DE2620721A1

DE2620721A1 - Klebstoffmischung

Info

Publication number: DE2620721A1
Application number: DE19762620721
Authority: DE
Inventors: Heinz Hermann Dickmann; Dieter Hechenberger; Richard Krattner
Original assignee: Lingner and Fischer GmbH
Current assignee: Lingner and Fischer GmbH
Priority date: 1975-09-10
Filing date: 1976-05-11
Publication date: 1977-03-24
Also published as: CA1074939A; DE2620721C2; IL49552A0; ZA762870B; ATA347476A; SE7605246L; AR206964A1; FR2323750A1; FI64389B; IE42812B1; CH603779A5; IL49552A; US4325855A; FI761352A; SE425503B; AT349591B; IE42812L; FI64389C; IT1065978B; FR2323750B1

Description

beanspruchte - Großbritannien, Prioritäten: 10. September 1975, " , Nr. 37212/75

Die Erfindung betrifft neue Klebstoffmischungen, welche Gelierungsmittel enthalten. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf selbsttragende Klebstoffmischungen und auf gelierte flüssige Klebstoffe, wobei letztere aber keine oder eine stark verringerte Neigung zum Laufen und zur Schwanzbildung zeigen. Die erfindungsgemäßen Klebstoffmischungen sind dadurch ausgezeichnet, daß sie als Gelierungsmittel ein Salz des Monoamids der
Terephthalsäure enthalten.

Klebstoffe werden in großem Ausmaß in der Industrie, im Haushalt und im Büro angewendet. Bei unsachgemäßer Handhabung sind sie jedoch wegen ihrer klebrigen Natur unangenehm und schwierig anzuwenden. Demgemäß haben Klebstoffhersteiler insbesondere

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für Verwendungszwecke im Haushalt und im Büro versucht, ihre
Präparate derart zusammenzusetzen, daß sie möglichst bequem
in der Handhabung und der Anwendung sind und das Risiko bei
einem zufälligen Verspritzen und/oder bei einem nicht gewollten Kontakt mit anderen Oberflächen als die Arbeitsoberfläche möglichst weit verringert wird.

Sowohl im Haushalt als auch im Büro werden im weitesten Umfang Klebstoffmischungen in Form einer Lösung oder Dispersion eines Polymers mit Klebstoffwirkung in einer flüchtigen Trägerflüssigkeit angewendet. Infolge ihrer flüssigen Beschaffenheit ist
jedoch die Kontrolle bei der Handhabung solcher Klebstoffmischungen im allgemeinen recht schwierig. Derartige flüssige Präparate neigen zum Verlaufen, wenn sie auf geneigte Oberflächen aufgebracht werden, und außerdem bilden sie leicht Stränge oder
Schwänze, wenn die Auftragsvorrichtung, üblicherweise eine auspreßbare Tube oder eine Flasche mit flexibler Aufttragsdüse_/von der Arbeitsoberfläche abgezogen wird. Auch neigen die Auftragsvorrichtungen dazu, auszulaufen, wenn sie unverschlossen oder in anderer Weise ohne Sorgfalt auf dem Arbeitsplatz hinterlassen werden.

Da die meisten der vorstehend geschilderten Schwierigkeiten
darauf beruhen, daß die Klebstoff mischung in Form einer fließfähigen Flüssigkeit vorliegt, wurden auch Versuche unternommen, die Flüssigkeit so weit einzudicken oder zu gelieren, daß sie nicht mehr langer spontan fließfähig war. Die klebenden Eigenschaften eines Polymers hängen jedoch in echt kritischer Weise

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von einem möglichst innigen Kontakt zwischen~den beiden zu vereinigenden Arbeitsoberflächen und dem dazwischen befindlichen Polymerfilm ab. Jedes in diesem Film vorhandene andersartige Material übt daher eine Antiklebwirkung aus. Man hat daher den vorgeschlagenen Zusatz eines Geliermittels zu dem an sich unkomplizierten Grundsystem aus Polymer und flüchtigem Lösungsmittel auch nur mit Vorsicht in die Praxis eingeführt und dabei die Wirkung des vorgeschlagenen Gelierungsmittels auf die Klebeigenschaften des Gemisches mit Sorgfalt in Betracht gezogen. Viele der in anderen technischen Bereichen angewendeten Gelxerungsmi ttel sind für die Klebstofftechnik ganz ungeeignet, weil sie entweder mit dem die Klebwirkung ausübenden Polymer vollständig unverträglich sind oder weil sie in einer zu hohen Konzentration eingesetzt werden und dadurch die Klebwirkung zerstören oder weil sie die Austrocknungszeit nachteilig beeinflussen oder weil sie das betreffende Lösungsmittelsystem überhaupt nicht zum Gelieren bringen.

Trotz dieser grundsätzlichen Probleme bei der Auswahl eines geeigneten Gelierungsmittels sind bereits Rezepturen vorgeschlagen worden, welche in Form eines Klebstiftes zur Anwendung kommen, der auf der Arbeitsfläche abgerieben wird und dabei einen wirksamen klebenden Film hinterläßt.

Bei diesen Klebstiften handelt es sich entweder um Dispersionen eines Polymers mit Klebwirkung in einer wachsartigen festen Basissubstanz oder um gelierte Lösungen oder Dispersionen des

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betreffenden Klebstoffes in einer üblichen TrägerflüSs&gkeitr. In den zuletztgenannten Fällen werden mindestens etwa 10 Gewichtsprozent und üblicherweise mindestens etwa 15 Gewichtsprozent des Gelierungsmittels benötigt, um die erforderliche Konsistenz für die Masse des Klebstiftes zu erzielen. Die vorstehend genannten Gelierungsmittel, insbesondere Fettsäuresalze, haben jedoch einen zwar kleinen, aber merklichen Antiklebeffekt.

Die Erfindung beruht auf der überraschenden Feststellung, daß bestimmte Derivate von Terephthalsäure in relativ kleinen Mengen zur Gelierung von Lösungen oder Dispersionen von polymeren Stoffen mit Klebwirkung verwendet werden können, ohne daß sie einen merklichen Antiklebeffekt ausüben.

Die erfindungsgemäßen Klebmischungen, welche mindestens ein Polymer mit Klebwirkung, mindestens ein nichttoxisches, flüchtiges Lösungsmittel bzw. flüssiges Dispergiermittel für die klebende Polymerkomponente sowie eine ausreichende Menge eines Geliermittels für das Lösungs- oder Dispergiermittel enthalten, um die Fließfähigkeit der Lösung oder Dispersion unter dem Einfluß der Schwerkraft herabzusetzen, sind dadurch gekennzeichnet, daß sie als Geliermittel ein Salz einer Verbindung gemäß Formel I enthalten

HOOC (f \\— CO—N (I)

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in welcher R Wasserstoff oder eine C₁_,g-Alkylgruppe und R, eine C. ,„-Kohlenwasserstoffgruppe ist.

Vorzugsweise werden Verbindungen der vorstehenden Formel I als Gelierungsmittel verwendet, bei denen R Wasserstoff und R. eine C₄ ,g-Alkylgruppe ist.

Als Salze der Verbindungen der Formel I eignen sich Alkalimetall-, Erdalkalimetall-, Ammonium- und'substituierte Ammoniumsalze. Insbesondere geeignet sind Natrium-, Kalium- und Ammoniumsalze, wobei das Natriumsalz das bevorzugte Gelierungsmittel ist.

Verbindungen der vorstehend angegebenen Formel I sowie ihre Gelierungswirkung sind in den nachstehenden Literaturstellen beschrieben:"Industrial and Engineering Chemistry", Bd. 49, Nr. 10, Oktober 1957, Seiten 1691-1694 und "N.L.G.I. Spokesman", 20, Nr. 11, Februar 1957, Seiten 10-15. Diese Vorveröffentlichungen geben jedoch keinen Hinweis darauf, daß diese Verbindungen in Klebstoffmischungen verwendet werden könnten.

Als Polymer mit Klebwirkung kann ■ bei den erfindungsgemäßen Klebstoffwirkungen jede klebende Komponente verwendet werden, wie sie auch in Klebstiften und anderen flüssigen Klebmitteln üblicherweise eingesetzt wird. Sehr geeignet sind z.B. Polymere der folgenden Art: Polyvinylacetat, Polyvinylalkohol, Polyvinylchlorid, Polyvinylpyrrolidon, Polyurethan, Polyacrylsäure oder Polymethacrylsäure bzw. deren Ester, Polyacrylamide, Methylcellulose und äthoxylierte Stärkederivate.

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Die in den erfindungsgemäßen Klebstoffmischungen eingesetzte Trägerflüssigkeit hängt in gewissem Ausmaß von der ausgewählten Polymerkomponente mit Klebwirkung und außerdem davon ab, ob die Klebstoffmischung als fester Klebstoffstift oder aber als gelierte, noch fließfähige Flüssigkeit angewendet werden soll. In den meisten Fällen wird als Basisflüssigkeit eine Mischung von Lösungsmitteln verwendet, um die erforderliche Trocknungsgeschwindigkeit und die erforderliche Löslichkeit oder Dispergierfähigkeit sicherzustellen. Wasser ist üblicherweise eine Hauptkomponente einer Rezeptur für einen Klebstoffstift und Mischungen aus Wasser und niedrigen Alkoholen, wie Methanol, Äthanol und Glycerin, eignen sich manchmal gleichfalls als Trägerflüssigkeit für Stiftrezepturen. Für Klebstoffmischungen mit einer gewissen Fließfähigkeit besteht die Trägerflüssigkeit im allgemeinen aus einer Mischung von Lösungsmitteln mit mittlerer Polarität. Bisher sind für Klebstoffmischungen in Stiftform und flüssiger Form beispielsweise Wasser, niedrige Alkohole, niedrigmolekulare Ester und Ketone als Trägerflüssigkeiten verwendet worden. Auch Mischungen aus zwei oder mehreren der nachstehenden Komponenten sind für diesen Zweck eingesetzt worden: Wasser, Glycerin, Methanol, Äthanol, Isopropanol, Äthylenglykol, Methylacetat, Äthylacetat, Butylacetat, Dibutylphthalat, Cyclohexanon, Aceton, Methyläthylketon und Methylisobutylketon.

Die Wahl des jeweiligen Lösungsmittels hängt auch von der Art des eingesetzten Gelierungsmittels ab. Langkettige Verbindungen der vorstehend angegebenen Formel I, bei denen R, und/oder R

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- Jf -

mehr als 10 Kohlenstoffatome enthalten, neigen dazu, relativ unlöslich in Wasser zu sein,und daher sind nicht-wässrige Lösungsmittelsysteme erforderlich, wenn sehr feste Stiftmassen hergestellt werden sollen. Kurz_kettige Verbindungen der Formel I, bei denen R. und/oder R weniger als 3 Kohlenstoffatome enthalten, sind hingegen außerordentlich löslich in Wasser, und es kann daher unwirtschaftlich sein, sie in Kombination mit wässrigen Lösungsmittelsystemen einzusetzen.

In bestimmten Fällen kann es erforderlich sein, geringe Mengen an Emulgatoren oder Dispergiermitteln mitzuverwenden, um eine homogene Masse herzustellen.

Im allgemeinen enthalten die erfindungsgemäßen Klebstoffmischungen 5 bis 50 Gewichtsprozent der Polymerkomponente mit Klebwirkung,und deren Konzentration beträgt üblicherweise 10 bis Gewichtsprozent und sehr oft 15 bis 30 Gewichtsprozent.

Die Konzentration des Gelierungsmittels wird danach ausgewählt, welcher Gelierungsgrad gewünscht wird. Geringe Mengen von beispielsweise 0,1 bis 2 Gewichtsprozent sind üblicherweise ausreichend, um eine flüssige Klebstoffmischung so weit zu gelieren, daß sie nicht mehr zum Verlaufen und zur Schwanζbildung neigt. Größere Mengen des Gelierungsmittels von beispielsweise 2,5 bis 10 Gewichtsprozent, aber öfters auch von 10 bis 25 Gewichtsprozent, können für die Herstellung von Klebstoffstiften angewendet werden.

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Im Rahmen der Erfindung hat sich gezeigt, daß die Mitverwendung einer ionenbildenden Verbindung in Zusammensetzungen, welche große Mengen Wasser enthalten, von Vorteil sein kann, da dadurch die Stabilität der Klebstoffmischung erhöht wird. Obwohl der Mechanismus eines solchen Zusatzes noch nicht voll verstanden wird, kann doch davon ausgegangen werden, daß die ionisierende Verbindung einen gewissen Aussalzeffekt ausübt, wodurch die Gelierungstemperatur erhöht wird.

Für diese Zwecke geeignete ionenbildende Verbindungen sind Salze, wie Natriumchlorid, Kaliumchlorid, Ammoniumchlorid und Natriumsulfat, sowie andere wasserlösliche ionenbildende Salze.

Vorzugsweise wird für die erfindungsgemäßen Klebstoffmischungen Natriumchlorid als ionenbildende Komponente angewendet.

üblicherweise sind solche Ionen bildenden Verbindungen in den Klebstoff mi schungen der Erfindung in Mengen von 2 bis 15 Gewichtsprozent, bezogen auf die fertige Mischung, und üblicherweise in Mengen von 5 bis 10 Gewichtsprozent enthalten, wobei die bevorzugte Konzentration etwa 7 bis 8 Gewichtsprozent, bezogen auf die fertige Gesamtmasse, beträgt.

Die selbsttragenden Klebstoffmischungen gemäß der Erfindung können hergestellt werden, indem man die einzelnen Komponenten miteinander mischt und während oder nach dem Mischen auf üblicher- ■ weise 60 bis 90°C erhitzt. Gewünschtenfalls kann die freie Säure .' . einer Verbindung der Formel I auch in situ in das gewünschte

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Salz überführt werden, indem man eine freie Base zusetzt, wie Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid oder Ammoniumhydroxid, wodurch sich dann das Gelierungsmittel während des Vermischens bildet und die gewünschte Gelierung herbeigeführt wird. Sobald eine homogene Schmelze entstanden ist, kann man sie abkühlen lassen. Während des Abkühlens soll man eine Bewegung der Mischung möglichst vermeiden. Klebstifte können hergestellt werden, indem man die Mischung in entsprechenden Formen abkühlen läßt.

Wenn zusätzlich eine ionenbildende Verbindung mitverwendet werden soll, so kann diese in die bereits fertige Klebstoffmischung eingerührt werden, die durch Vermischen und Erhitzen der übrigen Komponenten hergestellt worden ist. Häufig ändert ein Zusatz einer solchen ionenbildenden Verbindung den Gelierungspunkt der Masse und begünstigt so deren Verfestigung.

Aus einer erfindungsgemäßen Klebstoffmischung hergestellte Klebstifte können in eine übliche, mit Schraubverschluß versehene Auftragsvorrichtung eingeschoben werden, so wie es für Lippenstifte üblich ist. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die homogene Schmelze direkt in die Auftragsvorrichtung einzugießen, die dann als Form dient, in der die Schmelze sich verfestigt. Andere Klebstoffmischungen können in Form der erhitzten Mischung direkt in ausdrückbare Tuben eingebracht werden und in diesen in situ abkühlen.

Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele erläutert.

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Beispiel 1

Aus den folgenden Komponenten wird eine Klebstoffmischung hergestellt:

Polyvinylpyrrolidon (Molgewicht 100000) 20 Gewichtsprozent

Glycerin , IO "

Natriumsalz von N-Hexylterephthalsäure- 5 "

NaCl 7,5

Wasser 57,5 ^M

Die Komponenten werden vorgewärmt und dann miteinander vermischt. Die Mischung wird in Formen eingegossen/Uni auf diese Weise werr den beim Abkühlen selbsttragende Stifte erhalten.

Beispiel 2

Aus den folgenden Komponenten wird eine Klebstoffmischung hergestellt:

Polyvinylacetat 30 Gewichtsprozent

Äthanol 24 "

Wasser 0,6

Methanol 9,9 "

Methylacetat 32,25 "

Natriumsalz von N-(n-Octyl)-terephthal-

säureamid 0,25 "

100,00

Die erwärmten Komponenten werden miteinander vermischt und die Mischung wird dann in ausdrückbare Aluminiumtuben eingefüllt

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uiö in diesen abgekühlt. Auf diese Weise wird eine ausdrückbare geleeartige Masse erhalten, welche eine hohe Klebwirkung hat und nur eine geringe Neigung zum Verlaufen und zur Schwanzbildung zeigt.

Beispiel3

Aus den folgenden Komponenten wird eine Klebstoffmischung'hergestellt:

n-Octylterephthalsäureamid 7 Gewichtsprozent

Wasser 52 "

Glycerin 10 "

Natriumhydroxid (30prozentig) 6 "

Polyvinylpyrrolidon 25 "

Die Komponenten werden auf eine Temperatur oberhalb 8O°C erwärmt und die Mischung wird während des Erwärmens vermischt. Die freie Säure ist an sich in Wasser nicht gut löslich, aber durch die allmähliche Umsetzung mit dem Natriumhydroxid wird die Säure in das lösliche Natriumsalz umgewandelt, und dadurch wird eine homogene Mischung erhalten. Diese Mischung wird in Formen eingegossen und bildet nach dem Abkühlen selbsttragende Klebstifte.

Beispiel 4

Unter Verwendung der Komponenten der nachstehenden Art wird die Arbeitsweise von Beispiel 3 wiederholt.

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n-Octyiterephthalsäureamid 3,5 Gewichtsprozent

n-Hexyltereph thai säureainid 3,5 "

Glycerin 15 "

j Polyvinylpyrrolidon 25 "

Natriumhydroxid (30prozentig) 4,5 "

Wasser 48,5 ^M

Beispiels.'.

Mittels der nachstehenden Komponenten wird die Arbeitsweise von Beispiel 3 wiederholt:

n-Octylterephthalsäureamid 5 Gewichtsprozent

Natriumhydroxid (30prozentig) 5 ^M

1,2-Propylenglykol 7 "

Glycerin 10 "

Polyvinylalkohol (teilweise verseift) 25 "

Wasser 48 "

B e i s ρ i e 1 6

Unter Verwendung der nachstehenden Komponenten wird die Arbeitsweise von Beispiel 3 wiederholt:

n-Decylterephthalsaureamid	3	Gewichtsprozent
1,2-Propylenglykol	17	N
Polyvinylpyrrolidon	25	H
Natriumhydroxid (30prozentig)	5	N
Wasser - - · ■■\.	50	H
\*		• Patentansprüche

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Claims

- te- Pate nt ansprüche

1. Klebstoffmischung, enthaltend mindestens ein Polymer mit Klebwirkung, mindestens ein nichttoxisches flüchtiges Lösungsmittel bzw. flüssiges Dispergiermittel für die klebende Polymerkomponente sowie eine ausreichende Menge eines Geliermittels für das Lösungs- oder Dispergiermittel, um die Fließfähigkeit der Lösung oder Dispersion unter dem Einfluß der Schwerkraft herabzusetzen, dadurch gekennzeichnet , daß als Geliermittel ein Salz einer Verbindung gemäß der nachstehenden Formel I verwendet wird

HOOC (/ \y_cO—N (I)

in welcher R Wasserstoff oder eine C, .g-Alkylgruppe und R, eine C, ,g-Kohlenwasserstoffgruppe ist.

2. Klebstoffmischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Geliermittel ein Salz einer Verbindung der Formel I ist, in welcher R Wasserstoff und R, eine C_{4 ß}-Alkylgruppe ist.

3. Klebstoffmischung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Geliermittel ein Alkalimetall-, ein Erdalkalimetall-, ein Ammonium- oder ein substituiertes Ammoniumsalz einer Verbindung der Formel I ist.

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4. Klebstoffmischung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer mit Klebwirkung ein Polyvinylacetat, Polyvinylalkohol, Polyvinylchlorid, Polyvinylpyrrolidon, Polyurethan, eine Polyacrylsäure oder Polymethacrylsäure bzw. deren Ester, ein Polyacrylamid , Methylcellulose und/oder ein äthoxyliertes Stärkederivat ist.

5. Klebstoffmischung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie 5 bis 50 Gewichtsprozent des Polymers mit Klebwirkung enthält.

6. Klebstoffmischung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie 10 bis 40 Gewichtsprozent des Polymers mit Klebwirkung enthält.

7. Klebstoffmischung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie 15 bis 30 Gewichtsprozent des Polymers mit Klebwirkung enthält.

8. Klebstoffmischung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie 0,1 bis 2 Gewichtprozent des Geliermittels enthält.

9. Klebstoffmischung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie 2,5 bis 10 Gewichtsprozent des Geliermittels enthält.

10. Klebstoffmischung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekenn-

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zeichnet, daß sie 10 bis 25 Gewichtsprozent des Geliermittels enthält.

11. Klebstoffmischung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich ein wasserlösliches ionenbildendes Salz enthält.

12. Klebstoffmischung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie Natriumchlorid, Kaliumchlorid, Ammoniumchlorid oder Natriumsulfat enthält.

13. Klebstoffmischung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie das ionenbildende Salz in einer Menge von 2 bis 15 Gewichtsprozent enthält.

14. Klebstoffmischung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie das ionenbildende Salz in einer Menge von 5 bis 10 Gewichtsprozent enthält.

15. Klebstoffmischung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie das ionenbildende Salz in einer Menge von 7 bis 8 Gewichtsprozent enthält.

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