihrem Auftrag und der langen Trocknungszeit, die erforderlich
ist, um ein Verkleben des Überzugs mit sich selbst oder anliegenden Oberflächen
zu vermeiden, was manchmal überhaupt nur durch Aufbringen einer Puderdeckschicht
erreicht werden kann.
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Die in Form einer heißen Schmelze aufgebrachten Klebmittel bestehen
aus Festsubstanz, die beim Erhitzen schmilzt. Infolgedessen müssen solche Klebstoffüberzüge
bis zur völligen Abkühlung durch Bestäuben mit einem puderartigen Material oder
durch Abdecken mit einem Schutzpapier gegen unerwünschtes Haften aneinander oder
sonstige Materialien, mit denen sie in diesem Zeitraum in Berührung kommen könnten,
gehindert werden.
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Von diesen Nachteilen ist das erfindungsgemäße Klebmittel frei. Die
Erfindung besteht aus einem als Dispersion auftragbaren, durch Erhitzen aktivierbaren
Klebmittel auf Basis thermoplastischer Harze, das als Festkörper ein thermoplastisches
Harz und ein Kohlendioxyd-Amin-Reaktionsprodukt enthält. Eine solche Dispersion
ist stabil und für einen längeren Zeitraum lagerfähig, läßt sich auf beliebige Unterlagen
aufbringen und liefert eine Überzugsschicht, die keinerlei Klebrigkeit und daher
auch keine Tendenz zu unerwünschter Haftung aufweist. Die Überzugsschicht bedarf
somit keiner Schutzschicht z. B. aus puderartigem
Material oder einem Schutzpapier.
Sobald jedoch die Überzugsschicht erhitzt wird, zerfällt das thermisch instabile
Kohlendioxyd-Amin-Reaktionsprodukt in seine Komponenten, d. h. unschädliches Kohlendioxydgas
und flüssiges Amin, das nun als Weichmacher für das thermoplastische Harz wirksam
wird und den Überzug in den gewünschten haftfähigen, klebrigen Zustand überführt.
Die Erfindung gibt somit dem Fachmann die Möglichkeit, die endgültige Klebschicht
auf der Grundlage eines Weichmachers aufzubauen, der nicht wie die bekannten kristallinen
Weichmacher nach Aufhören der Wärmezufuhr und Abkühlen wieder fest wird, sondern
flüssig bleibt, andererseits aber dem Ansatz selbst in latenter, pulvriger Form
zugesetzt werden kann. Der verwendete, latente Weichmacher macht daher das bekannte
Zusetzen von Wachsen, die die Klebrigkeit aufheben, praktisch unnötig.
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Die Erfindung wird auch nicht durch die in der französischen Patentschrift
1 154 667 gegebenen Lehre vorweggenommen, da sich diese mit einem anderen Problem,
nämlich der vorzeitigen Entmischung von Preß- oder Stranggußgemengen auf Polyvinylchlorid
-basis, beschäftigt und es durch Zugabe eines Netzmittels zum Ansatz löst, um die
Haftung zwischen
Kunstharzteilchen und Zuschlägen einschließlich
Weichmacher zu verbessern. Über die Art des Weichmachers wird dabei nur allgemein
berichtet, insbesondere wird jedoch nicht das Kohlendioxyd-Amin-Reaktionsprodukt
erwähnt.
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Als Aminkomponente für den latenten Weichmacher eignen sich alle
Amine, die Weichmacherfunktion besitzen und insbesondere das jeweils im IQlebmittel
enthaltene Harz lösen. Hierzu gehören z.B.
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Dodecylamin, Butylamin und Octylamin sowie aromatische Amine, wie
Benzylamin, Methylbenzylamin, Diphenylamin und o-Methoxy-phenyläthylamin, ferner
hydroxylierte Amine, wie 2-Amino-1,2-diphenyläthanol und 2-Amino-2-äthyl-1,3-propandiol
und mehrkernige Amine von hohem Molekulargewicht, darunter als besonders gut geeignet
des Dehydroabietylamin.
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Das Verfahren zur Durchführung der Reaktion zwischen Amin und Kohlendioxyd
hängt von der Eigenschaft des verwendeten Amins ab. Am besten ist es, das gasförmige
Kohlendioxyd durch eine Lösung des Amins in einem solchen Lösungsmittel, in dem
das Amin-Kohlendioxyd-Reaktionsprodukt unlöslich ist, z. B. in einigen Fällen wasser,
hindurchperlen zu lassen.
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Es ist aber auch möglich, das Kohlendioxyd vielen Aminen direkt zuzuführen.
in jedem Fall wird die andere Komponente so lange zugeführt, bis die Ausfällung
vollständig ist. Man kann auch in Abänderung der Methode festes Kohlendioxyd oder
gepulvertes Ammoniumkarbonat an Stelle des gasförmigen Kohlendioxyds verwenden.
Eine weitere brauchbare Methode besteht darin, daß man das Amin dem Kohlendioxydgehalt
der Atmosphäre aussetzt. In jedem Fall wird der entstehende Amin-Kohlendioxyd-Niederschlag
abfiltriert, mit zusätzlichem Lösungsmittel gewaschen, an der Luft getrocknet und
bis auf die gewünschte Maschengröße vermahlen.
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Als thermoplastische Harze sind geeignet: Polystyrol, Polyvinylacetat,
Polyvinylchlorid, Vinylacetat-Vinylchlorid-Mischpolymere, Polyvinylidenchlorid,
Polyacrylnitril, Polymethylmethacrylat, nichttrocknende Alkydharze, nichttrocknende
phenolische Substanzen, thermoplastische Zelluloseester und Äther, Cumaron-indenharze,
Esterharze, natürlicher Kautschuk und verschiedene synthetische Kautschukarten,
wie Chloropren, Butadienstyrol, Nitril- und Butylkautschuk.
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Die erfindungsgemäßen Klebmittel können sowohl als »Lack« als auch
als lösungsmittelfreie, wäßrige Dispersionen zubereitet werden. Die »Lacke« benötigen
jedoch nur kürzere Trocknungszeiten. Das bei der Herstellung dieser »Lacke« verwendete
organische Lösungsmittel soll schnell trocknen und für das thermoplastische Material
eine unbegrenzte, für das Amin-Kohlendioxyd-Reaktionsprodukt jedoch eine minimale
oder gar keine Lösungsfähigkeit besitzen. So können z. B. Hexan, Toluol, Naphthalin,
Methylenchlorid und Äthanol verwendet werden, wobei natürlich die Auswahl von den
charakteristischen Löslichkeitseigenschaften der zu verwendenden thermoplastischen
Harze und Amin-Kohlendioxyd-Reaktionsprodukte abhängt. Die Verwendung von Lösungsmitteln
mit Lösungsvermögen für die Amin-Kohlendioxyd-Reaktionsprodukte sollte deshalb vermieden
werden, weil sie die Zersetzung dieser Reaktionsprodukte beschleunigen. Diese »Lacke«
können übrigens leicht durch Zugabe von Wasser mit geeigneten Dispersionsmitteln
in Dispersionen übergeführt werden.
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Im allgemeinen wird man etwa 50 bis 500 Gewichtsprozent Kohlendioxyd-Amin-Reaktionsprodukt,
berechnet auf das Gesamtgewicht des in der Dispersion vorhandenen thermoplastischen
Harzes, verwenden.
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Der Gesamtgehalt an Feststoffen kann beträchtlich schwanken; für die
meisten Verwendungsgebiete wird es jedoch ausreichen, wenn die Dispersionen insgesamt
etwa 35 bis 75 Gewichtsprozent an Feststoffen enthalten.
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Man kann jegliche Art von Zusätzen, deren Anwesenheit in der Dispersion
gewünscht wird, einsetzen.
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Diese Zusätze sind beispielsweise inerte mineralische Füllstoffe,
Wachse, Emulgatoren, oberflächenaktive Stoffe.
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Die Überzüge werden durch übliche Auftragsverfahren hergestellt.
Als Unterlage können alle Materialien verwendet werden einschließlich Papier, Folien,
Pappe, geriffelter Platten und verschiedener Filme polymerer Verbindungen. In allen
Fällen ist festzustellen, daß die überzogenen Materialien nicht zum Blocken neigen.
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Um diese Überzüge klebrig zu machen, werden sie 2 bis 90 Sekunden
auf Temperaturen von etwa 90 bis 2000 C gebracht. Die Kohlendioxyd-Amin-Reaktionsprodukte
zersetzen sich in diesem Temperaturbereich leicht, und das entstehende freie, flüssige
Amin überführt das thermoplastische Material in den gewünschten haftfähigen, klebrigen
Zustand. Auch höhere Temperaturen können für kürzere Zeitabschnitte verwendet werden;
es muß jedoch dabei auf die Gefahr der Verbrennung oder Zersetzung hingewiesen werden.
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Wenn nichts anderes erwähnt ist, bedeuten alle in den Beispielen
angegebenen Teile Gewichtsteile.
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Beispiel 1 Dieses Beispiel erläutert die Herstellung der latenten
Kohlendioxyd - Amin - Realctionsprodukte - Weichmacher.
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A. Ein Teil Dehydroabietylamin wird in 3 Teilen Hexan gelöst, und
danach wird 3 Stunden Kohlendioxyd eingeleitet. Nach 16stündigem Stehen beobachtet
man eine weiße gelartige Ausscheidung. Diese Ausscheidung wird durch ein Tuch abfiltriert,
zweimal mit kleinen Mengen Hexan gewaschen, an der Luft getrocknet und dann zu einem
Pulver vermahlen.
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B. 35 Teile Dehydroabietylamin und 10 Teile gepulvertes Ammoniumkarbonat
werden mit 65 Teilen Wasser vermischt. Die Mischung wird 2 Tage gerührt und ergibt
schließlich eine grobe Ausscheidung. Diese Ausscheidung wird durch ein Tuch abfiltriert,
zweimal mit kleinen Mengen Wasser gewaschen, an der Luft getrocknet und dann zu
einem Pulver vermahlen.
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C. Zwei Teile a-Methylbenzylamin werden in 6 Teilen Hexan gelöst.
In die Lösung wird ein Teil festes Kohlendioxyd eingebracht, worauf sich gasförmiges
Kohlendioxyd entwickelt. Die Ausscheidung des Reaktionsprodukts beginnt unmittelbar
und ist nach 2 Stunden beendet. Der Niederschlag wird durch ein Tuch abfiltriert,
zweimal mit kleinen Mengen Hexan gewaschen und dann zu einem Pulver vermahlen.
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D. Gasförmiges Kohlendioxyd wird durch Octylamin 5 Stunden durchgeleitet,
wonach die Ausscheidung des Reaktionsprodukts praktisch abgeschlossen ist. Der entstandene
Niederschlag wird durch ein Tuch abfiltriert, zweimal mit kleinen Mengen Hexan gewaschen,
an
der Luft getrocknet und dann zu einem Pulver vermahlen.
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E. Ein Teil 2-Amino-2-äthyl-1,3-propandiol wird in 2 Teilen Wasser
gelöst. Durch diese Lösung wird 3 Stunden gasförmiges Kohlendioxyd hindurchgeleitet,
wonach die Ausscheidung des Reaktionsprodukts im wesentlichen vollständig ist. Die
entstandene Ausscheidung wird durch ein Tuch abfiltriert, zweimal mit kleinen Mengen
Wasser gewaschen, an der Luft getrocknet und dann zu einem Pulver vermahlen.
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F. Ein Teil o-Methoxyphenyläthylamin wird in einem Teil wasserfreien
Äthyläther gelöst. Durch diese Lösung wird 4 Stunden gasförmiges Kohlendioxyd geleitet,
wonach die Ausscheidung des Reaktionsprodukts praktisch vollständig ist. Der entstandene
Niederschlag wird durch ein Tuch filtriert, zweimal mit kleinen Mengen Äthyläther
gewaschen, an der Luft getrocknet und dann zu einem Pulver vermahlen.
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Beispiel 2 Dieses Beispiel erläutert die Herstellung der Klebmittel
mit dem latenten Weichmacher, dessen Herstellung im Beispiel 1 erläutert ist.
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Die folgenden Zusammensetzungen wurden in der Weise hergestellt,
daß die aufgezählten Bestandteile vermischt und anschließend intensiv verrührt wurden.
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Zusammensetzung Nr. 1: Teile Polystyrol ..............................................
25 Dchydroadbietylamin-CO2-Reaktionsprodukt .. 15 Calciumkarbonat .........................................
100 20°/Oige Lösung von Naturkautschuk in Hexan 15 hexan ............................................................
75 Zusammensetzung Nr. 2: Polystrol ..............................................
25 Dehydroabiethylamin-CO2-Reaktionsprodukt .. 50 Calciumkarbouat ..............................................
100 20% ige Lösung von Naturkautschuk in Hexan 15 Hexan ............................................................
75 Zusammensetzung Nr. 3: Polystryol ..............................................
25 Dehydroabietylamin-CO2-Reaktionsprodukt .. 150 Calciumkarbonat ..............................................
100 20%ige Lösung von Naturkautschuk in Hexan 15 Hexan ............................................................
75 Zusammensetzung Nr. 4: 20%ige Lösung von Naturkautschuk in Hexan 10 Hexan ............................................................
10 Octylamin-CO2-Reaktionsprodukt ..............................................
20 Zusammensetzung Nr. 5: Polystyrol ............................................................
2 α-Methylbenzylamin-CO2-Reaktionsprodukt .. 10 Heptan ............................................................
10 Zusammensetzung Nr. 6: Polyvinylacetat ..............................................
2 2-Amino-2-äthyl-1,3-propandio-CO2-Reak-Tionsprodukt ..............................................
10 Toluol 10
Zusammensetzung Nr. 7: Butylkausckuk ..............................................
2 o-Methoxy-phenethylamin-CO2-Reaktionsprodukt ..............................................10
octan .............................................. 15 Zusammensetzung Nr. 8: Polyvinylclorid
..............................................1 Butadienstyengummi ..............................................
1 Diphenylamin-CO2-Reaktionsprodukt ....... 10 Äthyläther ..............................................
20 Zusammensetzung Nr. 9: Zelluloseacetat ..............................................2
Butylamin-CO2-Reaktinsprodukt .............................................. 8 Äthylalkohol
............................................................ 10 Zusammensetzung
Nr. 10: Polyvinylindenchorid ..............................................2 Benzylamin-CO2-Reaktionsprodukt
......... 12 Methyläthylketon .............................................. 8 Beispiel
3 Eine Charge des Klebmittels aus Zusammensetzung Nr. 1 (Beispiel 2) wird mit einer
Rakel auf Papier aufgetragen. Von dem Gemisch wird so viel aufgetragen, daß das
Überzugsgewicht, berechnet auf Feststoffgehalt, pro Ries Papier 4,54 kg beträgt.
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Der erhaltene Überzug wird an der Luft 1 Minute bei 300 C getrocknet.
Es ist festzustellen, daß die getrockneten, beschichteten Folien völlig klebfrei
sind. Zur Aktivierung dieser Folien werden siel Minute einer Temperatur von 177°C
ausgesetzt. Die Klebeüberzüge wurden dabei infolge der lösenden Wirkung des durch
die Zersetzung des Amin-Kohlendoxyd-Reaktionsproduktes entstandenen freien Amins
klebrig.
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Diese Überzüge behalten ihren haftfähigen, klebrigen Zustand 3 Minuten
bei und lassen sich in den verschiedenen Ausführungsformen auf die verschiedensten
Oberflächen, wie Papier, Aluminiumfolie, Pappkarton und Polyäthylenfilm, aufkleben.
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In Wiederholung des oben beschriebenen Verfahrens wird jedes der
in der Aufstellung des Beispiels 2 beschriebenen Klebmittel in ähnlicher Weise auf
die verschiedensten Oberflächen aufgetragen, wie auf geriffelte Platten, Pappkarton,
Schilderflächen und Tuchband. Die erhaltenen Überzüge sind alle klebfrei. Die Überzüge
wurden in gleicher Weise aktiviert und auf verschiedene Oberflächen aufgeklebt.
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Beispiel 4 100 Teile eines Klebmittels der Zusammensetzung Nr. 2
des Beispiels 2 werden unter Rühren durch Zugabe von 3 Teilen Isooctylphenylp olyäthoxyäthanol
und 50 Teilen Wasser in eine wäßrige Emulsion übergeführt. Die entstandene Emulsion
wird zur Herstellung von Latentklebeüberzügen verwendet, die in ihren Eigenschaften
mit den im Beispiel 3 beschriebenen Uberzügen völlig vergleichbar sind.