DE69514002T2 - Geschäumte klebstoffe und verwendungsverfahren - Google Patents
Geschäumte klebstoffe und verwendungsverfahrenInfo
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft einen geschäumten Klebstoff und ein Verfahren zur Anwendung eines derartigen geschäumten Klebstoffs. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung zum Beispiel einen kohlenwasserstoffgeschäumten Polychloropren- Kontaktklebstoff und ein Verfahren zum Anwenden eines ungleichförmigen Beschichtens eines derartigen Klebstoffs, z. B. durch einen Kamm, eine Kelle oder eine Rolle auf einem Substrat. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Teilesatz zum Verwenden in einem derartigen Verfahren des Anwendens des Schaumbildungssystems.
- Kontaktklebstoffe können dadurch gekennzeichnet werden, daß sie auf beiden zu verbindenden Substraten aufgebracht werden und ihnen dann ermöglicht wird zu trocknen. Es gibt ein Zeitfenster, an dem der Klebstoff getrocknet ist, währenddessen die klebstoffbeschichteten Substrate in Kontakt gebracht und verbunden werden können. Kontaktklebstoffe werden primär zum Laminatverbinden verwendet. Sie werden sowohl in der Industrie als auch im Haushalt verwendet.
- Traditionelle Kontaktklebstoffe basieren auf Lösungsmitteln. Die Produkte enthalten nur 20 bis 25% Klebstoff, der Rest ist aus einem hochentflammbaren Lösungsmittel oder chlorinierten Lösungsbindemitteln zusammengesetzt, die gesundheitsschädliche Schwaden abgeben und folglich nicht umweltfreundlich sind. Wäßrige Kontaktklebstoffe wurden demgemäß entwickelt, wobei der Klebstoff in einem Wasserbasismittel dispergiert ist und gleichmäßig über die zu kontaktierenden Oberflächen mittels eines Kissens, einer Bürste oder einer Rolle verteilt wird. Wässrige Klebstoffe waren jedoch im Markt nicht erfolgreich, weil sie nicht die Bindungsfestigkeit erkennen ließen, die traditionelle auf Lösungsmitteln basierende Systeme haben, und sie relativ lange Trockenzeiten über sich ergehen lassen müssen.
- Es wurde nun entdeckt, daß geschäumte auf Wasser basierende Klebstoffe auf einem Substrat mit einem Kamm, einer Kelle oder einer Rolle ausgebreitet werden können, um eine erhöhte Oberflächenabdeckung pro Produktvolumen vorzusehen, während sie eine hohe Bindefestigkeit und Trockenzeiten, die mindestens vergleichbar mit traditionellen lösungsmittelgebundenen Systemen sind, aufweisen.
- US-A-3565247 offenbart ein druckempfindliches Klebstoffband, wobei die Klebstoffschicht davon ein Schaumsystem ist.
- GB-A-213903 offenbart eine schaumempfindliche Klebstoffschicht, die eine stabile Schaumstruktur aufweist, die durch Mischen eines Gases, das Sauerstoff aufweist, mit einer wasserlöslichen Dispersion, die einen ungesättigten Polyester, eine druckempfindliche Klebstoffkomponente und einen Beschleuniger, der zum oxidierenden Härten des Polyesters wirksam ist, umfaßt.
- US-A-456191B offenbart einen geschäumten Polyvinylacetat- Ethylenklebstoff, der auf einem Copolymer basiert, für ein Verwenden in der Produktion von welligen Produkten.
- US-A-4960802 offenbart eine wasserlösliche kompakte Komposition zum Verwenden als Kontaktklebstoff, die als eine Beschichtung auf der Oberfläche von zwei Substraten verwendet werden kann und dann geschäumt und getrocknet wird, um eine trockene cellulare Klebstoffbeschichtung vorzusehen. Der Kontaktklebstoff kann z. B. auf Acryl, Styrol-Butadien oder Chloropren-Polymeren basieren. Die cellulare Struktur kann durch mechanisches Schäumen der wasserlöslichen Klebstoffzusammensetzung vor dem Beschichten erreicht werden, wobei in diesem Fall das Blasmittel Luft ist oder durch den Zusatz eines physikalischen Treibmittels, z. B. eines Kohlenwasserstoffs. Es gibt keine Offenbarung des Zusammenstellen des Schaums bevor ihm ermöglicht wird zu trocknen.
- Eine japanische Patentveröffentlichung A-4185685, wie sie von der Derwent Abstract Accession No. 92-272932 berichtet wird, offenbart die Produktion eines geschäumten Klebstoffs, der Vorteile ergibt, wenn er zum Kleben von Holz verwendet wird. Der Klebstoff wird durch den Zusatz oberflächenaktiver Stoffe zu Aminoharzen, ein Einstellen des pH-Wertes und dem Zusatz eines Basismaterials vorbereitet.
- DE-A-40 21 863 offenbart die Verwendung eines geschäumten Zweikomponenten-Polyurethanklebstoffs, um keramische Bodenplatten zu befestigen, wobei der Klebstoff leicht auf die Unterfläche der Platten aufgebürstet wird.
- Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Anwenden eines Beschichtens eines geschäumten Klebstoffs auf ein Substrat bereit, wobei anfänglich eine Menge geschäumten Klebstoffs auf das Substrat aufgetragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von strukturellen zeitstabilen Rillen in dem Schaum erzeugt wird.
- Die Rillen können in dem Schaum durch Verwenden eines Kammes oder einer gerillten Rolle erzeugt werden.
- Der geschäumte Klebstoff hat eine lange "Fenster"-Zeit, während der die zu verbindenden Substrate in Kontakt gebracht werden können. Eine wesentlich größere Bedeckung ist im Vergleich zu einem nichtgeschäumten, auf Wasser basierenden Klebstoff gegeben, während weiterhin die Kontaktfestigkeit beibehalten wird. Der geschäumte Klebstoff, der gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist strukturell zeitstabil. Die cellulare Struktur des Schaums bricht nicht zusammen. Dieses hält die "Längung" des Schaums für einen Kontakt bereit und hilft auch beim Ausgleichen nichtplanarer Oberflächen zum vollständigen Verkleben.
- Der Schaum, der in dem vorliegenden Produkt verwendet wird, kann durch einen externen Schaumbildner nach dem Aufbringen des Klebstoffs auf dem Substrat oder vorzugsweise durch einen internen Schaumbildner bereitgestellt werden.
- Die auf Wasser basierende Klebstoffkomposition zum Verwenden in der vorliegenden Erfindung umfaßt ein wasserlösliches Medium, das von 30 bis 80 Gew.-% feste Klebstoffkomponenten, vorzugsweise von 45 bis 60 Gew.-%, enthält. Der Klebstoff kann ein im Stand der Technik bekannter Klebstoff sein, z. B. ein Acryl, ein Styrolacryl, ein Styrol-Butadien, ein Vinylacetat, ein Urethan oder ein Chloroprenpolymer. Die bevorzugte wasserlösliche Klebstoffcopolymeremulsion zum Verwenden in der schäumbaren Kontaktklebstoffkomposition ist eine Polychloroprenlatexemulsion, die 50 bis 60 Gew.-% Feststoffe enthält.
- Der verwendete schäumbare Klebstoff umfaßt vorzugsweise einen anionischen oberflächenaktiven Stoff und einen amphoterischen oberflächenaktiven Stoff. Der anionische oberflächenaktive Stoff dient dazu, die Oberflächenspannungsbedingungen, die in einer Flüssigkeit notwendig sind, um den Schaum zu bilden, zu erzeugen. Der Zusatz eines amphoterischen oberflächenaktiven Stoffes ist zum Erzeugen eines hoch zeitstabilen Schaumes in der Latexemulsion herausgefunden worden. Der amphoterische oberflächenaktive Stoff erniedrigt auch die Produktviskosität. Der oberflächenaktive Stoff kann insgesamt von 0,25 bis 10 Gew.-% Trockengewicht, vorzugsweise von 1 bis 5 Gew.-% Trockengewicht vorhanden sein. Das Verhältnis von anionischem zu amphoterischem oberflächenaktiven Stoff kann von 5 : 1 bis 1 : 5 (als Trockengewicht), vorzugsweise von 1 : 3 bis 3 : 1 liegen.
- Ein intern geschäumtes System wird von 1 bis 10 Gew.-% des schäumenden Lösungsmittels enthalten. Bevorzugte schäumende Lösungsmittel schließen Halogencarbonate oder Kohlenwasserstoffe ein. Kohlenwasserstoffe wie Butan werden bevorzugt. Chemische Treibmittel können auch angewandt werden wie ein anorganisches Carbonat und ein anorganisches Bicarbonat.
- Die Klebstoffzusammensetzung wird vorzugsweise einen Stoff zur Erhöhung der Klebrigkeit, wie ein natürliches oder künstliches Harz oder ein Derivat davon, enthalten. Der Stoff zur Erhöhung der Klebrigkeit ist vorzugsweise eine Harzesteremulsion und kann von 15 bis 50% Trockengewicht, vorzugsweise 20 bis 25% Trockengewicht vorhanden sein.
- Die schäumbare Klebstoffzusammensetzung, die gemäß der Erfindung verwendet wird, kann auch andere Komponenten wie Füller, Säureakzeptoren, Antioxidantien, Fungizide, Bakterizide, Schaumstabilisatoren und Verdickungsmittel und Duftstoffe enthalten. Der geschäumte Klebstoff kann auf die zu verbindenden Substrate von einer Spendeeinrichtung, wie einem Sprühschaum, aufgebracht werden und über den Oberflächen der Substrate ausgebreitet werden.
- In einer anderen Ausführungsform wird der geschäumte Klebstoff in einer Tube oder einem mit einem Deckel versehenen Behälter verpackt sein. Im Gebrauch können Portionen des Klebstoffs aus der offenen Tube oder dem Behälter portioniert werden, auf das Substrat getropft werden und dann über die Oberfläche des Substrats ausgebreitet werden.
- Ein bevorzugtes Verfahren zum Ausbreiten des geschäumten Klebstoffes ist mit einem Abstreifer. Ein Hügel geschäumten Klebstoffs wird im Zentrum der Substratoberfläche aufgetragen und dann über die Oberfläche ausgebreitet. Der Abstreifer kann in der Form eines kombinierten Abstreifer/Kammes sein. Der Abstreifer wird in erster Linie verwendet, um den Schaum gleichmäßig über der Oberfläche zu verteilen, während eine Kammkante auf dem Abstreifer Rillen erzeugt.
- Ein weiteres Verfahren zum Ausbreiten des Klebstoffes auf der Oberfläche ist mit einer Rolle gegeben. Die Rolle kann eine Anzahl von Rillen aufweisen, die einen Kammeffekt erzeugen, wenn die Rolle gezogen oder über den Schaum gepreßt wird. Obwohl eine Rolle, die senkrecht zu der Richtung der Rolle gerippt ist, bevorzugt wird, kann eine Rolle, die parallel zu der Rollrichtung gerippt ist, auch verwendet werden. Es wurde auch herausgefunden, daß der geschäumte Klebstoff mit einer Rolle von der Art, wie sie normalerweise zum Ausbreiten grober Endfarben über einer Oberfläche verwendet wird, ist die Rolle ausreichend grob, um Schaumtupfer gleichmäßig verteilt über der Kontaktfläche zu erzeugen.
- Das Klebstoffsystem, das in dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, hat eine Anzahl von Vorteilen gegenüber Klebstoffen im Stand der Technik. Da es zuerst einen sehr geringen Pegel des entflammbaren Materials gibt und da das Klebstoffsystem auf Wasser basiert, ist die Zusammensetzung nicht entflammbar. Der Klebstoff ist auch feuerfest und kann bei der Herstellung von Feuerbarrieren helfen. Der niedrige Gehalt an Lösungsmittel vermindert auch die gesundheitsgefährdenden Gerüche und Emissionen.
- Die Schaumzusammensetzungen haben auch eine schnelle Trockenzeit. Zum Beispiel wurde gezeigt, daß Systeme, die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden, weniger als die halbe Zeit eines konventionellen auf einem Lösungsmittel basierenden Klebers zum Trocknen zu einem geeigneten Klebrigkeitsgrad brauchen. Dennoch erscheint nach wie vor ein langes Kontaktfenster, nämlich für 18 Stunden oder mehr.
- Die Zusammensetzungen, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, zeigen einen Anstieg im Bedeckungsgrad verglichen mit anderen Produkten, die in der Technik bekannt sind. Ein konventioneller, auf Lösungsmittel basierender Klebstoff weist einen Bedeckungsgrad von etwa 5 Quadratmeter pro Liter auf. Ein wasserlöslicher Klebstoff wird einen Bedeckungsgrad von etwa 15 Quadratmeter pro Liter haben. Im Vergleich wird ein geschäumter Klebstoff gemäß der vorliegenden Erfindung einen Bedeckungsgrad von etwa 30 Quadratmeter pro Liter des nichtexpandierten Produktes aufweisen. Es wurde herausgefunden, daß sich die Festigkeit der Verbindung nicht durch das Einbeziehen eines Schaumsystems verschlechtert. Vielmehr führt die vergrößerte Kontaktfläche des zerquetschten Schaums zu einer festeren Verbindung.
- Die Schaumzusammensetzungen, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, sind strukturell zeitstabil und brechen während des Trocknens nicht zusammen. Dieses hilft, einen guten Kontakt zwischen den zu verbindenden Oberflächen bereitzustellen.
- Die Erfindung wird nun in weiterem Detail beschrieben.
- Die folgende Zusammensetzung wurde vorbereitet:
- Klebrigkeitserhöhungsstoff (1) 20,6
- Zinkoxid 2,8
- Stabilisator 1,3
- Antioxidiermittel 1,3
- Fungizid 0,2
- Duftstoff 0,1
- Polychloroprenlatex (2) 70,0
- Amphoterischer oberflächenaktiver Stoff 0,7
- Anionischer oberflächenaktiver Stoff 1,8
- schäumendes Lösungsmittel 1,2
- (1) eine Esterharzemulsion
- (2) eine wäßrige kolloidale Dispersion eines Polymers von 2-Chlorbutadienen. Die Dispersion wird 50%-60% Feststoffe enthalten.
- Die Zusammensetzung wird in eine Dose geladen. Ein Schaumaufbringungsgerät ähnlich denen, die in der Technik bekannt sind, z. B. schabende Schaumdosen, sind angebracht. Die Dose wird geschüttelt und ein Schaum auf die Oberflächen der zu verbindenden Substrate extrudiert.
- Der Schaum wird dann über jeder Oberfläche unter Verwendung eines Abstreifers nivelliert und dann zum Erzeugen von Rillen gekämmt. Dem Schaum wird dann ermöglicht, für von 5 bis 20 Minuten zu trocknen. Die beschichteten Oberflächen werden in Kontakt gebracht und zusammengepreßt.
- Der Schaum trocknet aufgrund der Beibehaltung der Schaumstruktur schnell, während Wasser von dem Schaum verdampft. Das "Verbindungsfenster" ist dann früher offen als bei einem wasserlöslichen Schaum, in dem kein amphoterischer oberflächenaktiver Stoff vorhanden ist. Es wurde herausgefunden, daß eine feste Verbindung selbst nach 24 Stunden Trocknung gebildet wird.
- Ein Prüfen zeigt, daß die Substrate fest miteinander verbunden sind, aber noch während der Herstellung des Verbindens repositioniert werden können. Kontaktklebstoffe der Technik sind sehr schwierig zu repositionieren.
- Die angefügten Figuren zeigen zwei Geräte zum Ausbreiten und Anwenden von Rillen in dem Schaum.
- Fig. 1 zeigt einen einfachen Abstreifer, der entlang einer Kante einen Kamm aufweist. Der Abstreifer wird als erstes zum passenden Einebnen des Schaums auf der Oberfläche verwendet. Zwei Abstände auf dem Einebnungsrand erleichtern dieses. Der Kammrand wird dann zum Erzeugen der Rillen verwendet.
- Fig. 2 zeigt eine Rolle. Diese Rolle wird über den Schaum geführt, um sowohl den Schaum auf der Oberfläche auszubreiten als auch mit Rillen zu versehen.
Claims (10)
1. Verfahren zum Aufbringen einer Beschichtung aus einem
geschäumten Klebstoff auf ein Substrat, bei dem zuerst eine Menge
geschäumter Klebstoff auf das Substrat aufgebracht wird, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von strukturell zeitstabilen
Rillen in dem Schaum erzeugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Rillen in dem Schaum mit
Hilfe eines Kamms oder einer gerillten Walze erzeugt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei man die Rillen auf der
Substratoberfläche trocknen läßt, bevor es zum Kontakt mit einer
anderen ähnlichen Oberfläche kommt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der
Klebstoff eine wäßrige, schäumbare Kontaktklebstoff-Zusammensetzung
ist, die eine einen grenzflächenaktiven Stoff enthaltende wäßrige
Emulsion eines Klebstoffs und einen Schaumbilder umfaßt, und der
Klebstoff einen amphoteren grenzflächenaktiven Stoff enthält.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Klebstoffzusammensetzung
ferner einen anionischen grenzflächenaktiven Stoff enthält.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Verhältnis von
anionischem zu amphoterem grenzflächenaktivem Stoff im Bereich von 5 : 1
bis 1 : 5 liegt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei der
grenzflächenaktive Stoff oder die grenzflächenaktiven Stoffe in einer
Menge von insgesamt 0,25% bis 10%, bezogen auf das
Trockengewicht, vorhanden sind.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der
Klebstoff ein wäßriger Kontaktklebstoff ist, der eine wäßrige
Emulsion eines unter Acryl-, Styrol-Acryl-, Styrol-Butadien-,
Urethan-, Vinylacetat- und Chloropren-Polymeren ausgewählten
Klebstoffbestandteils enthält.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der
Klebstoff einen unter Halogenkohlenstoffen und
Kohlenwasserstoffen ausgewählten Schaumbilder enthält.
10. Kit, der aus Teilen besteht, zur Verwendung in dem Verfahren
nach Anspruch 1, der einen wäßrigen Klebstoff und einen
Schaumbilder oder einen geschäumten Klebstoff enthaltenden
Behälter, Einrichtungen zum Ausbreiten von Schaum auf der Oberfläche
des Substrats und Einrichtungen zur Erzeugung einer Vielzahl von
Rillen in dem Schaum umfaßt.
Applications Claiming Priority (3)
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