DE19927077A1 - Mehrstufig härtender Klebstoff - Google Patents
Mehrstufig härtender KlebstoffInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Schmelzklebstoff mit einem Schmelzpunkt von mindestens 40 DEG C, entweder enthaltend ein Polymeres, das mindestens eine gegenüber einer Verbindung mit einem aciden Wasserstoffatom reaktive funktionelle Gruppe und eine durch UV- oder Elektronenstrahlen polymerisierbare funktionelle Gruppe aufweist, oder ein Polymeres, das mindestens eine gegenüber einer Verbindung mit einem aciden Wasserstoffatom reaktive funktionelle Gruppe und keine durch UV- oder Elektronenstrahlen polymerisierbare funktionelle Gruppe aufweist und eine Verbindung mit einer durch UV- oder Elektronenstrahlen polymerisierbaren funktionellen Gruppe und einem Molekulargewicht (M¶n¶) von weniger als 5000.
Description
Die Erfindung betrifft einen Schmelzklebstoff mit einem Schmelzpunkt von
mindestens 40°C, entweder enthaltend ein Polymeres, das mindestens eine
gegenüber einer Verbindung mit einem aciden Wasserstoffatom reaktive funktionelle
Gruppe und eine durch UV- oder Elektronenstrahlen polymerisierbare funktionelle
Gruppe aufweist, oder ein Polymeres, das mindestens eine gegenüber einer Ver
bindung mit einem aciden Wasserstoffatom reaktive funktionelle Gruppe und keine
durch UV- oder Elektronenstrahlen polymerisierbare funktionelle Gruppe aufweist
und eine Verbindung mit einer durch UV- oder Elektronenstrahlen polymerisierbaren
funktionellen Gruppe und einem Molekulargewicht (Mn) von weniger als 5.000.
Die maschinelle Herstellung von Verbundmaterialien, insbesondere von
Verbundfolien, wird in der Praxis häufig durch Kaschieren unter Verwendung
lösemittelhaltiger Klebstoffe durchgeführt. Eine solche Vorgehensweise ist unter
verschiedenen Aspekten jedoch nachteilig.
Werden beim Kaschieren lösemittelhaltige Klebstoffe verwendet, müssen in der
Regel unter hohem Energieverbrauch erhebliche Lösemittelmengen während des
Kaschierprozesses verdampft werden. Weiterhin ist, zwecks Vermeidung des Aus
stoßes von Lösemitteldämpfen in die Atmosphäre, eine aufwendige Reinigung der
beim Verdunsten des Lösemittels anfallenden Abluft nötig. Ferner weisen
lösemittelhaltige Klebstoffe den Nachteil auf, daß sie eine ausreichende Festigkeit in
der Regel erst nach dem Durchlaufen einer Trockenstufe erreichen, das heißt,
nachdem mindestens die überwiegende Menge des im Klebstoff enthaltenen
Lösemittels abgedampft ist.
Der Verzicht auf Lösemittel beeinträchtigt andererseits aber in hohem Maße die
Verarbeitbarkeit eines Klebstoffs. Klebstoffe, die zur Herstellung von
Verbundmaterialien geeignet sind, sollen zunächst eine geeignete Verarbei
tungsviskosität aufweisen, aber möglichst nur geringe Mengen leichtflüchtiger Stoffe
in die Umgebung freisetzen. Weiterhin besteht an solche Klebstoffe die Anforderung,
daß sie in der Regel direkt nach dem Auftragen auf mindestens eines der zu
verbindenden Materialien nach deren Zusammenfügen über eine ausreichend gute
Anfangshaftung verfügen, die eine Verschiebung der verklebten Materialien
gegeneinander möglichst verhindert. Darüber hinaus soll eine solche Verklebung
jedoch auch über ein ausreichendes Maß an Flexibilität verfügen, um die
verschiedenen Zug- und Dehnbelastungen, denen das noch im
Verarbeitungsstadium befindliche Verbundmaterial in der Regel ausgesetzt ist, ohne
Schaden für die Klebeverbindung und ohne Schaden für das verklebte Material zu
überstehen.
Besonders hohe Anforderungen sind an die Anfangshaftung der verklebten
Materialien dann zu stellen, wenn nicht nur dünne Folien aufeinanderkaschiert
werden, sondern Materialien, die zwar eine erhöhte Zugfestigkeit aufweisen, dafür
jedoch eine wesentlich größere Biegesteifigkeit, beispielsweise bogenförmige
Kunststoffmaterialien mit einer Dicke von mehr als etwa 100 µm oder
Verbundmaterialien, die beispielsweise eine Kartonagenlage enthalten und deren
Dicke ebenfalls in der Regel mehr als 100 µm beträgt. Bei solchen Verbundstoffen ist
eine Verklebung besonders hohen Belastungen ausgesetzt, da schon geringe
Biegekräfte sich durch die hohe Biegesteifigkeit des Verbunds nahezu ungedämpft
auf die Klebestelle übertragen. Herkömmliche Klebstoffe sind in der Regel aufgrund
ihrer geringen Anfangshaftung nicht dazu in der Lage, schon kurz nach dem
Auftragen den auftretenden hohen Kräften an der Klebestelle unbeschadet zu
widerstehen.
Neben einer ausgezeichneten Anfangshaftung erfordern verschiedene Anwen
dungen, insbesondere bei der Verpackung von Lebensmitteln, weitergehende
Qualitäten der Klebeverbindung. So muß die Klebeverbindung nach der Aushärtung
eine derart hohe Festigkeit besitzen, daß beispielsweise verpackte Lebensmittel den
erhöhten Belastungen, denen sie beispielsweise beim Transport, Verkauf oder durch
den Anwender ausgesetzt sind, unbeschadet überstehen. Weiterhin müssen solche
Klebeverbindungen eine ausgezeichnete Wärmestandfestigkeit aufweisen, da
Lebensmittel häufig in warmem oder sogar heißem Zustand, wobei die Temperatur
bis zu etwa 100°C betragen kann, in die Verpackung abgefüllt werden. Erweist sich
die Klebeverbindung einer Lebensmittelverpackung dann nicht als ausreichend
wärmestandfest, kann es während des Abfüllvorgangs oder während der
Abkühlphase des Lebensmittels zu Beschädigungen der Klebeverbindung kommen,
die beispielsweise ein Austreten des Lebensmittels aus der Verpackung
verursachen. Ungünstig für das zum Verkauf vorgesehene Lebensmittel können
jedoch auch schon kleinste Risse in der Klebeverbindung sein, durch die beispiels
weise Mikroorganismen in die Verpackung eindringen und das Lebensmittel
unbrauchbar machen können.
Bei den aus dem Stand der Technik bekannten, konventionellen, lösemittelfreien
Klebstoffen besteht ein grundsätzlicher Nachteil in der Regel darin, daß die
Hafteigenschaften des Klebstoffs nach dem Auftrag aufgrund der niedrigen Viskosität
unbefriedigend sind und die Klebeverbindung daher bis zum endgültigen Aushärten
keinen Belastungen unterzogen werden darf, damit der Verbundwerkstoff die mit der
Verklebung beabsichtigte Form behält. Solche Klebstoffe sind in der Regel zur
Herstellung von Verbundmaterialien mit erhöhter Biegesteifigkeit nicht geeignet.
Weiterhin benötigen solche Klebstoffe in der Regel lange Aushärtzeiten, was die
Herstellung von Verbundwerkstoffen unter Verwendung solcher Klebstoffe häufig
unwirtschaftlich macht.
Ein Ansatz zur Vermeidung der oben beschriebenen Nachteile bestand darin, ein
mehrstufig härtendes Klebstoffsystem bei der Herstellung von Verbundmaterialien
einzusetzen. Hierbei wurden Klebstoffe benutzt, die in einer ersten Stufe durch
Bestrahlung einer schnellen, ersten Härtungsreaktion unterzogen wurden. Die
Festigkeit der Klebeverbindung nach dieser ersten Härtungsreaktion soll dergestalt
sein, daß sie eine problemlose Handhabung der verbundenen Gegenstände oder
Materialien ermöglicht. In einer zweiten Härtungsstufe härtet der Klebstoff dann
weiter aus, bis er die gewünschte Endfestigkeit hat.
Die DE-A 29 13 676 offenbart beispielsweise ein Verfahren zur Herstellung von Ver
bundfolien mittels lösemittelfreier Klebstoffe. Beschrieben wird ein lösemittelfreier, bei
Raumtemperatur flüssiger Klebstoff, der aus oligomeren und/oder polymeren Estern
und/oder Ethern besteht, die sowohl freie Isocyanatgruppen als auch freie
(Meth)Acrylatgruppen in einem Molekül enthalten.
Nachteilig wirkt sich bei solchen Verfahren jedoch aus, daß die Belastbarkeit der
Verklebung zwar ausreicht, um dünne, flexible Materialien mit geringer
Biegesteifigkeit zu verkleben, die Anfangshärtung jedoch in der Regel nicht
ausreicht, um Verbunde aus dickeren, steiferen Materialien in der Anfangsphase
kraftschlüssig zu verbinden.
Die EP-B 0 564 483 betrifft Reaktivkontaktkleber, Verfahren zu ihrer Herstellung und
ihre Verwendung. Die Druckschrift beschreibt zweistufig polymerisierbare
Beschichtungsmassen auf Urethanbasis, die durch einen Gehalt an UV-
polymerisierbaren Acrylatgruppen im Rahmen einer ersten Härtungsstufe zu einem
verfestigten, jedoch noch strukturgebend verformbaren beziehungsweise prägbaren
Material ausgehärtet werden können, worauf in einer nachfolgenden zweiten Stufe
die irreversible Verfestigung erfolgt. Zur Viskositätsabsenkung werden dem Klebstoff
monofunktionelle Acrylate zugegeben. Der beschriebene Klebstoff weist nach der
Bestrahlung Druckklebrigkeit auf. Als Verwendungszweck für den beschriebenen
Kontaktkleber wird die Verklebung von Holz und/oder Kunststoffteilen bei bis zu etwa
70°C, vorzugsweise bei Raumtemperatur, genannt.
Es war die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Klebstoff zur Verfügung zu
stellen, der sich zur Herstellung von Verbundmaterialien, insbesondere zur
Herstellung von Verbundmaterialien mit hoher Biegesteifigkeit eignet, der nach
Durchführung der Verklebung sofort eine hohe Anfangshaftung aufweist und nach
vollständiger Aushärtung zu Verbundwerkstoffen mit ausgezeichneten
Festigkeitswerten und guter Wärmestandfestigkeit führt.
Gelöst wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch einen Schmelzklebstoff mit einem
Schmelzpunkt von mindestens 40°C, wie er nachfolgend beschrieben wird.
Gegenstand der Erfindung ist ein Schmelzklebstoff mit einem Schmelzpunkt von
mindestens 40°C, enthaltend eine Komponente A oder eine Komponente A und eine
Komponente B oder eine Komponente B und eine Komponente C oder eine Kom
ponente A und eine Komponente C oder Komponenten A, B und C, wobei
- a) als Komponente A ein Polymeres mit einem Molekulargewicht (Mn) von mindestens 5.000, das mindestens eine gegenüber einer Verbindung mit einem aciden Wasserstoffatom reaktive funktionelle Gruppe und eine durch UV- oder Elektronenstrahlen polymerisierbare funktionelle Gruppe aufweist,
- b) b) als Komponente B ein Polymeres mit einem Molekulargewicht (Mn) von mindestens 5.000, das mindestens eine gegenüber einer Verbindung mit einem aciden Wasserstoffatom reaktive funktionelle Gruppe und keine durch UV- oder Elektronenstrahlen polymerisierbare funktionelle Gruppe aufweist und
- c) c) als Komponente C eine Verbindung mit einer durch UV- oder Elektronenstrahlen polymerisierbaren funktionellen Gruppe und einem Molekulargewicht (Mn) von weniger als etwa 5.000
enthalten ist.
Der Begriff "Schmelzpunkt" kann bei Zusammensetzungen, die mehrere Kom
ponenten mit zum Teil unterschiedlichem Molekulargewicht enthalten können, in der
Regel nicht scharf definiert werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird
daher unter dem Begriff "Schmelzpunkt" die Temperatur verstanden, bei der ein aus
dem erfindungsgemäßen Klebstoff bestehender Formkörper seine Formstabilität
verliert, das heißt, daß er (gegebenenfalls in Abhängigkeit von der eingesetzten
Menge) in einem Zeitraum von etwa einer Minute bis etwa einer Stunde,
beispielsweise innerhalb von etwa 5 Minuten oder etwa 15 Minuten oder etwa 30
Minuten oder etwa 45 Minuten, bei der als "Schmelzpunkt" bezeichneten Temperatur
seine ursprüngliche äußere Form völlig einbüßt.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung weist in einer bevorzugten Ausführungs
form einen Schmelzpunkt von mindestens etwa 60°C auf, beispielsweise mindestens
etwa 70°C oder mindestens etwa 80°C. In besonderen Fällen kann der
Schmelzpunkt auch darüber liegen, beispielsweise bei mindestens etwa 90°C oder
mindestens etwa 100°C.
Der erfindungsgemäße Klebstoff enthält eine Kombination aus Komponenten A, B
und C, wie sie oben bereits einzeln ausgeführt wurden.
Unter dem Begriff "Komponente A" wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein
Polymeres mit einem Molekulargewicht (Mn) von mindestens etwa 5.000 verstanden,
das mindestens eine gegenüber einer Verbindung mit einem aciden Wasser
stoffatom reaktive funktionelle Gruppe und eine durch UV- oder Elektronenstrahlen
polymerisierbare funktionelle Gruppe aufweist.
Unter einer ein acides Wasserstoffatom aufweisenden Verbindung wird eine
Verbindung verstanden, die ein nach dem Zerewittinoff-Test bestimmbares, an ein N-,
O- oder S-Atom gebundenes, aktives Wasserstoffatom aufweist. Hierunter fallen
insbesondere die Wasserstoffatome von Wasser, Carboxy-, Hydroxy-, Amino-, Imino-
und Thiolgruppen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist insbesondere Wasser
als ein acides Wasserstoffatom aufweisende Verbindung bevorzugt. Weiterhin
bevorzugt sind Verbindungen, die Amino- oder OH-Gruppen oder beides aufweisen,
oder Gemische aus zwei oder mehr der genannten Verbindungen.
Als gegenüber einer Verbindung mit einem aciden Wasserstoffatom reaktive
funktionelle Gruppen eignen sich insbesondere NCO-, Epoxy-, Anhydrid- oder
Carboxylgruppen. Bevorzugt sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung NCO- und
Epoxygruppen oder deren Gemische. Ein im Rahmen der vorliegenden Erfindung als
Komponente A einsetzbares Polymeres kann neben den sonstigen geforderten
Merkmalen beispielsweise nur eine gegenüber einer Verbindung mit einem aciden
Wasserstoffatom reaktive funktionelle Gruppe aufweisen. Es ist jedoch ebenso
möglich eine Verbindung als Komponente A einzusetzen, die zwei oder mehr solcher
Gruppen aufweist. Wenn das entsprechende Polymere zwei oder mehr solcher
funktionelle Gruppen aufweist, können die funktionellen Gruppen von einer Art sein,
das heißt, beispielsweise nur NCO-Gruppen oder nur Epoxygruppen, das Polymere
kann jedoch auch Gemische unterschiedlicher funktioneller Gruppen der genannten
Art aufweisen, beispielsweise NCO-Gruppen und Epoxygruppen oder NCO-Gruppen
und Epoxygruppen und eine oder mehrere weitere funktionelle Gruppen der bereits
genannten Art, beispielsweise eine oder mehrere Anhydridgruppen oder eine oder
mehrere Carboxylgruppen.
Als zur Reaktion mit einer mindestens ein acides Wasserstoffatom aufweisenden
Verbindung fähige funktionelle Gruppe eignen sich im Rahmen der vorliegenden
Erfindung insbesondere die Isocyanatgruppe oder die Epoxygruppe, wobei die
Isocyanatgruppe besonders bevorzugt ist.
Als Komponente A ist in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung mindestens ein
Polymeres mit einem Molekulargewicht von mindestens etwa 5.000 enthalten. Zum
Einsatz als Komponente A geeignete Polymere sind beispielsweise Polyacrylate,
Polyester, Polyether, Polycarbonate, Polyacetale, Polyurethane, Polyolefine oder
Kautschukpolymere wie Nitril- oder Styrol/Butadien-Kautschuke, sofern sie
mindestens eine durch UV- oder Elektronenstrahlen polymerisierbare funktionelle
Gruppe und mindestens eine zur Reaktion mit einem mindestens ein acides
Wasserstoffatom aufweisenden Verbindung fähige funktionelle Gruppe aufweisen.
Vorzugsweise werden in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung als Polymere
jedoch Polyacrylate, Polyester oder Polyurethane, insbesondere Polyester oder
Polyurethane eingesetzt, da die genannten Polymeren eine besonders einfache
Möglichkeit bieten, die erfindungsgemäß erforderlichen funktionellen Gruppen am
Polymermolekül anzubringen.
Besonders einfach lassen sich die genannten Polymeren herstellen, indem von einer
im folgenden "Basis-Polymeres" genannten Verbindung oder einem Gemisch aus
zwei oder mehr solcher Verbindungen ausgegangen wird, die pro Molekül minde
stens zwei mit Isocyanat-, Epoxy-, Carboxyl oder Anhydridgruppen reaktionsfähige
funktionelle Gruppen, vorzugsweise NH- oder OH-Gruppen, im Polymermolekül
aufweisen. An ein solches Basis-Polymeres kann durch Umsetzung mit geeignet
funktionalisierten Isocyanaten, Epoxiden, Carbonsäuren oder Anhydriden auf
besonders einfache Weise die gewünschte funktionelle Gruppe angebracht werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird als "Basis-Polymeres" vorzugsweise ein
Polymeres mit terminalen OH-Gruppen eingesetzt.
Zum Einsatz als Basis-Polymeres geeignet ist daher beispielsweise ein Polymeres
ausgewählt aus einer Gruppe enthaltend Polyester, Polyether, Polycarbonate oder
Polyaoetale mit einem Molekulargewicht (Mn) von mindestens etwa 200 oder
Gemische aus zwei oder mehr davon, das vorzugsweise terminale OH-Gruppen
aufweist.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Basis-Polymeres einsetzbare Polyester
können in einer dem Fachmann bekannten Weise durch Polykondensation von
Säure- und Alkoholkomponenten gewonnen werden, insbesondere durch
Polykondensation einer Polycarbonsäure oder eines Gemischs aus zwei oder mehr
Polycarbonsäuren und einem Polyol oder einem Gemisch aus zwei oder mehr
Polyolen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung zur Herstellung des Basis-Polymeren
geeignete Polycarbonsäuren können auf einem aliphatischen, cycloaliphatischen,
araliphatischen, aromatischen oder heterocyclischen Grundkörper aufgebaut sein
und gegebenenfalls neben den mindestens zwei Carbonsäuregruppen noch einen
oder mehrere im Rahmen einer Polykondensation nicht reaktive Substituenten,
beispielsweise Halogenatome oder olefinisch ungesättigte Doppelbindungen,
aufweisen. Gegebenenfalls können anstatt der freien Carbonsäuren auch deren
Säureanhydride (soweit existent) oder deren Ester mit C1-5-Monoalkoholen, oder
Gemische aus zwei oder mehr davon, zur Polykondensation eingesetzt werden.
Geeignete Polycarbonsäuren sind beispielsweise Bernsteinsäure, Adipinsäure,
Korksäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Glutarsäure, Glutarsäureanhydrid,
Phthalsäure, Isophthalsäure, Terphthalsäure, Trimellithsäure, Phthalsäureanhydrid,
Tetrahydrophthalsäureanhydrid, Hexahydrophthalsäureanhydrid, Tetra
chlorphthalsäureanhydrid, Endomethylentetrahydrophthalsäureanhydrid, Glutar
säureanhydrid, Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, Fumarsäure, Dimerfettsäuren
oder Trimerfettsäuren oder Gemische aus zwei oder mehr der genannten Säuren.
Gegebenenfalls können untergeordnete Mengen an monofunktionellen Fettsäuren
im Reaktionsgemisch vorliegen.
Als Diole zur Herstellung eines als Basis-Polymeres einsetzbaren Polyesters oder
Polycarbonats können eine Vielzahl von Polyolen eingesetzt werden. Beispielsweise
sind dies lineare oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte aliphatische Polyole
mit zwei bis etwa zehn, vorzugsweise etwa zwei bis etwa 4 OH-Gruppen pro
Molekül. Diese OH-Gruppen können sowohl primär als auch sekundär gebunden
sein.
Zu den geeigneten aliphatischen Polyolen zählen beispielsweise Ethylenglykol,
Propandiol-1,2, Propandiol-1,3, Butandiol-1,4, Butandiol-1,3, Butandiol-2,3, Buten
diol-1,4, Butindiol-1,4, Pentandiol-1,5, sowie die isomeren Pentandiole, Pentendiole
oder Pentindiole oder Gemische aus zwei oder mehr davon, Hexandiol-1,6, sowie
die isomeren Hexandiole, Hexendiole oder Hexindiole oder Gemische aus zwei oder
mehr davon, Heptandiol-1,7, sowie die isomeren Heptan-, Hepten- oder Heptindiole,
Octandiol-1,8 sowie die isomeren Octan-, Octen- oder Octindiole und die höheren
Homologen oder Isomeren der genannten Verbindungen, wie sie sich für den
Fachmann aus einer schrittweisen Verlängerung der Kohlenwasserstoffkette um
mehr als eine CH2-Gruppe oder unter Einführung von Verzweigungen in die Kohlen
stoffkette ergeben, oder Gemische aus zwei oder mehr davon.
Ebenfalls zur Herstellung der Basis-Polymeren geeignet sind höherfunktionelle
Alkohole wie Glycerin, Trimethylolpropan, Triethylolpropan, Pentaerythrit sowie
mono-, oligo- oder polymere Saccharide wie Glucose, Fructose, Galactose,
Arabinose, Ribose, Xylose, Lyxose, Allose, Altrose, Mannose, Gulose, Idose, Tallose
und Sucrose. Ebenfalls geeignet sind die oligomeren Ether der genannten
Substanzen mit sich selbst oder im Gemisch aus zwei oder mehr der genannten
Verbindungen untereinander, beispielsweise Polyglycerin mit einem
Polymerisationsgrad von etwa zwei bis etwa vier. Bei den höherfunktionellen
Alkoholen können eine oder mehr OH-Gruppen mit monofunktionellen Carbonsäuren
mit i bis etwa 20 C-Atomen verestert sein, mit der Maßgabe, daß im Durchschnitt
wenigstens zwei OH-Gruppen erhalten bleiben. Die genannten Alkohole mit einer
Funktionalität von mehr als 2 können in reiner Form oder beispielsweise, soweit
möglich, als im Rahmen ihrer Synthese erhältliche technische Gemische eingesetzt
werden.
Weiterhin können zur Herstellung der Basis-Polymeren die Umsetzungsprodukte
niedermolekularer, polyfunktioneller Alkohole mit Alkylenoxiden, sogenannte
Polyetherpolyole, eingesetzt werden. Polyetherpolyole, die zur Herstellung von als
Basis-Polymeren geeigneten Polyestern eingesetzt werden sollen, werden
vorzugsweise durch Umsetzung von Polyolen mit Alkylenoxiden erhalten. Die
Alkylenoxide weisen vorzugsweise 2 bis etwa 4 C-Atome auf. Geeignet sind
beispielsweise die Umsetzungsprodukte von Ethylenglykol, Propylenglykol, den
isomeren Butandiolen oder Hexandiolen, wie oben genannt, oder Gemischen aus
zwei oder mehr davon, mit Ethylenoxid, Propylenoxid oder Butylenoxid oder
Gemischen aus zwei oder mehr davon. Ferner sind auch die Umsetzungsprodukte
der oben genannten Alkohole mit einer Funktionalität von mehr als 2 oder deren
Gemische aus zwei oder mehr davon, mit den genannten Alkylenoxiden zu
Polyetherpolyolen geeignet. Besonders geeignet sind aus den genannten
Umsetzungen erhältliche Polyetherpolyole mit einem Molekulargewicht (Mn) von
etwa 80 bis etwa 3.000, vorzugsweise von etwa 100 bis etwa 2.500 und
insbesondere von etwa 200 bis etwa 2.000. Die genannten Polyetherpolyole können
mit den oben genannten Polycarbonsäuren in einer Polykondensationsreaktion zu
den als Basis-Polymeren einsetzbaren Polyestern umgesetzt werden.
Ebenfalls als Basis-Polymere einsetzbar sind Polyetherpolyole, wie sie
beispielsweise in der oben geschilderten Weise entstehen. Polyetherpolyole werden
üblicherweise durch Umsetzung einer Startverbindung mit mindestens zwei reaktiven
Wasserstoffatomen mit Alkylen- oder Arylenoxiden, beispielsweise Ethylenoxid,
Propylenoxid, Butylenoxid, Styroloxid, Tetrhydrofuran oder Epichlorhydrin oder
Gemischen aus zwei oder mehr davon, erhalten.
Geeignete Startverbindungen sind beispielsweise Wasser, Ethylenglykol,
Propylenglykol-1,2 oder -1,3, Butylenglykol-1,4 oder -1,3, Hexandiol-1,6, Octandiol-
1,8, Neopentylglykol, 1,4-Hydroxymethylcyclohexan, 2-Methyl-1,3-propandiol,
Glycerin, Trimethylolpropan, Hexantriol-1,2,6, Butantriol-1,2,4, Trimethylolethan,
Pentaerythrit, Mannitol, Sorbitol, Methylglycoside, Zucker, Phenol, Isononylphenol,
Resorcin, Hydrochinon, 1,2,2- oder 1,1,2-Tris(hydroxyphenyl)-ethan, Ammoniak,
Methylamin, Ethylendiamin, Tetra- oder Hexamethylendiamin, Triethanolamin, Anilin,
Phenylendiamin, 2,4- und 2,6-Diaminotoluol und Polyphenylpolymethylenpolyamine,
wie sie sich durch Anilin-Formaldehydkondensation erhalten lassen.
Ebenfalls zum Einsatz als Basis-Polymere geeignet sind Polyetherpolyole, die durch
Vinylpolymere modifiziert wurden. Derartige Produkte sind beispielsweise erhältlich,
indem Styrol oder Acrylnitril oder deren Gemisch in Gegenwart von Polyethern
polymerisiert wird.
Ein im Rahmen der vorliegenden Erfindung beispielsweise zum Einsatz als Basis-
Polymeres geeignetes Polyetherpolyol ist Polypropylenglykol mit einem
Molekulargewicht von etwa 300 bis etwa 1.500.
Ebenfalls als Basis-Polymeres geeignet sind Polyacetale. Unter Polyacetalen
werden Verbindungen verstanden, wie sie durch Umsetzung von Glykolen, beispiels
weise Diethylenglykol oder Hexandiol, mit Formaldehyd erhältlich sind. Im Rahmen
der vorliegenden Erfindung einsetzbare Polyacetale können auch durch die
Polymerisation cyclischer Acetale erhalten werden.
Weiterhin als Basis-Polymere oder als Polyole zur Herstellung der Basis-Polymeren
geeignet, sind Polycarbonate. Polycarbonate können beispielsweise durch die
Reaktion der obengenannten Polyole, insbesondere von Diolen wie Propylenglykol,
Butandiol-1,4 oder Hexandiol-1,6, Diethylenglykol, Triethylenglykol oder
Tetraethylenglykol oder Gemischen aus zwei oder mehr davon, mit
Diarylcarbonaten, beispielsweise Diphenylcarbonat, oder Phosgen, erhalten werden.
Ebenfalls als Basis-Polymere oder Polyolkomponente zur Herstellung der Basis-
Polymeren geeignet sind OH-Gruppen tragende Polyacrylate. Solche Polyacrylate
sind beispielsweise erhältlich durch Polymerisation von ethylenisch ungesättigten,
OH-Gruppen tragenden Monomeren. Solche Monomeren sind beispielsweise durch
die Veresterung von ethylenisch ungesättigten Carbonsäuren und difunktionellen
Alkoholen erhältlich, wobei der Alkohol in der Regel im Überschuß vorliegt. Hierzu
geeignete, ethylenisch ungesättigte Carbonsäuren sind beispielsweise Acrylsäure,
Methacrylsäure, Crotonsäure oder Maleinsäure. Entsprechende OH-Gruppen
tragende Ester sind beispielsweise 2-Hydroxyethylacrylat, 2-Hydroxyethylmethacry
lat, 2-Hydroxypropylacrylat, 2-Hydroxypropylacrylat, 2-Hydroxypropylmethacrylat, 3-
Hydroxypropylacrylat oder 3-Hydroxypropylmethacrylat oder Gemische aus zwei
oder mehr davon.
Die genannten Basis-Polymeren können gegebenenfalls durch geeignete Wahl der
Herstellungsbedingungen anstatt mit terminalen OH-Gruppen mit anderen End
gruppen ausgestattet werden. Bei geeigneter Wahl der Umsetzungebedingungen
können die genannten Polyester, Polyacetale oder Polycarbonate als Endgruppen
oder wenigstens als einen Teil der Endgruppen beispielsweise Carboxylgruppen
aufweisen. Durch geeignete Umsetzungen lassen sich weiterhin beispielsweise
Aminogruppen in die Basis-Polymeren einführen.
Das Molekulargewicht des Basis-Polymeren sollte etwa 100.000 nicht überschreiten.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt das
Molekulargewicht des Basis-Polymeren in einem Bereich von etwa 200 bis etwa
30.000, beispielsweise bei etwa 300 bis etwa 15.000 oder etwa 500 bis etwa 10.000.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden erfindungsgemäße Schmelzklebstoffe
beispielsweise ausgehend von Basis-Polymeren mit einem Molekulargewicht (Mn)
von etwa 500 bis etwa 5.000, beispielsweise etwa 700 bis etwa 3.000 oder etwa
1.000 bis etwa 2.000 hergestellt.
Die genannten Basis-Polymeren können im Rahmen der nachfolgend be
schriebenen Herstellungsverfahren sowohl einzeln als auch als Gemisch aus zwei
oder mehr der genannten Basis-Polymeren eingesetzt werden.
Der erfindungsgemäße Schmelzklebstoff enthält in einer ersten Ausführungsform als
Komponente A ein Polymeres mit einem Molekulargewicht (Mn) von mindestens
5.000, das mindestens eine gegenüber einer Verbindung mit einem aciden Wasser
stoffatom reaktive funktionelle Gruppe und eine durch UV- oder Elektronenstrahlen
polymerisierbare funktionelle Gruppe aufweist.
Wird zur Herstellung des als Komponente A einsetzbaren Polymeren von einem
Basis-Polymeren ausgegangen, dessen Molekulargewicht (Mn) ausreichend hoch ist,
beispielsweise etwa 5.000 oder darüber, so wird nachfolgend eine erste
Herstellungsmöglichkeit für die Komponente A angegeben. Hierzu wird das OH-
Gruppen tragende Basis-Polymere mit der polyfunktionellen Verbindung,
beispielsweise mit einem Polyisocyanat, beispielsweise in einem molaren Verhältnis
von 1 : <2 umgesetzt, wobei der Überschuß an polyfunktioneller Verbindung beispiels
weise gerade so groß gewählt wird, daß eine Kettenverlängerung des Basis-Polyme
ren vermieden wird aber nur geringe Mengen an nicht-umgesetzter polyfunktioneller
Verbindung im Reaktionsgemisch vorliegen. Insbesondere beim Einsatz eines
Polyisocyanats als polyfunktionelle Verbindung kann eine solche vorgehensweise
vorteilhaft sein. Auf diese Weise erhält man ein Polymeres, das terminal zwei funktio
nelle Gruppen trägt, die durch Reaktion mit einer mindestens ein acides Wasserstoff
atom aufweisenden Verbindung polymerisierbar sind.
Geeignete polyfunktionelle Isocyanate, die zur Umsetzung mit den Basis-Polymeren
zur Herstellung eines als Komponente A einsetzbaren Polymeren geeignet sind,
enthalten im Durchschnitt zwei bis höchstens etwa vier Isocyanatgruppen. Beispiele
für geeignete Polyisocyanate sind 1,5-Naphthylendiisocyanat, 4,4'-Diphenylmethan
diisocyanat (MDI), hydriertes MDI (Dicyclohexylmethandiisocyanat, H12-MDI),
Xylylendiisocyanat (XDI), Tetramethylxylylendiisocyanat (TMXDI), 4,4'-
Diphenyldimethylmethandiisocyanat sowie Di- und Tetraalkyldiphenylme
thandiisocyanat, 4,4'-Dibenzyldiisocyanat, 1,3-Phenylendiisocyanat, 1,4-Pheny
lendiisocyanat, 2,4- und 2,6-Toluylendi-isocyanat (TDI) und deren Gemische,
insbesondere ein Gemisch enthaltend etwa 20% 2,4- und 80 Gew.-% 2,6-
Toluylendiisocyanat, 1-Methyl-2,4-diisocyanatocyclohexan, 1,6-Diisocyanato-2,2,4-
trimethylhexan, 1,6-Diisocyanato-2,4,4-trimethylhexan, 1-Isocyanatomethyl-3-
isocyanato-1,5,5-trimethylcyclohexan (IPDI), chlorierte und bromierte Diisocyanate,
phosphorhaltige Diisocyanate, 4,4'-Diisocyanatophenylperfluorethan,
Tetramethoxybutan-1,4-diisocyanat, Ethylendiisocyanat, 1,2-Propandiisocyanat, 1,4-
Butandiisocyanat, 1,5-Pentandiisocyanat, 1,6-Hexandiisocyanat (HDI), Cyclohexan-
1,4-diisocyanat, Phthalsäurebisisocyanatoethylester; Polyisocyanate, die reaktive
Halogenatome enthalten, wie 1-Chlormethylphenyl-2,4-diisocyanat, 1-Brommethylp
henyl-2,6-diisocyanat oder 3,3-Bis-chlormethylether-4,4'-diphenyldiisocyanat oder
Gemische aus zwei oder mehr davon. Ebenso einsetzbar sind schwefelhaltige
Polyisocyanate, wie sie beispielsweise durch Umsetzung von 2 mol
Hexamethylendiisocyanat mit 1 mol Thiodiglykol oder Dihydroxydihexylsulfid
erhältlich sind. Andere Diisocyanate sind Trimethylhexamethylendi-isocyanate, 1,4-
Diisocyanatobutan, 1,2-Diisocyanatododecan und Dimerfettsäurediisocyanate.
Triisocyanatoisocyanurate können durch Trimerisierung von Diisocyanaten bei
erhöhten Temperaturen, beispielsweise bei etwa 200°C und/oder in Gegenwart eines
Katalysators, beispielsweise einem Amin, erhalten werden, und sind ebenfalls im
Rahmen der vorliegenden Erfindung einsetzbar. Die genannten Polyisocyanate
können im Rahmen der vorliegenden Erfindung einzeln oder als Gemisch aus zwei
oder mehr der genannten Polyisocyanate eingesetzt werden. Vorzugsweise wird im
Rahmen der vorliegenden Erfindung ein einzelnes Polyisocyanat oder ein Gemisch
aus zwei oder drei Polyisocyanaten eingesetzt. Als einzeln oder im Gemisch
einzusetzende Polyisocyanate bevorzugt sind HDI, MDI oder TDI, beispielsweise ein
Gemisch aus MDI und TDI.
Um aus einem so erhältlichen Polymeren ein zum Einsatz als Komponente A
geeignetes Polymeres zu erhalten, setzt man das Polymere zweckmäßigerweise mit
einer Verbindung um, die sowohl eine durch Bestrahlung mit UV-Licht oder mit
Elektronenstrahlen polymerisierbare funktionelle Gruppe als auch eine zur Reaktion
mit der terminalen funktionellen Gruppe am Polymeren geeignete funktionelle
Gruppe aufweist. Zu diesem Zweck besonders gut geeignet sind die Hydroxyalkyl
acrylate oder -methacrylate, d. h., die Umsetzungsprodukte der Acrylsäure oder
Methacrylsäure mit difunktionellen Alkoholen. Besonders geeignet sind im Rahmen
der vorliegenden Erfindung beispielsweise 2-Hydroxyethylacrylat, 2-
Hydroxyethylmethacrylat, 2-Hydroxy-propylacrylat, 2-Hydroxypropylmethacrylat, 3-
Hydroxypropylacrylat oder 3-Hydroxypropylmethacrylat, oder Gemische aus zwei
oder mehr davon.
Das molare Verhältnis zwischen dem Polymeren und der Verbindung, die sowohl
eine durch Bestrahlung mit UV-Licht oder mit Elektronenstrahlen polymerisierbare
funktionelle Gruppe als auch eine zur Reaktion mit der terminalen funktionellen
Gruppe am Polymeren fähige funktionelle Gruppe aufweist kann bei der Umsetzung
zur Komponente A in weiten Grenzen variieren. In der Regel gilt, daß ein höherer
Anteil an durch Bestrahlung mit UV-Licht oder mit Elektronenstrahlen polymeri
sierbaren funktionellen Gruppen in der Komponente A zu einer höheren Festigkeit
einer Klebeverbindung führt, während ein höherer Anteil an mit einer mindestens ein
acides Wasserstoffatom aufweisenden Verbindung reaktiven, funktionellen Gruppen
eine höhere Endfestigkeit zur Folge hat.
Setzt man beispielsweise das Polymere im Rahmen des ersten Herstellungs
verfahrens mit der Verbindung, die sowohl eine durch Bestrahlung mit UV-Licht oder
mit Elektronenstrahlen polymerisierbare funktionelle Gruppe als auch eine zur
Reaktion mit der terminalen funktionellen Gruppe am Polymeren fähige funktionelle
Gruppe aufweist, in einem molaren Verhältnis von etwa 1 : 1 um, so trägt im daraus
erhältlichen Polymerengemisch im Mittel jedes Polymermolekül sowohl eine durch
Bestrahlung mit UV-Licht oder mit Elektronenstrahlen polymerisierbare funktionelle
Gruppe als auch eine mit einer mindestens ein acides Wasserstoffatom aufweisen
den Verbindung reaktive, funktionelle Gruppe. Entsprechend lassen sich die Anteile
der beiden Typen funktioneller Gruppen im durch eine solche Umsetzung
erhältlichen Polymerengemisch jeweils zwischen größer als 0 und kleiner als 100%
(bezogen auf funktionelle Gruppen im Sinne der vorliegenden Erfindung) variieren.
Gute Ergebnisse lassen sich beispielsweise erhalten, wenn etwa 1 bis etwa 50% der
im Polymeren als terminale Gruppen vorliegenden funktionellen Gruppen durch Be
strahlung mit UV-Licht oder mit Elektronenstrahlen polymerisierbare funktionelle
Gruppen sind, vorzugsweise etwa 5 bis etwa 30%, und besonders bevorzugt etwa 8
bis etwa 15%. Polymere dieser Art sind besonders zum Einsatz als Komponente A
geeignet.
In einem zweiten Herstellungsverfahren lassen sich zum Einsatz in Komponente A
geeignete Polymere beispielsweise auch in mehreren Schritten dadurch erhalten,
daß man beispielsweise in einem ersten Schritt ein entsprechendes Basis-
Polymeres mit einem Molekulargewicht (Mn) von etwa 5.000 oder mehr, mit einer
Verbindung umsetzt, die sowohl eine durch Bestrahlung mit UV-Licht oder mit Elek
tronenstrahlen polymerisierbare funktionelle Gruppe als auch eine zur Reaktion mit
der terminalen OH-Gruppe am Basis-Polymeren befähigte funktionelle Gruppe
aufweist. Eine solche Verbindung ist beispielsweise Styrolisocyanat. Weitere
derartige Verbindungen lassen sich beispielsweise durch Umsetzung einer etwa
äquimolaren Menge eines Hydroxyalkylacrylats oder -methacrylats mit einem Dii
socyanat erhalten. Die Menge an Verbindung die sowohl eine durch Bestrahlung mit
UV-Licht oder mit Elektronenstrahlen polymerisierbare funktionelle Gruppe als auch
eine zur Reaktion mit der terminalen OH-Gruppe am Basis-Polymeren befähigte
funktionelle Gruppe aufweist richtet sich dabei nach dem gewünschten Gehalt an mit
Elektronenstrahlen polymerisierbaren funktionellen Gruppen. Eine Reaktion etwa
äquimolarer Mengen beider Reaktionspartner führt zu Polymeren, die im
Durchschnitt pro Molekül etwa eine mit Elektronenstrahlen polymerisierbare funktio
nelle Gruppe aufweisen. Durch Variation der Molaren Verhältnisse der
Reaktionspartner läßt sich dieser Anteil entsprechend verringern oder steigern.
Durch diese Umsetzung entsteht ein Polymeres, das terminal sowohl eine OH-
Gruppe als auch eine durch Bestrahlung mit UV-Licht oder mit Elektronenstrahlen
polymerisierbare funktionelle Gruppe aufweist. Setzt man dieses Polymere
nachfolgend in mindestens äquimolarem Verhältnis mit einer Verbindung um, die
eine mit der terminalen OH-Gruppe des Polymeren reaktive funktionelle Gruppe und
eine weitere gegenüber Verbindungen mit acidem Wasserstoffatom reaktive funk
tionelle Gruppe aufweist, um, so erhält man ein Polymeres, das zum Einsatz als
Komponente A geeignet ist. Für diesen zweiten Umsetzungsschritt sind im Rahmen
der vorliegenden Erfindung insbesondere die oben genannten Polyisocyanate
geeignet.
Gemäß einem dritten Herstellungsverfahren ist es weiterhin möglich, bei der
Herstellung der Komponente A zwei Herstellungsschritte zusammenzufassen. Hierzu
wird ein OH-Gruppen tragendes Basis-Polymeres mit einem Molekulargewicht (Mn)
von 5.000 oder mehr, ein Polyiisocyanat oder ein Polyepoxid, insbesondere ein
Diisocyanat oder ein Diepoxyd, oder deren Gemisch, oder gegebenenfalls eine oder
mehrere andere polyfunktionelle Verbindungen im Sinne des oben gesagten, und
eine Verbindung, die sowohl eine durch Bestrahlung mit UV-Licht oder mit Elek
tronenstrahlen polymerisierbare funktionelle Gruppe als auch eine zur Reaktion mit
der terminalen OH-Gruppe am Basis-Polymeren befähigte funktionelle Gruppe
aufweist, in einem geeigneten molaren Verhältnis miteinander umgesetzt. Die
molaren Verhältnisse werden dabei so gewählt, daß die Anteile der beiden Typen
funktioneller Gruppen im durch eine solche Umsetzung erhältlichen Polyme
rengemisch jeweils zwischen größer als 0% und kleiner als 100% (bezogen auf
funktionelle Gruppen) variieren. Gute Ergebnisse lassen sich auch in diesem Fall
beispielsweise dann erhalten, wenn etwa 1 bis etwa 50% der im Polymeren als
terminale Gruppen vorliegenden funktionellen Gruppen durch Bestrahlung mit UV-
Licht oder mit Elektronenstrahlen polymerisierbare funktionelle Gruppen sind,
vorzugsweise etwa 5 bis etwa 30%, und besonders bevorzugt etwa 8 bis etwa 15%.
Werden zur Herstellung der Komponente A Basis-Polymere eingesetzt, deren
Molekulargewicht (Mn) weniger als etwa 5.000 beträgt, so führen die oben
angegebenen Herstellungsverfahren nicht zum Ziel, da mit den angegebenen
Verfahren nur eine geringfügige Erhöhung des Molekulargewichts erzielt wird.
Gegebenenfalls muß daher das Molekulargewicht des Basis-Polymeren zur
Herstellung des in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung einsetzbaren
Polymeren erhöht werden. Eine Erhöhung des Molekulargewichts kann beispiels
weise durch Kettenverlängerung des Basis-Polymeren erfolgen. Vorteilhafterweise
wird hierzu das Basis-Polymere zunächst mit einer in bezug auf die terminalen
Gruppen des Basis-Polymeren polyfunktionellen, vorzugsweise difunktionellen
Verbindung umgesetzt.
Als in diesem Sinne polyfunktionelle Verbindungen eignen sich besonders
Polyepoxide, insbesondere Diepoxide, oder vorzugsweise Polyisocyanate,
insbesondere Diisocyanate der bereits oben genannten Art. Besonders bevorzugt
sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Diisocyanate. Die zur Erzielung
einer bestimmten Molekulargewichtserhöhung erforderlichen stöchiometrischen
Verhältnisse zwischen Basis-Polymerem und polyfunktioneller Verbindung sind dem
Fachmann bekannt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Kettenverlängerung mit
einem Überschuß an Basis-Polymerem bei der Kettenverlängerungsreaktion
durchgeführt. Als Folge einer solchen Reaktionsführung weisen die entstehenden,
kettenverlängerten Basis-Polymeren als terminale funktionelle Gruppen die
ursprüngliche Art terminaler funktioneller Gruppen auf.
In einem vierten Herstellungsverfahren eines als Komponente A einsetzbaren
Polymeren wird daher ein OH-Gruppen tragendes Basis-Polymeres mit einem
Molekulargewicht (Mn) von weniger als 5.000 oder ein Gemisch aus solchen OH-
Gruppen tragenden Basis-Polymeren zunächst mit einer geeigneten Menge an
Kettenverlängerungsmitteln, beispielsweise Polyepoxiden oder Polyisocyanaten,
bevorzugt Polyisocyanaten, unter Beibehaltung der ursprünglichen Art der
terminalen funktionellen Gruppe umgesetzt (kettenverlängert), wobei das Verhältnis
von terminalen funktionellen Gruppen im Basis-Polymeren zu funktionellen Gruppen
im Kettenverlängerungsmittel größer als 1 ist. Anschließend erfolgt die Umsetzung
zu Komponente A, wobei dann beispielsweise nach einem der bereits
beschriebenen Herstellverfahren vorgegangen werden kann.
In einem fünften Herstellungsverfahren kann die Herstellung der Komponente A
beispielsweise um einen Schritt verkürzt bzw. in einem Schritt durchgeführt werden,
wenn bei der Kettenverlängerung bereits eine Verbindung vorliegt, die sowohl eine
durch Bestrahlung mit UV-Licht oder mit Elektronenstrahlen polymerisierbare funktio
nelle Gruppe als auch eine zur Reaktion mit der terminalen funktionellen Gruppe des
Basis-Polymeren befähigte funktionelle Gruppe aufweist.
Im Rahmen dieser Vorgehensweise kann beispielsweise ein zum Einsatz als
Komponente A geeignetes Polymeres erhalten werden, wenn gleichzeitig mit der
Kettenverlängerung, beispielsweise mit einem oder mehreren der oben genannten
Polyisocyanate, eine Umsetzung des Basis-Polymeren mit einer oder mehreren Ver
bindungen stattfindet, die sowohl eine durch Bestrahlung mit UV-Licht oder mit Elek
tronenstrahlen polymerisierbare funktionelle Gruppe als auch eine zur Reaktion mit
der terminalen funktionellen Gruppe am Basis-Polymeren befähigte funktionelle
Gruppe aufweisen. Die Reaktionspartner werden dazu in einem geeigneten molaren
Verhältnis zur Reaktion gebracht.
In einem sechsten Herstellungsverfahren kann von einem Basis-Polymeren mit
einem Molekulargewicht (Mn) von 5.000 oder mehr ausgegangen werden, das unter
Verwendung einer oder mehrerer Komponenten hergestellt wurde, die durch UV-
oder Elektronenstrahlung polymerisierbare funktionelle Gruppen enthalten. Zur
Herstellung eines solchen als Komponente A einsetzbaren Polymeren wird das
entsprechende Basis-Polymere mit einer Verbindung umgesetzt, die als erste
funktionelle Gruppe sowohl eine mit den terminalen funktionellen Gruppen des
Basis-Polymeren reaktive Gruppe als auch als zweite funktionelle Gruppe eine
gegenüber einer Verbindung mit einem aciden Wasserstoffatom reaktive funktionelle
Gruppe aufweist. Im Regelfall werden die erste und die zweite funktionelle Gruppe
beide Bedingungen erfüllen. Es ist jedoch möglich, z. B. bei ersten und zweiten
funktionellen Gruppen mit unterschiedlicher Reaktivität, durch geeignete Wahl der
Reaktionsbedingungen eine selektive Reaktion beispielsweise der ersten
funktionellen Gruppe mit den terminalen Gruppen des Basis Polymeren zu errei
chen, während die zweite funktionelle Gruppe nicht mit der terminalen funktionellen
Gruppe des Basis-Polymeren reagiert. Ein Beispiel für eine solche Kombination von
ersten und zweiten funktionellen Gruppen stellt beispielsweise die Kombination von
Epoxygruppe und NCO-Gruppe dar. Die Umsetzung wird dabei beispielsweise so
durchgeführt, daß das molare Verhältnis von Basis-Polymerem zu der
entsprechenden Verbindung etwa 1 : <2 beträgt.
In einem siebten Herstellungsverfahren für als Komponente A einsetzbare Polymere
wird identisch zum sechsten Herstellungsverfahren vorgegangen. Lediglich das
molare Verhältnis von Basis-Polymerem zu der Verbindung, die als erste funktionelle
Gruppe sowohl eine mit den terminalen funktionellen Gruppen des Basis-Polymeren
reaktive Gruppe als auch als zweite funktionelle Gruppe eine gegenüber einer
Verbindung mit einem aciden Wasserstoffatom reaktive funktionelle Gruppe aufweist
wird so gewählt, daß bei entsprechender Reaktionsführung (beide funktionelle
Gruppen der Verbindung müssen mit den terminalen Gruppen des Basis Polymeren
reagieren) eine Kettenverlängerung bis zum gewünschten Molekulargewicht eintritt.
Bei den beiden letztgenannten Verfahren werden vorzugsweise Basis-Polymere
eingesetzt, die pro Polymermolekül etwa 2 bis etwa 5 durch UV- oder Elektronen
strahlen polymerisierbare funktionelle Gruppen aufweisen.
Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung einsetzbare Komponente A kann
beispielsweise nur eines der oben genannten Polymeren enthalten. Es sind jedoch
auch Gemische aus zwei oder mehr der genannten Polymeren als Komponente A
einsetzbar.
Typische, zum Einsatz in Komponente A geeignete Polymere weisen bei für typische
Anwendungen geeigneten Verarbeitungstemperaturen eine Viskosität von etwa
3.000 mPas bis etwa 20.000 mPas, insbesondere etwa 5.000 mPas bis etwa 15.000
mPas bei etwa 80 bis etwa 180°C, insbesondere bei etwa 100 bis etwa 140°C, auf
(Brookfield CAP 200, Kegel 6, 50 Upm, Meßzeit 25 s). Typische Verarbeitungs
temperaturen sind beispielsweise etwa 100 bis etwa 150°C, insbesondere etwa 110
bis etwa 140°C, beispielsweise etwa 120 bis etwa 130°C, z. B. bei der Herstellung
flexibler Verpackungskartonagen.
Typische NCO-Werte für zum Einsatz als Komponente A geeignete Polymere sind
etwa 0,5 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-%, insbesondere etwa 3,5 Gew.-% bis etwa 5
Gew.-%.
Unter dem Begriff "Komponente B" wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein
Polymeres mit einem Molekulargewicht (Mn) von mindestens 5.000, das mindestens
eine gegenüber einer Verbindung mit einem aciden Wasserstoffatom reaktive
funktionelle Gruppe und keine durch UV- oder Elektronenstrahlen polymerisierbare
funktionelle Gruppe aufweist, verstanden.
Zur Herstellung eines als Komponente B einsetzbaren Polymeren wird das Basis-
Polymere mit einer Verbindung umgesetzt, die als erste funktionelle Gruppe sowohl
eine mit den terminalen funktionellen Gruppen des Basis-Polymeren reaktive Gruppe
als auch als zweite funktionelle Gruppe eine gegenüber einer Verbindung mit einem
aciden Wasserstoffatom reaktive funktionelle Gruppe aufweist. Im Regelfall werden
die erste und die zweite funktionelle Gruppe beide Bedingungen erfüllen. Es ist
jedoch beispielsweise möglich bei ersten und zweiten funktionellen Gruppen mit
unterschiedlicher Reaktivität durch geeignete Wahl der Reaktionsbedingungen eine
selektive Reaktion beispielsweise der ersten funktionellen Gruppe mit den OH-
Gruppen des Basis Polymeren zu erreichen, während die zweite funktionelle Gruppe
nicht mit der terminalen funktionellen Gruppe des Basis-Polymeren reagiert. Ein
Beispiel für eine solche Kombination von ersten und zweiten funktionellen Gruppen
stellt beispielsweise die Kombination von Epoxygruppe und NCO-Gruppe dar.
Das zum Einsatz als Komponente B geeignete Polymere wird vorzugsweise durch
Umsetzung eines Basis-Polymeren oder eines Gemischs aus zwei oder mehr Basis-
Polymeren mit einer mindestens zwei gegenüber den terminalen funktionellen
Gruppen reaktiven Gruppen tragenden Verbindung umgesetzt. Das molare
Verhältnis der Reaktionsteilnehmer bei der Umsetzung wird dabei beispielsweise so
gewählt, daß nach Beendigung der Umsetzung im wesentlichen keine OH-Gruppen
mehr im Reaktionsgemisch vorliegen. Gegebenenfalls kann das Molekulargewicht
des Basis-Polymeren zu gering sein, um nach einer Umsetzung mit der mindestens
zwei gegenüber OH-Gruppen reaktiven funktionellen Gruppen tragenden Verbindung
das zum Einsatz als Komponente B geforderte Molekulargewicht von etwa 5.000
(Mn) zu erreichen. In diesem Fall können das Verhältnis zwischen der mindestens
zwei gegenüber OH-Gruppen reaktiven funktionellen Gruppen tragenden Verbindung
und den H-Gruppen des Basis-Polymeren sowie gegebenenfalls die
Reaktionsbedingungen (sofern die mindestens zwei gegenüber OH-Gruppen
reaktive funktionellen Gruppen tragende Verbindung zwei unterschiedlich reaktive
funktionelle Gruppen aufweist) so gewählt werden, daß eine Kettenverlängerung des
Basis-Polymeren oder des Gemischs aus zwei oder mehr Basis-Polymeren
stattfindet.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Basis-Polymere oder
das Gemisch aus zwei oder mehr Basis-Polymeren mit einem Polyisocyanat,
insbesondere einem Diisocyanat umgesetzt.
Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung einsetzbare Komponente B kann
beispielsweise nur eines der oben genannten Polymeren enthalten. Es sind jedoch
auch Gemische aus zwei oder mehr der genannten Polymeren als Komponente B
einsetzbar.
Da das als Komponente B einsetzbare Polymere neben der mindestens einen
gegenüber einer Verbindung mit einem aciden Wasserstoffatom reaktiven
funktionellen Gruppe keine durch UV- oder Elektronenstrahlen polymerisierbare
funktionelle Gruppe aufweisen soll, können bei der Herstellung der als Komponente
B einsetzbaren Polymeren keine Basis-Polymeren eingesetzt werden, die unter
Verwendung olefinisch ungesättigter Komponenten hergestellt wurden.
Das als Komponente B einsetzbare Polymere weist einen Gehalt an NCO-Gruppen
von etwa 0,5 bis etwa 10 Gew.-%. insbesondere etwa 2,5 bis etwa 5 Gew.-% auf.
Die Viskosität des als Komponente B einsetzbaren Polymeren beträgt bei typischen
Verarbeitungstemperaturen etwa 2.000 bis etwa 60.000 mPas, insbesondere etwa
4.000 bis etwa 20.000 mPas (Brookfield RVT D, Spindel 27, 110 bis 130°C).
Typische Verarbeitungstemperaturen liegen bei etwa 100 bis etwa 150°C,
insbesondere bei etwa 110 bis etwa 140 °C, beispielsweise etwa 120 bis etwa
130°C, z. B. bei der Herstellung flexibler Verpackungskartonagen.
Die als Komponente A oder B eingesetzten Polymerkomponente kann jeweils nur
aus einem der beschriebenen Polymeren bestehen, sie kann jedoch auch ein
Gemisch aus zwei oder mehr der genannten Polymeren darstellen. So ist es
beispielsweise vorteilhaft, wenn als Basis-Polymeres ein Gemisch aus einem oder
mehreren Polyesterpolyolen und einem oder mehreren Polyetherpolyolen eingesetzt
wird. Die verschiedenen Basis-Polymeren können sich dabei beispielsweise im
Molekulargewicht (Mn) oder im chemischen Aufbau, oder in beidem, unterscheiden.
So können zur Herstellung der Komponenten A oder B als entsprechende Basis-
Polymere beispielsweise etwa 20 bis etwa 40 Gew.-% Polyesterpolyole und etwa 20
bis etwa 60 Gew.-% Polyetherpolyole, bezogen auf die gesamte Komponente A oder
B, eingesetzt werden. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden neben
einem Polyesterpolyol beispielsweise noch mindestens zwei unterschiedliche
Polyetherpolyole als Basis-Polymere eingesetzt, z. B. ein Gemisch aus einem
Polyetherpolyol mit einem Molekulargewicht von etwa 800 bis etwa 1.500 und einem
Polyetherpolyol mit einem Molekulargewicht von etwa 300 bis etwa 700.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird als Basis-Polymeres zur
Herstellung der Komponente A oder B jedoch ausschließlich ein terminale OH-
Gruppen tragender, vorzugsweise difunktionelle Polyester, oder ein Gemisch aus
zwei oder mehr solcher Polyester, eingesetzt. Vorteilhafterweise wird als Basis-
Polymeres ein Polyester gewählt, der zumindest teilkristallin ist, oder es wird ein
Gemisch aus zwei oder mehr Polyestern eingesetzt, von denen zumindest ein
Polyester kristallin oder teilkristallin ist.
Ein Polymeres wird im Sinne des vorliegenden Textes dann als "kristallin" oder
"teilkristallin" verstanden, wenn es bei einer Untersuchung mittels Differential
Scanning Calorimetry (DSC) mindestens einen thermischen Übergang erster
Ordnung, d. h., mindestens einen enthalpischen Übergang zeigt, der einem
Schmelzvorgang zugeordnet werden kann.
Kristalline oder zumindest überwiegend kristalline Polyester können beispielsweise
durch Polykondensation polyfunktioneller aromatischer Carbonsäuren oder deren
Säureanhydride (soweit existent) mit kurzkettigen aliphatischen Diolen mit etwa 2 bis
etwa 6 C-Atomen erhalten werden. Zur Herstellung teilkristalliner Polyester kann
beispielsweise auf Alkohole mit einer höheren Anzahl an C-Atomen oder auf
verzweigte oder ungesättigte, insbesondere cis-ungesättigte Alkohole
zurückgegriffen werden.
Als aromatische Carbonsäuren sind dabei Phthalsäure, Phthalsäureanhydrid,
Terephthalsäure, Trimellithsäure, Trimellithsäureanhydrid, Tetrachlorphthalsäure,
Tetrachlorphthalsäureanhydrid oder Naphthalindicarbonsäure geeignet.
Als Alkohole eignen sich beispielsweise Ethylenglykol, Propandiol-1,2, Propandiol-
1,3, Butandiol-1,4, Butandiol-1,3, Butandiol-2,3, Butendiol-1,4, Butindiol-1,4,
Pentandiol-1,5, sowie die isomeren Pentandiole, Pentendiole oder Pentindiole oder
Gemische aus zwei oder mehr davon, Hexandiol-1,6, sowie die isomeren
Hexandiole, Hexendiole oder Hexindiole oder Gemische aus zwei oder mehr davon,
Heptandiol-1,7 sowie die isomeren Heptan-, Hepten- oder Heptindiole, Octandiol-1,8
sowie die isomeren Octan-, Octen- oder Octindiole, und die höheren Homologen
oder Isomeren der genannten Verbindung, wie sie sich für den Fachmann aus einer
schrittweisen Verlängerung der Kohlenwasserstoffkette um jeweils eine CH2-Gruppe
oder unter Einführung von Verzweigungen in die Kohlenstoffkette ergeben, oder
Gemische aus zwei oder mehr davon. Sollen die Polyester möglichst kristalline
Eigenschaften aufweisen, so sollte auf den Einsatz verzweigter Alkohole verzichtet
werden. Zur Herstellung teilkristalliner Polyester können verzweigte Alkohole in
unterschiedlichen Mengen bei der Polykondensation anwesend sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird als OH-
Gruppen tragendes Basis-Polymeres ein teilkristalliner Polyester oder ein Gemisch
aus teilkristallinen Polyestern oder ein Gemisch aus kristallinen und teilkristallinen
Polyestern oder ein Gemisch aus kristallinen und amorphen Polyestern oder ein
Gemisch aus teilkristallinen und amorphen Polyestern oder ein Gemisch aus kristalli
nen, teilkristallinen und amorphen Polyestern eingesetzt, bei dem die Kristallinität
etwa 1 bis etwa 70%, beispielsweise etwa 5 bis etwa 50% und insbesondere etwa
10 bis etwa 30% (bezogen auf das Polymere oder das Gemisch) beträgt.
Unter dem Begriff "Komponente C" wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine
Verbindung mit einer durch UV- oder Elektronenstrahlen polymerisierbaren
funktionellen Gruppe und einem Molekulargewicht von weniger als 5.000
verstanden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die als Komponente C
einsetzbare Verbindung ein Molekulargewicht von etwa 80 bis etwa 3.000,
insbesondere etwa 100 bis etwa 1.000 auf.
Als Komponente C sind beispielsweise Acrylat- oder Methacrylatester mit einer oder
mehr olefinisch ungesättigten Doppelbindung geeignet. Solche Acrylat- oder
Methacrylatester umfassen beispielsweise Ester der Acrylsäure oder Methacrylsäure
mit aromatischen oder aliphatischen linearen oder verzweigten, gesättigten oder
ungesättigten aliphatischen oder cycloaliphatischen, Monoalkoholen oder
Acrylatester von Polyethermonoalkoholen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden als
Komponente C beispielsweise Ester der Acrylsäure oder Methacrylsäure mit
aromatischen oder linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten C6-24-
Alkoholen eingesetzt. Beispielsweise sind dies Ester der Acryl- oder Methacrylsäure
mit Hexyl-, Heptyl-, Octyl- oder 2-Ethylhexylalkohol weiterhin geeignet sind die Ester
der Acryl- oder Methacrylsäure mit Phenol, Methylphenol oder Benzylalkohol.
Weiterhin geeignet sind die Ester der Acryl- oder Methacrylsäure mit Fettalkoholen,
beispielsweise Capronalkohol, Caprylalkohol, 2-Ethylhexylalkoholen wie Caprinalko
hol, Laurylalkohol, Isotridecylalkohol, Myristylalkohol, Cetylalkohol, Palmoleylalkohol,
Stearylalkohol, Isostearylalkohol, Oleylalkohol, Elaidylalkohol, Petroselinylalkohol,
Behenylalkohol, Erucylalkohol und Brassidylalkohol sowie deren technischen
Mischungen, wie sie zum Beispiel bei der Hochdruckhydrierung von technischen
Methylestern auf Basis von Fetten und Ölen oder Aldehyden aus der Roelen'schen
Oxosynthese sowie als Monomerfraktion bei der Dimerisierung von ungesättigten
Fettalkoholen anfallen.
Als Komponente C sind weiterhin di- oder höherfunktionelle Acrylat- oder
Methacrylatester geeignet. Solche Acrylat- oder Methacrylatester umfassen
beispielsweise Ester der Acrylsäure oder Methacrylsäure mit aromatischen,
aliphatischen oder cycloaliphatischen Polyolen mit mindestens zwei OH-Gruppen
oder Acrylat- oder Methacrylatester von Polyetheralkoholen mit mindestens zwei
OH-Gruppen.
Als Polyole zur Herstellung eines als Komponente C einsetzbaren Acrylat- oder
Methacrylatesters kann eine Vielzahl von Polyolen eingesetzt werden. Beispiels
weise sind dies aliphatische Polyole mit 24 OH-Gruppen pro Molekül und 2 bis etwa
40 C-Atomen. Die OH-Gruppen können sowohl primär als auch sekundär gebunden
sein. Zu den geeigneten aliphatischen Polyolen zählen beispielsweise Ethylenglykol,
Propandiol-1,2, Propandiol-1,3, Butandiol-1,4, Butandiol-1,3, Butandiol-2,3,
Butendiol-1,4, Butindiol-1,4, Pentandiol-1,5, sowie die isomeren Pentandiole,
Pentendiole oder Pentindiole oder Gemische aus zwei oder mehr davon, Hexandiol-
1,6, sowie die isomeren Hexandiole, Hexendiole oder Hexindiole oder Gemische aus
zwei oder mehr davon, Heptandiol-1,7 sowie die isomeren Heptan-, Hepten- oder
Heptindiole, Octandiol-1,8 sowie die isomeren Octan-, Octen- oder Octindiole, und
die höheren Homologen oder Isomeren der genannten Verbindungen, wie sie sich
für den Fachmann aus einer schrittweisen Verlängerung der Kohlenwasserstoffkette
um jeweils eine CH2-Gruppe oder unter Einführung von Verzweigungen in die
Kohlenstoffkette ergeben, oder Gemische aus zwei oder mehr davon.
Ebenfalls geeignet sind höherfunktionelle Alkohole wie beispielsweise Glycerin,
Trimethylolpropan, Pentaerythrit oder Zuckeralkohole wie Sorbit oder Glucose, sowie
oligomere Ether der genannten Substanzen mit sich selbst oder im Gemisch aus
zwei oder mehr der genannten Verbindungen untereinander, beispielsweise Polygly
cerin mit einem Polymerisationsgrad von etwa 2 bis etwa 4. Bei den
höherfunktionellen Alkoholen können eine oder mehr OH-Gruppen mit
monofunktionellen Carbonsäuren mit 1 bis etwa 20 C-Atomen verestert sein, mit der
Maßgabe, daß im Durchschnitt wenigstens zwei OH-Gruppen erhalten bleiben. Die
genannten höherfunktionellen Alkohole können in reiner Form oder, soweit möglich,
als die im Rahmen ihrer Synthese erhältlichen technischen Gemische eingesetzt
werden.
Weiterhin können als Polyolkomponente zur Herstellung der Acrylat- oder
Methacrylatester die Umsetzungsprodukte niedermolekularer, polyfunktioneller
Alkohole mit Alkylenoxiden,- sogenannte Polyetherpolyole, eingesetzt werden.
Polyetherpolyole, die zur Herstellung von als Basis-Polymeren geeigneten
Polyestern eingesetzt werden sollen werden vorzugsweise durch Umsetzung von
Polyolen mit Alkylenoxiden erhalten. Die Alkylenoxide weisen vorzugsweise zwei bis
etwa vier C-Atome auf. Geeignet sind beispielsweise die Umsetzungsprodukte von
Ethylenglykol, Propylenglykol, den isomeren Butandiolen oder Hexandiolen, wie
oben genannt, oder Gemischen aus zwei oder mehr davon, mit Ethylenoxid,
Propylenoxid oder Butylenoxid oder Gemischen aus zwei oder mehr davon. Ferner
sind auch die Umsetzungsprodukte polyfunktioneller Alkohole wie Glycerin,
Trimethylolethan oder Trimethylolpropan, Pentaerythrit oder Zuckeralkohole oder
Gemischen aus zwei oder mehr davon, mit den genannten Alkylenoxiden zu
Polyetherpolyolen geeignet. Besonders geeignet sind aus den genannten
Umsetzungen erhältliche Polyetherpolyole mit einem Molekulargewicht (Mn) von
etwa 100 bis etwa 2000, vorzugsweise von etwa 150 bis etwa 1500, insbesondere
von etwa 150 bis etwa 800.
Acrylatester aliphatischer Diole mit 2 bis etwa 40 Kohlenstoffatomen umfassen bei
spielsweise Neopentylglykoldi(meth)acrylat, 1,6-Hexandioldi(meth)acrylat,
Trimethylolpropantri(meth)acrylat, Pentaerythrittetra(meth)acrylat, sowie
(Meth)acrylatester des Sorbits und anderer Zuckeralkohole. Diese (Meth)acrylatester
von aliphatischen oder cycloaliphatischen Diolen können mit einem aliphatischen
Ester oder einem Alkylenoxid modifiziert werden. Die durch einen aliphatischen Ester
modifizierten Acrylate umfassen beispielsweise Neopentylglykolhydroxypivalat
di(meth)acrylat, Caprolacton-modifizierte Neopentylglykolhydroxypivalat
di(meth)acrylate und dergleichen. Die Alkylenoxid-modifizierten Acrylatverbindungen
umfassen beispielsweise Ethylenoxid-modifizierte Neopentylglykoldi(meth)acrylate,
Propylenoxid-modifizierte Neopentylglykoldi(meth)acrylate, Ethylenoxid-modifizierte
1,6-Hexandioldi(meth)acrylate oder Propylenoxid-modifizierte 1,6-Hexan
dioldi(meth)acrylate oder Gemische aus zwei oder mehr davon.
Auf Polyetherpolyolen aufgebaute Acrylatmonomere umfassen beispielsweise
Neopentylglykol-modifizierte Trimethylolpropandi(meth)acrylate, Polyethylen
glykoldi(meth)acrylate, Polypropylenglykoldi(meth)acrylate und dergleichen. Tri- und
höherfunktionelle Acrylatmonomere umfassen beispielsweise Trime
thylolpropantri(meth)acrylat, Pentaerythritoltri(meth)acrylat, Dipentaerythritolte
tra(meth)acrylat, Dipentaerytrhitolpenta(meth)acrylat, Dipentaerythritolhe
xa(meth)acrylat, Caprolacton-modifiziertes Dipentaerythritolhexa(meth)acrylat,
Pentaerythritoltetrn(meth)acrylat, Tris[(meth)acryloxyethyl]isocyanurat, Caprolacton
modifizierte Tris[(meth)acryloxyethyl]isocyanurate oder Trimethylolpropante
tra(meth)acrylat oder Gemische aus zwei oder mehr davon.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden als
Komponente C beispielsweise Acrylsäurephenylester, Methacrylsäurephenylester
oder Phenoxyethylacrylat eingesetzt.
Unter den genannten Di-, Tri- oder höherfunktionellen Acrylatmonomeren, die erfin
dungsgemäß als Komponente C einsetzbar sind, sind Tripropylenglykoldiacrylat,
Neopentylglykolpropoxylatdi(meth)acrylat, Trimethylolpropantri(meth)acrylat und
Pentaerythritoltriacrylat bevorzugt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird als
Komponente C eine Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
monomeren, oligomeren oder polymeren Estern der Acrylsäure, Methylacrylsäure,
Ethylacrylsäure, Propylacrylsäure oder Butylacrylsäure mit einem aromatischen oder
aliphatischen monofunktionellen oder polyfunktionellen Alkohol eingesetzt, wobei der
Ester einen Siedepunkt von mindestens 100°C aufweist.
Zusätzlich zu den eingangs genannten Kombinationen der Komponenten A, B und C
kann der erfindungsgemäße Schmelzklebstoff als Komponente D einen Photoini
tiator enthalten, der unter UV-Bestrahlung eine Polymerisation olefinisch
ungesättigter Doppelbindungen initiiert. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn
der Klebstoff durch Einwirkung von UV-Strahlung polymerisiert werden soll.
Als Komponente D wird daher in solchen Fällen ein Photoinitiator eingesetzt, der bei
Bestrahlung mit Licht einer Wellenlänge von etwa 260 bis etwa 480 nm dazu in der
Lage ist, eine radikalische Polymerisation olefinisch ungesättigter Doppelbindungen
zu initiieren. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind zum Einsatz als
Komponente D grundsätzlich alle handelsüblichen Photoinitiatoren geeignet, die mit
dem erfindungsgemäßen Klebstoff kompatibel sind, d. h. wenigstens weitgehend
homogene Gemische ergeben.
Beispielsweise sind dies alle Norrish-Type I fragmentierenden Substanzen. Beispiele
hierfür sind Benzophenon, Campherchinon, Quantacure (Hersteller: International
Bio-Synthetics), Kayacure MBP (Hersteller Nippon Kayaku), Esacure BO (Hersteller:
Fratelli Lamberti), Trigonal 14 (Hersteller: Akzo), Photoinitiatoren der Irgacure®-,
Darocure®- oder Speedcure®-Reihe (Hersteller: Ciba-Geigy), Darocure® 1173 oder
Fi-4 (Hersteller: Eastman) Insbesondere geeignet sind darunter Irgacure® 651,
Irgacure® 369, Irgacure® 184, Irgacure® 907, Irgacure® 1850, Irgacure® 1173
(Darocure® 1173), Irgacure® 1116, Speedcure® EDB, Speedcure® ITX, Irgacure® 784
oder Irgacure® 2959 oder Gemische aus zwei oder mehr davon.
Herkömmliche niedermolekulare Photoinitiatoren können in Verbundwerkstoffen
gegebenenfalls zur Migratbildung beitragen. Als Migrate kommen dabei die im
Klebstoff enthaltenen Photoinitiatoren selbst in Frage, eine weitere Migratquelle
stellen jedoch auch Fragmente der Photoinitiatoren dar, wie sie gegebenenfalls bei
der Bestrahlung des Klebstoffs mit UV-Strahlen entstehen. Unter bestimmten
Umständen, beispielsweise bei der Herstellung von Verbundwerkstoffen die der
Lebensmittelverpackung dienen sollen, wird eine möglichst weitgehende
Vermeidung von migrierfähigen Verbindungen im Klebstoff angestrebt. Der Gehalt
des erfindungsgemäßen Klebstoffs an migrierfähigen Verbindungen läßt sich in der
Regel noch weiter senken, wenn der Photoinitiator ein Molekulargewicht aufweist,
das eine Migration weitgehend erschwert, oder sogar unterbindet.
Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform enthält Komponente D daher
wenigstens anteilig einen Photoinitiator, der ein Molekulargewicht von mehr als etwa
200 aufweist. Kommerziell erhältliche Photoinitiatoren, die diese Bedingung erfüllen
sind beispielsweise Irgacure® 651, Irgacure® 369, Irgacure® 907, Irgacure® 784,
Speedcure® EDB, oder Speedcure® ITX.
Photoinitiatoren die bezüglich ihres Molekulargewichts die oben genannte Bedingung
erfüllen, sind jedoch auch durch Umsetzung eines niedermolekularen Photoinitiators
der eine gegenüber Isocyanaten reaktive funktionelle Gruppe aufweist,
beispielsweise eine Aminogruppe oder eine OH-Gruppe, mit einer hochmolekularen
Verbindung mit wenigstens einer Isocyanatgruppe erhältlich (polymergebundene
Photoinitiatoren). Vorzugsweise werden als Komponente D Verbindungen
eingesetzt, die mehr als ein Photoinitiatormolekül tragen, beispielsweise zwei, drei
oder mehr Photoinitiatormoleküle. Solche Verbindungen lassen sich beispielsweise
durch Umsetzung eines polyfunktionellen Alkohols mit zwei oder mehr OH-Gruppen
mit geeigneten Di- oder Triisocyanaten und Photoinitiatoren mit einer geeigneten,
gegenüber Isocyanaten reaktiven funktionellen Gruppe, erhalten.
Als polyfunktionelle Alkohole sind alle vorstehend genannten polyfunktionellen
Alkohole einsetzbar, insbesondere jedoch Neopentylglykol, Glycerin,
Trimethylolpropan, Pentaerythrit und deren Alkoxylierungsprodukte mit C2-4-
Alkylenoxiden. Ebenfalls als polyfunktionelle Alkohole geeignet, und im Rahmen der
vorliegenden Erfindung besonders bevorzugt, sind die Umsetzungsprodukte
dreiwertiger Alkohole mit Caprolacton, beispielsweise das Umsetzungsprodukt von
Trimethylolpropan mit Caprolacton (Capa 305, Fa. Interox, Cheshire, UK,
Molekulargewicht (Mn) = 540).
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält Komponente D
einen Photoinitiator, der erhältlich ist, indem ein mindestens dreiwertiger Alkohol mit
Caprolacton zu einem mindestens drei OH-Gruppen tragenden Polycaprolacton mit
einem Molekulargewicht von etwa 300 bis etwa 900 umgesetzt wird, und
anschließend das Polycaprolacton mittels einer mindestens zwei Isocyanatgruppen
tragenden Verbindung mit 1-[4-(2-Hydroxyethoxy)phenyl]-2-hydroxy-2-methylpropan-
1-on verknüpft wird.
Als mindestens zwei Isocyanatgruppen tragende Verbindungen, insbesondere als
Diisocyanate zur Umsetzung mit den genannten Polyolen kommen beispielsweise
alle im Rahmen dieses Textes genannten Diisocyanate in Frage. Besonders
bevorzugt sind jedoch das 2,4- und das 2,6-Isomere des TDI, wobei die Isomeren in
ihrer reinen Form oder als Gemisch eingesetzt werden können.
Als Photoinitiatoren zur Herstellung der polymergebundenen Photoinitiatoren eignen
sich beispielsweise alle Photoinitiatoren, die eine gegenüber Isocyanatgruppen
reaktive funktionelle Gruppe aufweisen. Besonders bevorzugt ist im Rahmen der
vorliegenden Erfindung 1-[4-(2-Hydroxyethoxy)phenyl]-2-hydroxy-2-methylpropan-1-
on (Irgacure® 2959), das über eine primär gebundene OH-Gruppe verfügt.
Gegebenenfalls können die in Komponente D einsetzbaren Photoinitiatoren auch
hergestellt werden, indem eine untergeordnete Menge an gegenüber
Isocyanatgruppen reaktiven Photoinitiatormolekülen bei der Herstellung der
Komponente A oder der Komponente B oder bei beiden Herstellungsverfahren mit
eingesetzt werden. Dies führt zu einer Anbindung jeweils eines Photoinitiators an ein
Molekül der Komponente A oder der Komponente B.
Es ist weiterhin möglich, die Anbindung des Photoinitiators an eine Polymerkette,
beispielsweise an Komponente A oder B, dadurch zu erreichen, daß der über eine
entsprechende funktionelle Gruppe verfügende Photoinitiator in monomerer Form
dem Klebstoff zugegeben wird, und anschließend, etwa während einer Lagerzeit des
Klebstoffs, mit einer entsprechenden polymeren Komponente, beispielsweise
Komponente A oder B, reagiert.
Außerdem ist es möglich, den Photoinitiator mit einer durch Bestrahlung mit UV-Licht
oder mit Elektronenstrahlen polymerisierbaren funktionellen Gruppe zu versehen,
wobei die mit UV-Licht oder mit Elektronenstrahlen polymerisierbare funktionelle
Gruppe, beispielsweise über eine Umsetzung des Photoinitiators mit einer
ungesättigten Carbonsäure, mit dem Photoinitiator verbunden werden kann. Als
ungesättigte Carbonsäuren eignen sich beispielsweise Acrylsäure oder
Methacrylsäure. Besonders geeignet sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung
die Umsetzungsprodukte von Irgacur® 2959 mit Acrylsäure oder Methacrylsäure.
Es ist demnach möglich, daß als Komponente D eine Verbindung eingesetzt wird,
die sowohl einen Photoinitiator als auch eine durch Bestrahlung mit UV-Licht oder
mit Elektronenstrahlen polymerisierbare funktionelle oder eine zur Reaktion mit einer
mindestens ein acides Wasserstoffatom aufweisenden Verbindung fähige,
funktionelle Gruppe, oder beides, aufweist.
Neben den genannten Kombinationen der Komponenten A, B, C und D kann der
Erfindungsgemäße Klebstoff als Komponente E noch weitere Zusatzstoffe enthalten.
Zu den im Rahmen der vorliegenden Erfindung in ihrer Gesamtheit als Komponente
E einsetzbaren Zusatzstoffen zählen beispielsweise Weichmacher, Stabilisatoren,
Antioxidantien, Farbstoffe, Füllstoffe, Katalysatoren, Beschleuniger, Entschäumer
oder Verlaufshilfsmittel.
Als Weichmacher werden beispielsweise Weichmacher auf Basis von Phthalsäure
eingesetzt, insbesondere Dialkylphthalate, wobei als Weichmacher Phthalsäureester
bevorzugt sind, die mit einem etwa 6 bis etwa 12 Kohlenstoffatomen aufweisenden,
linearen Alkanol verestert wurden. Besonders bevorzugt ist hierbei das
Dioctylphthalat.
Ebenfalls als Weichmacher geeignet sind Benzoatweichmacher, beispielsweise
Sucrosebenzoat, Diethylenglykoldibenzoat und/oder Diethylenglykolbenzoat, bei
dem etwa 50 bis etwa 95% aller Hydroxylgruppen verestert worden sind, Phosphat-
Weichmacher, beispielsweise t-Butylphenyldiphenylphosphat, Polyethylenglykole
und deren Derivate, beispielsweise Diphenylether von Poly(ethylenglykol), flüssige
Harzderivate, beispielsweise der Methylester von hydriertem Harz, pflanzliche und
tierische Öle, beispielsweise Glycerinester von Fettsäuren und deren
Polymerisationsprodukte.
Zu im Rahmen der Erfindung als Zusatzstoffe einsetzbaren Stabilisatoren oder
Antioxidantien, zählen Phenole, sterisch gehinderte Phenole hohen Molekularge
wichts (Mn), polyfunktionelle Phenole, schwefel- und phosphorhaltige Phenole oder
Amine. Im Rahmen der Erfindung als Zusatzstoffe einsetzbare Phenole sind bei
spielsweise Hydrochinon, Hydrochinonmethylether 2,3-(Di-tert.-butyl)hydrochinon,
1,3,5-Trimethyl-2,4,6-tris(3,5-di-tert-butyl4-hydrnxybenzyl)benzol; Pentaerythrittetra
kis-3-(3,5-di-tert-butyl4-hydrnxyphenyl)propionat; n-Octadecyl-3,5-di-tert-butyl-4-
hydroxyphenyl)propionat; 4,4-Methylenbis(2,6-di-tert-butyl-phenol); 4,4-Thiobis(6-
tert-butyl-o-cresol); 2,6-Di-tert-butylphenol; 6-(4-Hydroxyphenoxy)-2,4-bis(n-octyl
thio)-1,3,5-triazin; Di-n-Octadecyl-3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzylphosphonate; 2-
(n-Octylthio)ethyl-3,di-tert-butyl-4-hydroxybenzoat; und Sorbithexa[3-(3,5-di-tert-
butyl4-hydroxyphenyl)propionat]; sowie p-Hydroxydiphenylamin oder N,N'-
diphenylendiamin oder Phenothiazin.
Weitere Zusatzstoffe können in die erfindungsgemäßen Klebstoffe mit aufgenommen
werden, um bestimmte Eigenschaften zu variieren. Darunter können beispielsweise
Farbstoffe wie Titandioxid, Füllstoffe wie Talcum, Ton und dergleichen sein. Gegebe
nenfalls können in den erfindungsgemäßen Klebstoffen geringe Mengen an
thermoplastischen Polymeren vorliegen, beispielsweise Ethylenvinylacetat (EVA),
Ethylenacrylsäure, Ethylenmethacrylat und Ethylen-n-butylacrylatcopolymere, die
dem Klebstoff gegebenenfalls zusätzliche Flexibilität, Zähigkeit und Stärke verleihen.
Es ist ebenfalls möglich bestimmte hydrophile Polymere zuzugeben, beispielsweise
Polyvinylalkohol, Hydroxyethylcellulose, Hydroxypropylcellulose,
Polyvinylmethylether, Polyethylenoxid, Polyvinylpyrrolidon, Polyethyloxazoline oder
Stärke oder Celluloseester, insbesondere die Acetate mit einem Substitutionsgrad
von weniger als 2,5, welche beispielsweise die Benetzbarkeit der Klebstoffe
erhöhen.
Der erfindungsgemäße Klebstoff kann die beschriebenen Komponenten gege
benenfalls alleine oder beispielsweise in den folgenden Kombinationen enthalten:
Komponente A, Komponenten A und B, Komponenten A und C, Komponenten B und
C, Komponenten A und D, Komponenten A und E, Komponenten A, B und C,
Komponenten B, C und D, Komponenten B, C und E, Komponenten A, B, C und D,
Komponenten A, B, C und E, Komponenten A, C, D und E, Komponenten B, C, D
und E sowie Komponenten A, B, C, D und E.
Der erfindungsgemäße Klebstoff enthält, sofern eine Kombination enthaltend diese
Komponente gewünscht ist, die Komponente A in einer Menge von bis zu etwa 100
Gew.-%, bezogen auf den gesamten Schmelzklebstoff. Wenn Komponente A nicht
alleine eingesetzt wird, so enthält der erfindungsgemäße Schmelzklebstoff bis zu
etwa 99,99 Gew.-% Komponente A. In diesem Fall sollte die Untergrenze des
Gehalts an Komponente A bei mindestens etwa 0,01 Gew.-% liegen.
Der erfindungsgemäße Klebstoff enthält, sofern eine Kombination enthaltend diese
Komponente gewünscht ist, die Komponente B in einer Menge von bis zu etwa 99
Gew.-% bezogen auf den gesamten Schmelzklebstoff. In einer besonderen Ausfüh
rungsform enthält der erfindungsgemäße Schmelzklebstoff etwa 10 Gew.-% bis etwa
98 Gew.-%, insbesondere etwa 80 Gew.-% bis etwa 95 Gew.-% Komponente B. Die
Untergrenze des Gehalts an Komponente B sollte im Falle von deren Einsatz bei
mindestens etwa 0,01 Gew.-% liegen.
Der erfindungsgemäße Klebstoff enthält, sofern eine Kombination enthaltend diese
Komponente gewünscht ist, die Komponente C in einer Menge von bis zu etwa 50
Gew.-% bezogen auf den gesamten Schmelzklebstoff. In einer besonderen
Ausführungsform enthält der erfindungsgemäße Schmelzklebstoff etwa 2 Gew.-%
bis etwa 40 Gew.-%, insbesondere etwa 5 Gew.-% bis etwa 30 Gew.-% Komponente
C. Die Untergrenze des Gehalts an Komponente C sollte im Falle von deren Einsatz
bei mindestens etwa 0,01 Gew.-% liegen.
Der erfindungsgemäße Klebstoff enthält, sofern eine Kombination enthaltend diese
Komponente gewünscht ist, die Komponente D in einer Menge von bis zu etwa 50
Gew.-% bezogen auf den gesamten Klebstoff, die Untergrenze sollte in diesem Fall
entsprechend bei etwa 0,01 Gew.-% liegen. Bezogen auf das einzelne Photoinitiator
molekül in der Komponente D selbst, unabhängig davon, ob es an eine weitere
Verbindung kovalent gebunden ist, sollte der Anteil am Klebstoff bei mindestens
etwa 0,01 Gew.-% bis zu etwa 10 Gew.-% liegen, bevorzugt ist ein Anteil von etwa
0,5 bis etwa 5 Gew.-% und besonders bevorzugt etwa 1 bis etwa 3 Gew.-%,
bezogen auf den gesamten Klebstoff.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält der erfindungsgemäße
Schmelzklebstoff die Komponenten A, B, C, D und E in den oben angegebenen
Kombinationen in einem solchen Verhältnis, daß ein aus dem Schmelzklebstoff
bestehender Formkörper bei Raumtemperatur formstabil ist.
Unter dem Begriff "bei Raumtemperatur formstabil" wird ein Zustand verstanden, bei
dem ein aus dem erfindungsgemäßen Schmelzklebstoff bestehender Formkörper bei
20°C seine äußere Form mindestens über 2 Stunden beibehält oder zumindest im
wesentlichen beibehält, wobei eine unwesentliche Formänderung sich lediglich in
einer Änderung von Strukturen mit geringer räumlicher Ausdehnung ausdrückt,
beispielsweise in einer leichten Abrundung der Ecken eines aus der
erfindungsgemäßen Zusammensetzung hergestellten Würfels oder dergleichen. Der
Begriff "formstabil" beinhaltet dabei jedoch, daß die Zusammensetzung gegenüber
von außen einwirkenden Kräften ein plastisches Verhalten zeigen kann
(Kaltverstreckung, kalter Fluß).
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines
mindestens zwei Lagen umfassendes Verbundmaterials, bei dem ein
erfindungsgemäßer Schmelzklebstoff auf eine erste Seite einer ersten Lage bei einer
Temperatur von mindestens 40°C aufgetragen wird, anschließend eine zweite Lage
auf die Klebstoffseite der ersten Lage kaschiert wird und das so erhaltene Material
anschließend einer Behandlung mit UV- oder Elektronenstrahlen unterzogen wird.
Die Verarbeitung des erfindungsgemäßen Schmelzklebstoffs erfolgt beim
erfindungsgemäßen Verfahren in der Regel durch Auftrag des Klebstoffs auf die
erste Lage und gegebenenfalls weitere Lagen mittels üblicher Auftragsverfahren in
geschmolzenem Zustand. Geeignete Auftragsverfahren sind beispielsweise der
Auftrag durch Walzen, Schlitzdüsen, Sprühdüsen, Siebdruck, Tauchen oder
Rasterwalzen.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt
die Behandlung mit UV- oder Elektronenstrahlen bei einer Temperatur von mehr als
30°C, insbesondere bei einer Temperatur von mehr als 50°C.
Der Klebstoff verfestigt sich nach der ersten, durch Abkühlen bedingten
Verfestigungsstufe und der zweiten, durch die Elektronenbestrahlung bedingten
Verfestigungsstufe, in einer dritten Verfestigungsstufe durch die Anwesenheit von
mindestens einer gegenüber einer Verbindung mit einem aciden Wasserstoffatom
reaktiven funktionellen Gruppe noch weiter. In der Regel wird dies auf eine Reaktion
der genannten Gruppen mit Feuchtigkeit, beispielsweise Luftfeuchtigkeit zu rückzu
führen sein. Die weitere Verfestigung findet in der Regel über einen Längeren
Zeitraum statt, der bei Umgebungstemperatur (etwa 15 bis etwa 25°C)
beispielsweise etwa einen Tag oder einige Tage bis hin zu etwa einer Woche oder
mehr, beispielsweise etwa zwei Wochen, betragen kann.
Es ist jedoch ebenfalls möglich, die dritte Verfestigungsstufe beispielsweise durch
Veränderung der Feuchtigkeitsbedingungen oder Erhöhung der Temperatur oder von
beidem gleichzeitig oder nacheinander in ihrer Geschwindigkeit zu beeinflussen. Dies
kann entweder direkt anschließend an die Elektronenstrahlbehandlung oder erst in
einigem zeitlichen Abstand dazu erfolgen.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein mindestens zweilagiges
Verbundmaterial, mit einer Dicke, die über das Maß der in der Folienkaschierung
üblicherweise eingesetzten Materialien hinausgeht, wobei eine stoffschlüssige
Verbindung zwischen mindestens zwei der Lagen mittels eines Schmelzklebstoffs
gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt ist. Die Dicke solcher Materialien
beträgt in der Regel mehr als etwa 200 µm, beispielsweise mehr als etwa 250 oder
etwa 300 µm. Gegebenenfalls kann die Dicke solcher Materialien sogar mehr als
etwa 400, 500, 600 oder mehr als etwa 800 µm betragen.
Zweckmäßigerweise wird der erfindungsgemäße Schmelzklebstoff auch zur
Herstellung und zum Verschluß von Faltschachteln bzw. Kartons für
hochbeanspruchte Anwendungen verwendet, z. B. für Tiefkühlkost (ready to bake
meals), Babynahrung, Kosmetika, Pharmazeutika, Getränke,
Sterilisationspackungen wie medizinische Geräte und Verbandsstoffe. Bisher wurden
dafür thermoplastische Schmelzklebstoffe oder Dispersionen eingesetzt. Damit war
der Nachteil verbunden, daß wegen der Thermoplastizität der Karton nur eine
begrenzte Funktionalität erreichen konnte, die den Einsatz eines Innenbeutels z. B.
bei Hochtemperatur- oder Tieftemperaturbelastungen nötig macht.
Durch das erfindungsgemäße vernetzte Klebstoffsystem können hochbelastete
Verpackungen ohne Innenbeutel auf herkömmlichen Anlagen hergestellt, befüllt und
verschlossen werden, die lediglich mit einem UV- oder Elektronenstrahler
ausgerüstet werden müssen. Darüber hinaus reduziert sich der Produktionsprozeß
um den Einbeutelungsvorgang. Dadurch erhält die Umverpackung oder der
Umkarton den Charakter einer funktionellen Verpackung und ist damit ökonomisch
und ökologisch anders zu bewerten.
Die Erfindung wird im Anschluß durch Beispiele näher erläutert.
Eine erfindungsgemäßer Klebstoff wurde wie folgt hergestellt:
700 g eines ersten Polyesters (OH-Zahl = 60) und 100 g eines zweiten Polyesters (OH-Zahl = 30), hergestellt aus den Komponenten Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Diethylenglykol, Dipropylenglykol, Hexandiol und Butandiol, und 20 g MDI wurden vorgelegt und bei 120°C für 30 Minuten einer Polyaddition unter zogen. Anschließend wurden 100 g Phenoxyethylacrylat zugegeben und die Polyadditionsreaktion wurde für weitere 20 Minuten fortgeführt. Der entstandene NCO-terminierte Präpolymere hatte eine Viskosität von ca. 10.000 mPas bei 120°C.
700 g eines ersten Polyesters (OH-Zahl = 60) und 100 g eines zweiten Polyesters (OH-Zahl = 30), hergestellt aus den Komponenten Phthalsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, Diethylenglykol, Dipropylenglykol, Hexandiol und Butandiol, und 20 g MDI wurden vorgelegt und bei 120°C für 30 Minuten einer Polyaddition unter zogen. Anschließend wurden 100 g Phenoxyethylacrylat zugegeben und die Polyadditionsreaktion wurde für weitere 20 Minuten fortgeführt. Der entstandene NCO-terminierte Präpolymere hatte eine Viskosität von ca. 10.000 mPas bei 120°C.
Das Produkt war bei Raumtemperatur formstabil und hatte einen Schmelzpunkt von
mehr als etwa 80°C.
Zu einem Teil des Präpolymeren wurden 5 Gew.-% eines Fotoinitiators zugesetzt.
Dieses Produkt (Beispiel 1) wurde bei 120°C auf einer SiOx-bedampfte PETP-Folie
aufgetragen. Anschließend wurde mit einer PETP-Folie und mit einer SiOx-
bedampften PETP-Folie verklebt und die Verklebung mit 400 Watt/400 cm2 UV-Licht
(Hg-Dampf) bestrahlt (Ergebnis siehe Tabelle).
Ein zweiter Teil des Präpolymeren wurde ohne Photointiatorzugabe bei 120°C auf
die obengenannten Folien aufgetragen (Beispiel 2) und nach Verklebung mit einem
Elektronenstrahler mit 2 Megarad Strahlen bestrahlt (Ergebnis Tabelle).
Aus der Tabelle geht hervor, daß die erfindungsgemäße Zusammensetzung durch
den Charakter eines Schmelzklebstoffs für eine hohe Anfangshaftung sorgt.
Charakteristisch ist ein schnelles Anziehen der Haftung (innerhalb weniger
Sekunden) durch Bestrahlung und ein schnelles Erreichen eines vernetzten Films
(Materialriß nach einem Tag). Weiterhin zeigen die so hergestellten
Verbundmaterialien eine hohe Endhaftung durch die abschließende Isocya
nathärtung.
Claims (12)
1. Schmelzklebstoff mit einem Schmelzpunkt von mindestens 40°C, enthaltend
eine Komponente A oder eine Komponente A und eine Komponente B oder eine
Komponente B und eine Komponente C oder eine Komponente A und eine
Komponente C oder Komponenten A, B und C, wobei
- a) als Komponente A ein Polymeres mit einem Molekulargewicht (Mn) von mindestens 5.000, das mindestens eine gegenüber einer Verbindung mit einem aciden Wasserstoffatom reaktive funktionelle Gruppe und eine durch UV- oder Elektronenstrahlen polymerisierbare funktionelle Gruppe aufweist,
- b) als Komponente B ein Polymeres mit einem Molekulargewicht (Mn) von mindestens 5.000, das mindestens eine gegenüber einer Verbindung mit einem aciden Wasserstoffatom reaktive funktionelle Gruppe und keine durch UV- oder Elektronenstrahlen polymerisierbare funktionelle Gruppe aufweist und
- c) als Komponente C eine Verbindung mit einer durch UV- oder Elektronen strahlen polymerisierbaren funktionellen Gruppe und einem Molekulargewicht von weniger als 5.000
2. Schmelzklebstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusam
mensetzung einen Schmelzpunkt von mindestens 60°C aufweist.
3. Schmelzklebstoff nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß sie eine Viskosität von 5.000 bis 15.000 mPas (Brookfield RVT D, Spindel
27) bei 120°C bis 180°C aufweist.
4. Schmelzklebstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß als Komponente C eine Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend
aus monomeren, oligomeren oder polymeren Estern der Acrylsäure, Methyl
acrylsäure, Ethylacrylsäure, Propylacrylsäure oder Butylacrylsäure mit einen
aromatischen oder aliphatischen monofunktionellen oder polyfunktionellen
Alkohol enthalten ist, wobei der Ester einen Siedepunkt von mindestens 100°C
aufweist.
5. Schmelzklebstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß als Komponente A oder B oder A und B ein Polyurethan enthalten ist.
6. Schmelzklebstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß als Komponente A oder B oder A und B ein Polyurethan, erhältlich durch
Umsetzung eines mindestens difunktionellen Isocyanats mit einem kristallinen
oder teilkristallinen Polyester oder einem Gemisch aus zwei oder mehr
Polyestern, wobei mindestens einer der Polyester im Gemisch kristallin ist,
enthalten ist.
7. Schmelzklebstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß Komponente A oder B oder A und B als gegenüber einer Ver
bindung mit einem aciden Wasserstoffatom reaktive funktionelle Gruppe eine
NCO-, Epoxy-, Anhydrid- oder Carboxylgruppe oder ein Gemisch aus zwei
oder mehr davon trägt.
8. Verfahren zur Herstellung eines mindestens zwei Lagen umfassenden Verbund
materials aus einer ersten und einer zweiten Lage, bei dem ein
Schmelzklebstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 7 auf eine ersten Seite der
ersten Lage bei einer Temperatur von mindestens 40°C aufgetragen wird,
anschließend die zweite Lage auf die Klebstoffseite der ersten Lage kaschiert
wird und das so erhaltene Material anschließend einer Behandlung mit UV- oder
Elektronenstrahlen unterzogen wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung mit
UV- oder Elektronenstrahlen bei einer Temperatur von mehr als 30°C erfolgt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die Behandlung mit UV- oder Elektronenstrahlen bei einer Temperatur von mehr
als 50°C erfolgt.
11. Mindestens zweilagiges Verbundmaterial, mit einer Dicke, die über das Maß der
in der Folienkaschierung üblicherweise eingesetzten Materialien hinausgeht,
wobei eine stoffschlüssige Verbindung zwischen mindestens zwei der Lagen
mittels eines Schmelzklebstoffs nach einem der Ansprüche 1 bis 7 hergestellt
ist.
12. Verwendung des Schmelzklebstoffes nach mindestens einem der Ansprüche 1
bis 7 zur Herstellung und zum Verschluß von Faltschachteln bzw. Kartons für
hochbeanspruchte Anwendungen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19927077A DE19927077A1 (de) | 1998-06-19 | 1999-06-15 | Mehrstufig härtender Klebstoff |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19827494 | 1998-06-19 | ||
DE19845180 | 1998-10-01 | ||
DE19927077A DE19927077A1 (de) | 1998-06-19 | 1999-06-15 | Mehrstufig härtender Klebstoff |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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