DE1594261A1

DE1594261A1 - Heissschmelzklebstoff

Info

Publication number: DE1594261A1
Application number: DE19661594261
Authority: DE
Inventors: Peterkin Melvin Ellis; Ware Richard Elwood; Boyer Jackson Schell; Hall Jun Lewis Wendell
Original assignee: Sun Oil Co
Current assignee: Sunoco Inc
Priority date: 1965-03-10
Filing date: 1966-02-28
Publication date: 1970-10-01
Also published as: NL6603073A; US3341626A; US3325562A; US3356766A; US3360488A; US3370106A; GB1075299A

Description

Heißechmelzklebstoff

Sie Erfindung bezieht sich auf- Heieklebstoffmassen. Insbesondere bezieht sie eich auf Heieklebstoffmassen hoher Leistungsfähigkeit, wobei deren Herstellung aus billigen Beetandteilen erfolgt.

Heißklebetoffmassen erzeugen eine Bindung, die einfach
durch Abkühlen erfolgt, ein Voräug, der im Gegensatz zur Vernetzung oder anderen chemischen Reaktionen steht. Vor dem Erhitzen stellen die Klebstoffe thermoplastische, feste Materialien dar. Beim Erhitzen schmelzen sie ziemlich scharf und fließen frei, und sie können nach dem Abkühlen erneut geschmolzen werden. Die Tatsache, daß heiße Sohmelzen er-

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BOlUMlMa können, ermöglicht «β, sie «of «in Substrat ■a irgendeine* Zeitpunkt aufsubringen, al· dura erneut au aohsjelsen,und später dl· Klebebindung aussubiIdea.

Hei0soha»lsklebetoffe könnt η iob Ttrbindtn τοη HoIb₉ Papier, Kunststoffen Textilien and anderen Materialien Texwendet werden· line besondere Anwendung let in der Herstellung τοη Papierkartons gegeben· HelBeoluMlsen für Behälter aas Xartoa mlieeen eine hone Bindefestigkeit unter den Bedingungen des Stofies, hoher feuchtigkeit und extreaen Teeperaturen »eigen, die bei« transport und der Lagerung τοη Papierkartona auftreten können. Weitere xueätsllohe Anforderungen besiehen eich auf den Soheelspunkt, die Srhlrtungsaeit, die Topfseit und die allgemeinen Haadhabungseigen-BOhaften bei Wellpappe sowie bei autoaatlachen Sohaohtelherβtellungemaachinen.

Sb hat sich geseIgt, daS eine hohe leietungafähigkeit und geringe Kosten bei einen Heißachmeleklebetoff erhalten werden können, wenn nan ataktisohes PoIjpropylen und ein Material wie TaIlSl, einen Kohlenwaseeretoff -Aldehyd (forao-Iite) oder ein Terpenhars miteinander Tereiecht. YOr besondere Anwendungsforaen kann auch eine bestirnte Menge an ' ieotaktischem ^Dolypropylen anwesend sein. Die erfindungegea&ßen Massen bealtsen gute Bigeneohaften but Terwendung

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bei Terbundmaterialen, insbesondere bei Papier. Die Heissohmelsklebstoffe gemat der Brfindung können angewendet werden» um bei der Herstellung τοη Wellpapierkarton das Wellmedium mit der oberen bsw. unteren fläch* τοη Bögen su Torblnden. Diese Klebstoffe können auch auf Papier» Oellophan und Knuststoffbändern aufgebracht werden« und nach dem Verfestigen enthalten die Bänder einen druckempfindlichen Klebstoff· Die Bänder mit dem druckempfindlichen Klebstoff kennen in Bollen aufbewahrt werden» τοη denen das Band bei Bedarf gespendet wird. Die Bänder sind ferner brauchbar sum Ausbessern und Markieren τοη Kunststoffen und sum TersohlieSen und Abdichten τοη Kunststoffbehältera. Die Heltsobmelsaaeeen kOnuen direkt auf Ttrpaokungen aus Polypropylen- und PolyätlivJonfilmen aufgebracht werden» die Tersohlossen werden kunuen nach dem Füllen der Terpaokung durch einfaches Anprer fen des Klebstoff enthaltenden Abschnitts der Terpaokung gegen den nicht überzogenen Film.

Da die HelssohmelsmsBse direkt auf das Substrat aufgebracht wird» ist kein Lösungsmittel notwendig»« den Klebstoff auf das Tragersubstrat su bekommen» was bei bekannten Klebstoffen oft erforderlioh war.

Ataktlsohes (im wesentlichen nicht-kristallines) Polypropylen wird während der stezeospssif Ischen Polymerisation

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BAD OR!GWAL

▼on Polypropylen erhalten. BIe Polymerisation findet in Gegenwart eines Katalysators statt, der einen Koordinationskomplex aus einem Übergängen»tallhalogenid mit einer metall- . .,.. organischen Verbindung enthält. Bas ataktisohe Polypropylen stellt etwa 5 bis etwa 15 Gew. i» des Polymerisationsprodukte dar, während der Rest kristallines oder isotaktisohes Polypropylen Ist. Bas ataktlsohe Polymer hat ein Molekulargewicht ron etwa 15 000 bis etwa 60 000, insbesondere ron 16 000 bis 20 000. Xs ist löelioh in siedendem Pentan, Hexan, Heptan und anderen Kohlenwasserstoffen. Bas für die erfindungsgemäßen Massen geeignete ataktisohe Polypropylen 1st ferner dadurch charakterisiert, daß es eine Brookfield-Vlskosität τοη etwa 4 200 cp. bis etwa 5 800 op. bei 150⁰O (30O⁰P) sowie einen Ring- und Kugel-Schmelzpunkt τοη 115 bis 121⁰C besitzt.

Bei anderen bekannten Verfahren wird dae Polymerisationsprodukt in dem Heptan-Reaktlonsmedium mit einem Lösungsmittel in Berührung gebracht, das aus Methanol und Wasser besteht, um den Katalysator zu zerstören. Ber Katalysator wird dann in Löung entfernt und hinterläßt einen Heptanbrei. Bas ataktisohe Polypropylen befindet sich in Lösung im Heptan, und diese Lösung wird von dem isotaktischen Polymer abgetrennt. Bio Lösung wird destilliert, um das Heptanlösungsmittel zu erhalten, dae in den Kreislauf zurückgeführt wird. Bas zurückbleibende Material 1st atak-

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tiaohea !Polypropylent das für die erfindungsgemäöen Maasen verwendet wird· Geeignetes, ataktiaohea Polypropylen lat im Handel erhältlich, s.B. daajenige, das Ton der Avisun Corporation unter der Bezeichnung "Öle ta ο 100" hergestellt und vertrieben wird.

TABEIiLB I

ΒΙβΒΗβΟΗΑΜΒ* TOV OEBIAO 100

Molekulargewicht 16 000 bis 20 000

Tiakoaität in op. bei 150°0 (300⁰V) 4 200 bia 5 840 Ring- und Eugel-Sohmelapunkt 115 bia 125⁰O Intrinaio-Viakoeität fnj 0,28

Das isotaktiaohe (im wesentlichen kristalline) Polypropylen, das für die erfindungagemäBen Massen verwendet wird, kann dasjenige sein, das bei dem oben beaohriebenen Verfahren erhalten wird. Im allgemeinen haben solche isotaktischen Polymere Molekulargewichte ble eu 500 und mehr· laotaktiaohea Polypropylen ist in siedendem Pentau, Hexan und Heptan unlöslich und erleichtert dadurch die Abtrennung dee ataktlsohen vom isotaktiaohen Polymer. Das Molekulargewicht von isotaktischem Polypropylen hat sich für die Zwecke der Brfindung ala besonders geeignet erwiesen, wenn es swiaohon 85 000 und 95 000 liegt.

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Aromatische Kohlenwasserstoff-Aldehydhaxs· sind allgemein bekannt. Ihre Herstellung ist in verschiedenen Patenteohriften beβohrieben, 2.B. in den USA-Patenteohriften 1,827ι538 und 2,992,208 sowie in der Literatur, ».B. Ton Walker "!formaldehyde", 2. Auegabe, Seiten 342 - 345.

typische Auegangsmaterialien für die Formolite-Reaktion sind aromatische Xohlenwasserstoffraktionen mit einem Siedebereich von etwa 93 bis 510⁰O (200 ble 95O⁰V), die sich Ton Erdölraffinerieströmen ableiten, wie gekrackte Traktionen, im Kreislauf geführte Ströme (oyole streams) , Hydroformierunga- Bodenprodukte, Brennöl, einfach durchlaufende Destillate sowie reine aromatische Traktionen. Die Gasölfraktion, die bei der katalytischen Krackung erhalten wird und zwischen etwa 232 bis 343⁰O ( 450 bis 65O⁰F) siedet und 15 bis 50 ?£ aromatische Kohlenwasserstoffe enthält, ist ein besonders bevorzugtes Ausgangsmaterial·

Geeignete Aldehyde sind Formaldehyd und Materialien, welche unter den Reaktionsbedingungen Formaldehyd ergeben, z.B. Formalin, Paraformaldehyd, Trioxymethylen und Trioxan. Ton dieser Gruppe werden Formaldehyd und Paraformaldehyd bevorzugt, well sie leicht zur Verfugung stehen ' und sich bequem handhaben lassen. Andere Aldehyde, wie Acetaldehyd, Fropianaldehyd und Butyraldehyd können verwendet werden. Der Aldehyd wird in Mengen von 1 bis 30 Gew.

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belogen auf AAe aromatische Kbhlenwaaseretoffe In der

fttr dl« forselite-leaktion sind Tlele Katalysatoren rerwendet «orden· β.B. Ε^βΟ^, Bf₉ Ameisensäure, Phosphorsäure, BT., Metallohlprlde und andere, Bauer reagierende Katalysatoren. Me Verwendung von Sohwefeleftare oder BT₅ in Gegenwart ton Seeigelare let Torsusiehen· Bseigeäare dient ale Btodlfikator fOz Schwefelsäure und fttr Bf₅. Bssigelnre sobelnt die Quelle tür Acetatgruppen su sein, die eloh la der Noleiculetruktur dee fomolitenarsee gefunden haben.

Me folgenden Bedingungen kBnnen angewendet werden: leaperatur 10 bie 200°0_t Torsugeweiee 80 ble 150⁰O; Druck 0,70 bie 17,6 kg/cm² (10 bis 350 peia), vorsugewelee 1 bie 8,5 kg/om² (U bis 120 peia); BeaktioniMiten τοη 10 Minuten bis 10 Stunden.

TtIr dl· Herstellung de· fornoliteharsee wund sub Mischen der Hebstoffamaeen gesAB der Erfindung wird eine übliche Apparatur verwendet«

In den für die Zweoke der Erfindung geeigneten lerpenharsen gehOren sowohl die alpha- wie auch die beta-Pinenharze. Die ferpenbarse stehen im Handel but Verfugung· s.B. ale "Picco-

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— β —

Iyte S-115" und "Pioeolyte IA-115". Jedes alpha- oder beta-Pinenhars mit einen Molekulargewicht von etwa 1 200 and einen Ring- and Kugel-Schmelepunkt von etwa 115⁰C kann ▼erwendet werden.

Nach einem bekannten Verfahren bot Herstellung der fe&penharze wird das Pinen mit einen raffinierten Kohlenwasserstoff lösungsmittel, wie einem Vaphthasohnitt, verdünnt and mit einem Friedel-Krafts-Katalysator in Berührung gebracht. Nachdem eioh die anfängliehe Wärmeentwicklungsreaktionen gelegt haben» wird eine zusätzliche Bertihrunge«» :■·-· seit mit dem Katalysator rorgesehen. Der Katalysator wird durch aufeinanderfolgendes Waschen mit Wasser und vetdttnntem, wäßrigen Alkali und durch Abtrennen der wäßrigen und Kohlenwasserstoffphasen entfernt. Die Kohlenwasserstoffphase wird dann einer hohen. Temperatur ausgesetzt und dampfdestilliert. Das für die Zwecke der rorligenden Erfindung geeignete Plnenhars bleibt im Destillationsgefäß.

Die Eigenschaften yon "Piccolyte" sind folgende:

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Piooolyte S - 115 Plocolyt· AX beta-Ilnenhaxs alpfaa-finenhaxs

Ring*- und Kugel- Schaelspankt	115°0	115⁰O
Bxoasahl	5-5	15-20
Diohte ImI 13,5⁰O	0,980	0,980
Farbwert (Gardnerakala)	1-3	5-6
Molekulargewicht	•turn 1 200	•tv* 1 200

Hei&echaelxklebetoff wixd durch gründliohee Ttxaisohtn Bestandteil* bsi sinsx T«
(200 bis 300⁰J) hsxgsstsllt.

dsx Btstftndtsils bsi sinsx T««p«ratur ton 93 bis 149⁰O

Di· erfindungBgeaaoen Kaaaen «nthalten Toxsogsweiss 75 bis 85 Osw. % ataktisob·· Polypropylen and 15 bis 25 Qsv· % ·1ηββ 5P«rp«nh*rMe, nialioh alpha-Pinenhari oder bsta-Pinsnhaxs.

Zu AofbXinfsn auf «in· Oberfläoh· wird d«x Klebstoff auf 121 bis 177⁰O (250 bis 35O⁰I) «xnitst und auf di· Obsxflloti· des Sub·trat· in geeignete! Veise aufgebracht.

Geeignete relativ· Mengen τοη Bestandteilen sind etwa 69 bis 90 Oew· t atakti»oh·· Polypropylen, etwa 1 bis

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15 Oev. f isotaktieohee Polypropylen und etwa 1 via It Oev. Ji Terpenhar*. BIa beTorsugten Bereiche sind 70 bla 78 0aw. + ataktiaches Polypropylen, 8,5 Dia 15 flaw. + ieotaktisohee Polypropylen and 15 bla 17 flew, jt lerpeahars.

Bu für dia Zwaotaa dar rorliegenden Srfindang geeignete IaIlBl let einee, d*a eich la dar übllolian Valaa τοη das Ansäuern dar aohwarian, abgesohluiien Flllealgkalt bei dar Herstellung τοη alkalische* ^pierbrei ableitet und la Handel erhältUoh ist, e.B. ala «Baal« SH" odar "Indue Oil JO-RO", hergestellt τοη dar Yaat Tlrginia Paper and Pulp Coapany. Jedes IaIlOl pit einer Sinresahl τοη 155 bla 183₉ einer Terseifungeeahl τοη 158 bis 185 and einer Jodsahl τοη 143 bis 210 iet geeignet.

Geeignete relatiTe Mengen τοη Bestandteilen sind etwa 75 bla etwa 95 Gew. £ ataktlsohaa Polypropylen und etwa 5 bla 25 Oaw. * Tallöl.

Baa für die $weoke der BrXindung Temandata Polyäthylen iatellgeaein bekannt. Bin geeignetes Polyäthylen hat einen Ring- ind Engel-Brwalohungspunkt τοη etwa 115 bla etwa 120⁰O u»d einen ΗΣ (Sohaelsindex)-Vert von 2 bla (ASIM B 1238*621). Bla Herstellung τοη Polyäthylen ist in ■ahlrelhhen ?atenteohriften be a ehr leben, s.B. la dan SSA-

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Patentschriften 2,377,779 «ad 2,395,785 eowie in der Literatar, i.B. tob Golding In "Polymere and Resins", D. Tan loretrand Company, Ine. (lew Toric - 1959).» Seiten 574 Ma 387.

Bit erfindungsgesAeen Hassen enthalten Toreugsweiee bis 95 öew. % ataktisches Polypropylen und 5 Dta 25 Oew. Jt ieotaktieohes Polypropylen odez Polyäthylen. Massen, die bie su 40 Gew. Ji ieataictisohes Polypropylen oder Polyttthylen besitsen, wurden hergestellt and gapiUft. Obwohl dice« letzteren Massen befriedigende lofreieTerflohlOflse (tear eeale) und BntlamlLierungD-ergebniese «eigen, sind sie doch wegen ihrer hohen Yisfcoiitttt nicht Tollständig geeignet. Obwohl die 5 bis 25 Gew. jt-Maeeen eine Tiskosität bei 150⁰O (300⁰P) besitzen, die eine wirtschaftliche und rasche Aufbringung dee !Klebstoffe auf das Substrat ermöglicht, erfordern die 40 Gew. jt-Kaaeen Temperaturen in der Gegend τοη 185⁰O (365°?), vm brauchbare Tiskosltäten bu erreichen.

Der HeiÖechaelBlclebstoff wird hergestellt durch gründllohee Teraieohen der Bestandtuile bei eine* Temperatur Ton 93 bis 249°q (200 bis 480°?). Obwohl die hier be» eohriebenen Massen sit einea SigBa-Plattenaleoher liergeetellt worden sind, kennen sie auch in irgendeiner anderen geeigneten Weise erseugt werdeu.

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Zum Aufbringen auf eine Oberfläche wird der Klebstoff auf eine Temperatur τοη 121 bis 185⁰O (250 bis 365⁰F) erhitzt und auf eine der su verbindenden Oberflächen aufgebracht.

Die Heißsohmelzklebstoffe werden durch «wei einfache Tereuohe ait Kraftpapier getestet.

Sie trete Prüfung ist der BeiSbindungstest. Bio Probe wird aus einem 22,7 kg (50 lbs.) Kraftpapier hergestellt, das in 2,5 ζ 15 »2 ca (1 χ 5 Zoll) Streifen geschnitten wird. Sin Streifen wird auf einer einsigen Seite über eine länge von 5,1 cm (2 Zoll) mit einem 25t4 bis 50,8 μ. (1 bis 2 mil) dicken Überzug τοη Heißklebstoff ttbersogen, und ein anderer Streifen wird auf den ersten Streifen gelegt. Die Probe besteht dann aus zwei Papier-

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schichten, die miteinander ttber eine 12,9 cm (inch) fläche an einem Ende verbunden sind. Der !Test wird ausgeführt, indem man die freien Enden der Streifen ergreift und sie langsam in'entgegengesetzten Richtungen senkrecht en der Bindung zieht. Eine reißfeste Bindung besteht, wenn ein Versagen In dem Substrat (in diesem Fall Kraftpapier) auftritt, und kein Fehler in der Klebstoffbindung* Der Test wird durchgeführt bei Raumtemperatur und bei -31,6⁰C (-25⁰F). Die letztere Temperatur wird angewendet, um eine Brlichigkeit der Bindung an der besonders

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extremen, niederen Temperatur zu prüfen, die in der Praxis erwartet werden kann.

Die zweite Prüfung ist der Entlaminierungstest. Diese Prüfung wird durchgeführt, indem man eine 5,1 cm (2ZoIl) Überlappungsverbindung mit 2,5 x 15,2 cm (1 χ 6 Zoll) Streifen aus 22,7 kg (50 lbs.) Kraftpapier durchführt. Sie Probe wird an einer 12,9 cm (Zoll ) großen Fläche von Klebstoff mit einer Dicke von 25,4 bis 50,8^u (1 bis 2 mil) durchgeführt. Die gesamte Länge der Probe beträgt 25,4 cm (10 Zoll). Der Streifen wird in einem 66⁰O (150⁰P) heißen Ofen eine halbe Stunde lang aufgehängt. Es sollte sich kein Anzeichen dafür bilden, daß sich die Papiersubstrate trennen, wenn der Versuch als erfolgreich bestanden angesehen wird.

Bei einer dritten Prilling, dem Kriechtest, werden Proben hergestellt, welche zunächst die beiden ersten Tests zu bestehen haben. Dieser Versuch wird durchgeführt, indem man eine 5,1 cm (2 Zoll) Überlappungsverbindung mit 2,5 x 15,2 cm (1 χ 6 Zoll) Streifen aus 22,7 kg (50 lbs.)

ρ Kraftpapier herstellt. Die Probe wird an einer 12,9 cm (2 Zoll ) großen Fläche vom Klebstoff mit einer Dicke von 25,4 x 50,8μ (1x2 mil) hergestellt. Die gesamte Länge der Probe beträgt 25,4 cm (10 Zoll). Der Streifen wird eine halbe Stunde lang in einem Ofen bei der gewünschten

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Temperatur aufgehängt, mit einem 100 g schweren Gewicht am unteren Seil des unteren Streifens. Dieser Test soll die Bereitschaft der Klebstoffbindung gegen Seformierung als eine Funktion der Temperatur bestimmen. Die Stabilität der Bindung bis ssu 75⁰O oder höher wird als aisreiohend betrachtet.

Sie folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Frfindung, sollen sie jedoch nicht einschränken.

Beispiel 1

80 g ataktischee Polypropylen, enthaltend 0,8 g 2,6-Di-tbutyl-4-methylphenol (Antioxydationsmittel) wurden in einem Sigma-Plattenmlscher mit 20 g Resin SH, einem Tallöl, bei etwa 150⁰O (302⁰F) vermischt, bis eine homogene Schmelze erhalten war. Sie heiße Schmelze

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wurde auf eine 6,5 cm (1 Zoll ) große Fläche im Hittelpunkt eines 2,5 x 7,6 cm (1 χ 5 Zoll) großen Streifens aus 22,7 kg (50 lbs.) Kraftpapier aufgebracht, und man UeB sie in einer staubfreien Umgebung abkühlen. Sie Klebstoff enthaltenden Streifen wurden dann auf 2,5 x 7,6 cm (1 χ 3 Zoll) große Streifen von unbehandeltem Kraftpapier, auf Aluminiumfolie, Polypropylen und Cellophan aufgelegt, und es wurde mit der Hand Druck aufgebracht, um die Bindung herzustellen. Sie Streifen wurden

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dann, wit oben beschrieben« auf Abeiehfestigkeit und Scherfestigkeit geprüft.

Beispiel 2

Zum Vergleioh worden 100 g ataktlaches Polypropylen, enthaltend 1 g BHT-Antioxydationamittel, auf 121⁰C (25O⁰I) erhltst, bis sich eine Heißsohmelze bildete, alt der Teststreifen wie la Beispiel 1 hergestellt und geprüft wurden.

Der Test wurde auf einem Tlnlus-Olsen-Zugfestigkeits-PrUfeerät unter Verwendung einer Trenngeschwindigkeit τοπ 5,1 cm (2 Zoll) pro Minute durchgeführt.

Ill

	Abeiehfestigkeit (g/om)	0	atak	Scherfestigkeit (g/om²)	atak
		36	tisches		tisches
Substrat, an welches	a tak	216	Polypro	a tak	Polypro
das Kraftpapier mit	tische s	54	pylen +	tisches	pylen +
Klebstoff gebunden	Polypro	Tallöl	Polypro	Tallöl
wurde	pylen	36	pylen	471
Papier	198	0	889
Aluminiumfolie	288	974	388
Polypropylen	450	444	5H
Cellophan	546

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Ein anderer Ansatz unter Verwendung von Inlus Oil JO-HO anstelle dee TaUöls gab Ergebnisse, die mit denen des Beispiele 1 vergleichbar sind.

Ee ist ohra weiteres zu erkennen, daß die Zugabe vot Tallöl i-n den angegebenen Mengen die KIebeeigenaohaf ti η -von <> taktischem Polypropylen erheblich erhöht. Sie Zug&be vor Tallöl verringert etwas die Scherfestigkeit, doch nicht so ausreichend wie dies im Vergleich zur Zunahme de? Abziehfestigkeit in Erscheinung tritt.

Beispiel 3

It: TOrmolite-Harz wurde wie folgt hergestellt: 4-5,7 1 (12 gallons) katalytisches G&ettl mit einem Siedebereich von 204 bis 343°C <400 bis 65O⁰P) und einem Gehalt von 43 $ Aromaten (Gel) wurden in ein mit Glas ausgekleidetes, 75,7 1 (20 gallons) fassendes Reaktionsgefäß gegeben, das lui.ft einem Turbinenrlihrwerk ausgestattet war.

Anschließen^ wurden 1,81 kg (4 lbs.) Paraformaldehyd und 7*57 1 (2 gallons) Essigsäure zugegeben und die Mischung mit Hilfe eines heißen Ölbads auf 93⁰O (200°P) erhitzt. In einem gesonderten ReaktionsgefäB wurden 2,063 kg (4,56 lbs.) mit 3*03 1 (0,30 gallon) Essigsäure einer Eomplex-

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bildungs-Reaktion unterworfen· Dor Ka-taly θα torkomplex wurde den anderen Bestandteilen zugegeben. Die Temperatur wurde auf etwa 104⁰C (220°?) gehalten. Es wurde ohne Druck gearbeitet. Nach 15 Hinuten wurde das Erwärmen unterbrochen und die Säureschicht abgezogen. Der zurückbleibende Reaktionsgefäßinhalt wurde dreimal mit 750 ml HpO gewaschen. Das Wasser wurde dekantiert und der Reaktorinhalt in eine Vakuum-Destillationsvorrichtung überfuhrt. Se wurden die folgenden Fraktionen abgetrennt: Anfangssiedepunkt von 343,5⁰C (651⁰F), 62,8 # (dies wird als unumgesetztas Ausgangsmaterial betrachtet); 544 bis 434,5⁰O (652 bis 814⁰P), 5,1 #; 435 bis 482,5⁰O (815 bis 901⁰F), 10,9 $i 482,5⁰C (901⁰F), 21,1 $. Die zwischen 345 und 434,5⁰C (652 bis 814⁰F) übergehende Fraktion ist ein schwachgelboa, flüssiges Harz. Die zwischen 435 und 482,5⁰C (815 bis 901⁰F) übergehende Fraktion ist ein weiches, festes Harz mit einem Ring- und Kugel-Schmelzpunkt von 45⁰C bis 50⁰C. Diese beiden Fraktionen werden normalerweise nicht bei den erfindungsgemäßeη Heieschmelzklebstoffen verwendet; sie können nochmals einer anschließenden Reaktion erneut zugeführt werden, um sie zu einem harten Harz aufzuarbeiten.

Die bei der Destillation anfallenden Bendenprodukte mit einem Siedepunkt oberhalb 482,5⁰C (901⁰F) und mit einem

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Ring- and Kugel-Schmelzpunkt von etwa 12O⁰O sind der Typ an hartem lOrmdlite-Harz, der ftir die erfindungsgemäßen Klebstoff massen Terwendet wird. Harte Barze mit einem Ring- und Kugel-Schmelzpunkt von 49 bis 177⁰O (120 bis 350⁰P)₉ vorzugsweise von 74 bio 149⁰O (165 bis 30O⁰F) sind geeignete Formolite-Komponenton,

Sin nach der obigen Beschreibung hergestelltes» hartes Harz wurde analysiert mit Hilfe von analytischen Standardmethoden; es enthielt ungefähr 2 bis 3 Gew. £ Sauerstoff.

Beispiel 4

Ein zweites Pormolite-Harz wurde wie folgt hergestellt:

102,5 kg (226 lbs.) katalytisches Gaeöl mit einem Siedebereich von 231 bis 300°C (448 bis 572⁰F) und einem Gehalt von 47,3 £ Aromaten (GEL) und 6,35 kg (14 lbs.) Paraformaldehvd wurden in ein mit Glas ausgokleidetee, 189 1 (50 gaXlona) fassendes Reaktlonsgefäß gegeben, das mit einem Rührwerk versehen war. Die Mischung wurde auf 88 bis 11O⁰O (ISO bis 230⁰P) erhitzt.

Anschließend wurden 8,16 kg (18 lbs.) 96 Gew. Schwefelsäur« langsam zu 24,9 kg (55 lbs.) Bisessig unter

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Rühren gegeben, und die Säuremiaohung wurde langaam in das Reaktionagefä0 unter Rühren eingemeasen.

Das Reaktionsgemisoh wurde etwa 30 Minuten bei 88 bie 110⁰C (190 bis 23O⁰F) gerührt. Se wurde ein geeohlosaenea System verwendet, und der Druck atieg langaam auf etwa 2,25 bie 2,32 kg/cm² (32 bis 33 peig).

Daa Brhitsen wurde unterbrochen, die Säureeohloht duroh Abaetsenlaaaen entfernt, und die Reaktionsprodukte wurden heiß EU Waeaer-WaeohYorriohtungen gepumpt. Die Produkte wurden viermal gewaaohen. Bs wurde Vaeaer duroh Abaetsenlaaaen entfernt und das Reaktloneprodukt im YaicuuB destilliert. Man erhielt 13,92 kg (30,7 lbs.) hartes Hars. Es stellt eine Bodenfraktion alt einem Siedebereioh von oberhalb 260°0/1 bsi Hg (500°I) dar. Das Material hatte einen Ring- und Kugel-Sofamelspunkt von 105⁰O. Das Bars und andere hergestellte Bari·, die in den Beispielen 3 und 4 angegeben worden sind, wurden auf ihren Aoetatgehalt untersucht« Xs wurde gefunden, daß sie etwa 0,1 bis 1,0 Aoetatgruppen pro Molekül ronollte-Bars enthalten. Die Analyse wurde duroh Ermittlung der TerseifungsBahl und mit Hilfe der Infrarotspektren durchgeführt. Der . HelBaohmelBklebBtoff wird hergestellt duroh gründliches Mischen der nach den Beispielen 3 und 4 erhaltenen Barse mit ataktieohem Polypropylen und laotaktiaohem PoIy-

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propylen bei 93 bis 204°ö (200 bis 400⁰F) und vorzugsweise bei 149 bis 177°ö (300 bis 35O°P).

Zum Aufbringen auf eine Oberfläche wird der Klebstoff auf eine Temperatur von 121 bis 149°0 (250 bis 30O⁰P) erhitzt, dann auf die Oberfläche aufgebracht, welche in irgendeiner geeigneten Weise zu verbinden ist.

Geeignete relative Mengen an Bestandteilen sind etwa

70 bis etwa 95 Gew. £ ataktieches Polypropylen, etwa 1 bis etwa 15 Gew. % isotalctisches Polypropylen und etwa 1 bis 20 Gew. 5* lOxmolite-Harz. Die bevorzugten Bereiche der relativen Mengen der Bestandteile sind 75 bis 89 Gew. i» ataictisches Po> propylen, 9 bis 11 Gew. # Isotaktisches

Polypropylen und 1 bis 16 Gew. j6 Formolite-Harz. Beispiel 5

Die folgenden Ansätze zeigen die Eigenschaften von verschiedenen Hassen aus ataktischem Polypropylen, isotaktischem Polypropylen und Eomollte-Harz:

Sie Eigenschaften des "Oletac 100" sind folgende:

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IABBIIE 17

Tiskoeität-bei Ring und Molekular- Intrinsic-150⁰C (300⁰E¹) Kugel gewicht Tiakoeität

ep. ⁰G. JTn J

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4 200 bia 115 bis 16 000 bis 0,28

5 800 121 20 000

SAHBIXB V

Ansatz

O	2
O
to
00	5
*·»	4
O *>.	5

cn

AIAKTISCHB-ISOSAKEISOKB MISOHOTGBIi, ENTHALESHI) BIK HAHTES PORMOLISiE-HARZ

Sew·-Seile

ataktisches Polypropylen 'Öletao 100)

90* 90* 90* 90* 90* 90* 90* 90*

isotalctiseheß Polypropylen

10 10 10 10 10 10

3?ormo-Ii te-

ffarss

10
20
10
20

Schmelz- und

Ο«

158 156

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(500 ?)cvd. 30 COC 28 000 24 000 28 000 20 COO 30 000

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4 900

Versagen durch

^riechst:

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>130 >130 >130 120 120

Reiöbinäum?

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1 feil Antiorrdationemittel beim Verarbeiten des Klebstoffs zugegeben

Aufreißverschluß

Zweifelhafter Aufreißverachluß (AofreißYersohluB, wenn die Streifen mit mäßiger

Gesohwindiglceil; abgesogen werden; lain Aufreißverschluss wenn sie langsam weg-

gesogen werden)

Kein Aufreißyerachluß

T N Ή N

Müssen, bei denen eich keine Reißbindung oder eine fragliche bsw. sweifelhaft· Beißbindung bei Räumte rape ra tür und tin« Beiebindung bei -31,6⁰C (-25°?) ergibt, würden Bum Verpacken τοη gefrorenen lahrungsmitteln geeignet sein, weil hierfür eine Reißhindung bei niederen Temperaturen erwünscht ist, aber zum leichten Öffnen eine schwache Reißbindung bei Raumtemperatur gewünscht wird. Hassen für Verschlüsse, die sich bei Raumtemperatur aufreißen lassen aber nicht bei -31,6⁰O (-25⁰F) könnten flir Zwecke Texwendet werden, bei denen es erwünscht ist, daß die Verschlüsse sich bei niederen Temperaturen 'offnen lassen, s.B. für Sisoremebehälter.

Die Hassen, welche eine zweifelhafte oder keine Reißbindung bei Raumtemperatur oder bei-31,6°C (-25⁰F) ergeben, besitaen eine hohe Scherfestigkeit bei diesen Temperaturen.

Beispiel 6

80 g ataktisohes Polypropylen, enthaltend 8 g 2,6-Di-tbtttjl-4-methy!phenol (Antioxydationsmittel) wurden in einem Sigma-Flattenmischer mit 20 g alpha-Pinenharz bei etwa 150⁰O (302⁰P) vermischt, bis eine homogene Schmelze

2 erhalten war. Die heiße Schmelze wurde auf eine 6,45 cm (1 inch²) fläche eines 2,54 χ 7,62 cm (1 χ 3 Zoll) großen

BAD

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Streifens aus 22,7 kg (50 IbB.) Kraftpapier im Mittelpunkt gebracht. Man ließ sie in einer »taubfreien Umgebung abkühlen. Sie Klebstoff enthaltenden Streifen wurden dann auf 2,54 χ 7,62 cm (1 χ 3 Zoll) große Streifen Ton nioht behandeltem Kraftpapier, Aluminiumfolie, Polypropylen und Gellophan gelegt, und es wurde mit der Hand Druck aufgebracht, um die Bindung herzustellen. SLe Streifen wurden dann nach den folgenden Angaben auf ihre Abziehfestigkeit und Scherfestigkeit geprüft.

Beispiel 7

Zum Vergleich wurden 100 g ataktiaohes Polypropylen, enthaltend 1 g BHT-Antioxydationsmittel, auf 121⁰O (250⁰P) erhitzt, mit der Teststreifen wie im Beispiel 1 hergestellt und geprüft wurden.'

Die Prüfung wurde auf einer Tinius-Olaen-Zugfestigkeitsmaschine unter Einhaltung einer Trenngeschwindigkeit von 5»1 cm (2 Zoll) pro Minute durchgeführt.

Der Abziehversuch wird durchgeführt, indem man einen Streifen befestigt und einen Zugarm an einem Ende des zweiten Substrats befestigt, so daß das zweite Substrat senkrecht zu der Klebstoffschicht gezogen wird. Wenn die Prüfvorrichtung in Tätigkeit gesetzt wird, zeichnet sie

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die notwendigen g auf, die bis zum Versagen der Bindung bei der Geschwindigkeit von 5,1 cm (2 Zoll) pro Hinute quer über die 2,5 cm (1 Zoll) Breite der Klebstoffläche notwendig sind.

Die Scherfestigkeit wird bestimmt, indem man ein Ende eines Substrats befestigt and an dem gegenüberliegenden Ende des anderen Substrate den Zugarm anbringt. Wenn das Prüfgerät in Tätigkeit gesetzt wird, zeichnet es die erforderlichen g auf, bis eine Scherung an der quadratischen 2,5 cm Klebstofflache entlang dar Achse der beiden verbundenen Streifen in einar Hate von 5,1 cm (2 Zoll) pro Minute stattfindet.

Sie Ergebnisse des Versuchs sind folgende:

Substrat, an welches das Kraftpapier mit Klebstoff gebunden wurde

Papier

Aluminiumfolie Polypropylen Cellophan

Abziehfestigkeit (g/om)

. atak-

tlsches

atak- Polyprotisohes pylen Polypro- PinenpyleS Harss

36

216

54

216 666 700

Scherfestigkeit (g/om*)

ataktisches

atak- Polyprotisches pylen + Polypro- Pinenpylen Harz

974.
444
546

457 755 458 380

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_BAD

Die Zugabe von Texpanharsen zn ataktlöchern Polypropylen erhöht gans erheblich die Abziehfeatigkeit der druckempfindlichen Bindungen, vSlirend im. wesentlichen die hohe Scherfestigkeit des atnktischen Polypropylens erhalten bleibt.

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BAD ORIGINAL

Wenn auch die Ansätze der Versuche 2 bis 6 sowie 8 bis 10 keine geeignete AufreiSbindung but Verwendung ale HeiÖBohmelsklebatoffe bei der Herstellung von Wellpappe aus Kraftpapier ergeben, so gibt es doch Tiele andere AnwendungsmCgllohkeiten, für die sie eioh eignen wurden, s.B. als Verschlüsse an den Enden von Brotelnwiokelpapieren, bei denen eine AufrelBbindung unerwünscht w&re.

Beispiel 8

In einem Sigma-Plattenmisoher wurden bei etwa 150⁰O (302⁰V) 90 g ataktisohes Polypropylen (Oletao 100), enthaltend 1 g 2,6-Di-t-butjl-4-oethylphenol als Antioxydationsmittel, mit 10 g isotaktlschem Polyproplyen vermischt, bis eine homogene KLsohung entstanden war· Die temperatur wurde dann auf 238⁰C (460⁰V) unter kontinuierlichem Mischen erhöht, wobei man eine homogene Sehmeise erhielt. Der Heißsohmelsklebstoff wurde auf 22,7 (50 lbs.)-Kraftpapier aufgebracht und dem oben angegebenen fest unterworfen. Die Masse gab eine gute Aufreifibindung bei

Baumtemperatur und bei -31,6⁰C (-25⁰P). Ss konnte bei 66⁰O (150⁰V) nach einer halben Stunde keine Bntlarainierung beobachtet werden.

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Beispiel 9

In einem Sigma-Plattenmischer wurden bei etwa 126_f5°0 (259⁰P) 80 g ataktisches Polypropylen (Oletac 100), enthaltend 0,8 g BHaS-Antioxydationsmittel, mit 20 g Polyäthylen vermischt, bis eine homogene Mischung erhalten war. Sie Temperatur wurde dann auf 194,5⁰O (383°?) unter Bildung einer homogenen Schmelze erhöht, die auf Kraftpapier aufgebracht wurde, das dann geprüft wurde. Sie Masse ergab eine befriedigende Aufreißblndung bei Raumtemperatur und bei -31,6⁰O (-25⁰P) und zeigte nach einer halben Stunde bei 66⁰O (150⁰P) keine Ent !.aminierung.

Sie erfindungsgemäßen Klebstoffmassen können funktionelle Materialien, wie Weichmacher, Klebrigmacher, Füllmittel, lösungsmittel, Verdünnungsmittel, Antioxydationsmittel und Farbeubstanzen enthalten.

Patentansprüche BAD ORIGINAL

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Claims

PAgBWgAHSPRUOHE

1. Thermoplastischer Heißscheelzklebstoff, ge lc e η η zeichnet durch ein hoaogenes Gemisch mit einem Gehalt eines größeren Anteils, Insbesondere von 60 bis

95 Gew. 56, eines ataktischen Polypropylens und eines geringeren Anteils, insbesondere τοη 5 bis 40 Gew. #, eines isotaktleohen Polypropylens und/oder von 1 bis 20 Gew. % Pormolite-Harz oder eines Polyäthylens oder von 15 bis 25 Gew. $> eines Terpenharzes oder von 5 bis 25 Gew. % Sallöl.

2. Heißschmelzklebstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß er ein ataktisches Polypropylen mit einem Hblekulargevicht von 15 000 bis 60 000 und/oder ein isotaktisches Polypropylen mit einem Molekulargewicht von 85 000 bis 95 000 und/oder ein Polyäthylen mit einem Schnelzindez von 2 bis 10 enthält.

3· Heiöschmelzklebstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch

gekennzeichnet , daß er 75 bis 95 Gew. %„ insbesondere 75 bis 85 oder 85 bis 95 Gew. ^, ataktisches Polypropylen und/oder 5 bis 25 Gew. ^, insbesondere 5 bis '15 Gew. i> oder 15 bis 25 Gew. 3C, isotaktisches Polypropylen oder Polyäthylen enthält.

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4· HeißechmelBklebetofi nach Ansprach 1 bis 3,(bdurch gekennzeichnet , daß er 75 bis 85 Gew. i» ataktisohee Polypropylen, Torsagsveise alt eines Molekulargewicht Ton 16 000 bis 25 000, enthält.

5· Heieeohnelssklebatoff naoh Ansprach 1 bis 4» dadurch gekenn«eiohnet , daS er ein lerpenhare mit eines Molekulargewicht ron etwa 1 200_v inebesondere ein alpha-Plnen- oder ein beta-Pinen-Har» enthält.

6« HeiflechneleklebBtoff naoh Anepruch 1 bis 5# dadurch gekenneelchnet , dal er 1 bis 15 Gew. £ iBOtaktleohes Polypropylen und 1 bis 20 Sew. % Tonaolite-Hara mit einem Ring- and lugel-SchaelBpankt τοη 50 bis 180°0 enthält.

7· Heieeohneleklebatoff naoh Anepruch 1 ble 6, daduroh gekenneeiohnet , daß er 1 bie 16 dew. + formollte-Hars enthält·

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