DE4021231A1

DE4021231A1 - Feste klebemasse

Info

Publication number: DE4021231A1
Application number: DE4021231A
Authority: DE
Inventors: Koji Sugiura
Original assignee: Sakura Color Products Corp
Current assignee: Sakura Color Products Corp
Priority date: 1989-07-05
Filing date: 1990-07-04
Publication date: 1991-01-17
Also published as: JP2748024B2; US5010120A; GB2234256A; JPH0339382A; GB2234256B; GB9014829D0

Description

Die Erfindung betrifft eine feste Pasten- oder Klebemasse zur zeitweisen und wiederholten Befestigung oder Anklebung eines Stücks Papier oder einer Kunststoff-Folie an einer Oberfläche.

Bisher vorgeschlagene feste Pasten oder Klebemassen umfassen feste Pasten, die als wesentliche Bestandteile einen wasser löslichen Klebstoff, ein Gelierungsmittel wie eine Seife, einen Emulgator und Wasser enthalten (JP-A-34 342/1979) und feste Klebemassen, die als Hauptbestandteil einen wasserlös lichen Komplex aus einem festen anionischen Netzmittel und einer Kunstharzemulsion enthalten (JP-A-43 431/1973).

In diesen festen Pasten tritt jedoch Koagulation oder Aus flockung auf oder die Emulsion bricht, so daß die Pasten die damit beschichtete Oberfläche uneben machen oder feste nicht anhaftende Teilchen darauf hinterlassen. Eine weitere Schwierigkeit liegt darin, daß die Viskosität beim Schmelzen der Stoffe während der Herstellung hoch ist, wodurch die Handhabung der Schmelze beispielsweise beim Gießen in Formen erschwert wird. Außerdem eignen sich die Pasten nicht für wiederholten Gebrauch, da sie für das zeitweise oder wieder holte Ankleben oder Anhaften von Papier und ähnlichen Stoffen ungeeignet sind.

Zusätzlich zu den vorstehend erwähnten festen Klebstoffen wurden druckempfindliche folienartige Stoffe vorgeschlagen, die wiederholt verwendbar sind und einen Klebstoff und ela stomerartige Copolymer-Mikrokugeln enthalten (JP-A- 2736/1975). Diese Stoffe haben jedoch nur geringe Haftung. Sie sind auf der mit dem Klebstoff beschichteten Oberfläche klebrig, so daß sie leicht verschmutzt werden und dabei viel von ihrer Klebrigkeit verlieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine feste Klebe masse bereitzustellen, die erhöhte Klebefestigkeit aufweist und sich für das zeitweise oder wiederholte Befestigen von Gegenständen an einer Oberfläche eignet. Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst.

Gegenstand der Erfindung ist somit eine feste Klebemasse, die sich für die zeitweise und wiederholte Befestigung eines Gegenstandes an einer Oberfläche eignet und die dadurch ge kennzeichnet ist, daß sie etwa 5,0 bis 45 Gew.-% eines Acrylharzes mit einer Glasübergangstemperatur von höchstens -10°C, etwa 0,1 bis 2,0 Gew.-% eines die Viskosität regulie renden Mittels auf Polyacrylsäurebasis, etwa 5,0 bis 30 Gew.-% Fettsäureseife, etwa 0,1 bis 2,0 Gew.-% Alkali metallhydroxid, etwa 0,1 bis 10 Gew.-% Mikrokügelchen mit einer durchschnittlichen Korngröße von etwa 10 bis 200 µm und etwa 2,0 bis 60 Gew.-% Wasser umfaßt.

Der Begriff "Acrylharz" bezeichnet Homo- und Copolymerisate von Acrylsäurealkylestern, wie Butylacrylat, Ethylacrylat und 2-Ethylhexylacrylat, die eine Glasübergangstemperatur von höchstens -10°C aufweisen. Das Acrylharz hat vorzugs weise eine Viskosität im Bereich von 50 bis 15 000 mPa · s, ge messen als Emulsion bei der Herstellung der Masse der Erfin dung. Beispielsweise können die unter dem Handelsnamen AE- 332, AE-812, AE-330 und AE-923 von Japan Synthetic Rubber Co., Ltd. erhältlichen Handelsprodukte verwendet werden.

Die erfindungsgemäß verwendeten, die Viskosität regulieren den Mittel auf Polyacrylsäurebasis umfassen bekannte wasserlösliche Acrylharze mit einer Viskosität von etwa 100 bis 15 000 mPa · s (5% wäßrige Lösung, 25°C), wie Polyacryl säure, Natriumsalz von Polyacrylsäure und Ammoniumsalz von Polyacrylsäure. Beispielsweise können die unter den Warenbe zeichnungen Junlon PW-110, Rheogic 250H und Rheogic 306L von Nihon Junyaku Co., Ltd. erhältlichen Handelsprodukte verwen det werden.

Die erfindungsgemäß verwendbaren Fettsäureseifen dienen als Basismaterial für die Verfestigung der pastösen Masse der Erfindung und verhindern die Koagulation von Emulsionsteil chen sowie das Brechen der Emulsion während der Gelierung. Beispiele für Fettsäureseifen sind Natriumlaurat, Natriummy ristat, Natriumpalmitat und Natriumstearat. Diese Fettsäure seifen können einzeln oder in Kombination von mindestens zwei eingesetzt werden.

Beispiele für Alkalimetallhydroxide sind Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid. Das Alkalimetallhydroxid dient zur Herabset zung der Schmelzviskosität.

Als Mikrokügelchen eignen sich in der Masse der Erfindung verschiedene anorganische oder organische Mikrokügelchen, beispielsweise anorganische Mikrokügelchen aus Siliciumdi oxid oder Borsilikatglas, und organische Mikrokügelchen aus Acrylharz oder Silikonharz. Die Mikrokügelchen haben vor zugsweise eine durchschnittliche Teilchengröße von 10 bis 200 µm. Zur Erhöhung ihrer Dispergierbarkeit in den anderen Komponenten der festen Klebemasse der Erfindung weisen die Mikrokügelchen vorzugsweise ein spezifisches Gewicht von etwa 0,01 bis 1 g/cm³ auf.

Ein spezifisches Gewicht der Mikrokügelchen im vorstehend angegebenen Bereich kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß sie hohl sind. Hohle Mikrokügelchen machen die feste Paste der Erfindung im Vergleich mit Pasten des Stan des der Technik sehr vorteilhaft.

Die Mengen an Acrylharz, die Viskosität regulierenden Mitteln auf Polyacrylsäurebasis, Fettsäureseife, Alkali metallhydroxid, Mikrokügelchen und Wasser in der festen Paste der Erfindung liegen gewöhnlich im Bereich von etwa 5,0 bis 45 Gew.-%, etwa 0,1 bis 2,0 Gew.-%, etwa 5,0 bis 30 Gew.-%, etwa 0,1 bis 2,0 Gew.-%, etwa 0,1 bis 10 Gew.-% bzw. etwa 2,0 bis 60 Gew.-%. Bevorzugte Bereiche sind etwa 15 bis 40 Gew.-%, etwa 0,1 bis 1,0 Gew.-%, etwa 10 bis 28 Gew.-%, etwa 0,2 bis 1,0 Gew.-%, etwa 0,5 bis 5,0 Gew.-% bzw. etwa 7,0 bis 55 Gew.-%.

Das Verfahren zur Herstellung der festen Paste der Erfindung ist nicht besonders beschränkt. Beispielsweise kann eine Emulsion des Acrylharzes zusammen mit dem die Viskosität regulierenden Mittel auf Polyacrylsäurebasis, Fettsäure seife, Alkalimetallhydroxid, Mikrokügelchen und Wasser unter Erwärmen und Rühren vermischt werden, und das erhaltene Gemisch kann dann in Formen gegossen (es werden die gleichen Behälter wie für übliche feste Klebstoffe verwendet) und zur Verfestigung abgekühlt werden. Das Vermischen und Rühren kann im allgemeinen bei einer Temperatur von etwa 40 bis 100°C in etwa 15 bis 60 Minuten, beispielsweise mit einem Flügelrührer durchgeführt werden. Nach dem Abgießen in Formen kann das Gemisch durch Kühlung verfestigt werden.

Die Verwendung eines Acrylharzes mit einer niedrigen Glas- Übergangstemperatur bei der Herstellung der Paste in Form einer Emulsion in Kombination mit einem die Viskosität regulierenden Mittel auf Polyacrylsäurebasis und einer Fett säureseife trägt zu wirksamer Verhinderung einer Koagulation oder Demulgierung bei, was zu einer Verfestigung in stabilem Emulsionszustand führt. Somit zeigt die feste Paste oder Klebemasse der Erfindung die für zeitweises und wiederholtes Haften von Papier oder Polymeren erforderlichen Eigen schaften und ergibt eine glatte und gleichmäßig beschichtete Oberfläche.

Die Zugabe des Alkalimetallhydroxids führt zu einer vermin derten Schmelzviskosität des Gemisches und erleichtert somit das Gießen des Gemisches und seine Handhabung im Verfahren zur Herstellung der Masse.

Die Verwendung der Mikrokügelchen vermindert deutlich die Klebrigkeit der beschichteten Oberfläche und der Oberfläche nach dem Entfernen von Papier oder Polymerfolie, wodurch das Anhaften von Schmutz verhindert werden kann und die Haftfe stigkeit erhalten bleibt, wenn ein Stück Papier oder Poly merfolie erneut befestigt wird. Außerdem verursacht die An wesenheit der Mikrokügelchen eine Veränderung der Bindefe stigkeit, die vom Anwendungsdruck abhängt, beim Haften eines mit der Paste beschichteten Gegenstandes an einem Träger oder Substrat, beispielsweise der Oberfläche einer Wand. Mit anderen Worten, es kann stärkere Haftung durch Erhöhung des Anwendungsdrucks auf den Klebstoff zwischen dem Gegenstand und dem Substrat erreicht werden. Somit können in gewissem Maße auch schwere Gegenstände eine gewisse Zeit befestigt werden.

Außerdem kann die Dicke der Pastenschicht erhöht werden, so daß auch das Anhaften eines Gegenstandes, wie eines Blatts Papier, an eine Wand oder ein Substrat mit einer leicht un ebenen Oberfläche möglich ist. Die Mikrokügelchen können in Hohlräume oder Vertiefungen eindringen, so daß eine Haftung des Gegenstandes am Substrat ohne wesentliche Abnahme der Bindefestigkeit erreicht wird.

Die feste Klebemasse der Erfindung ist schnelltrocknend und besitzt ausgezeichnete Bindefestigkeit, Klebrigkeit und wie derholte Haftung für Gegenstände, wie Papier und Kunststoff- Folien.

Die Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiele 1 bis 6 und Vergleichsbeispiele 1 bis 8

Feste Massen aus den in Tabelle I (Beispiele 1 bis 6) und Tabelle II (Vergleichsbeispiele 1 bis 8) angegebenen Be standteilen werden in folgender Weise hergestellt.

In jedem der Beispiele werden die in den Tabellen I oder II angegebenen Stoffe auf 80°C erhitzt und 30 Minuten gerührt. Das erhaltene gleichmäßige Gemisch wird dann in Formen ge gossen. Nach 5 Minuten Kühlen mit Wasser wird das gewünschte Produkt erhalten.

Die in den Beispielen und Vergleichsbeispielen erhaltenen festen Produkte werden den folgenden Eigenschaftsprüfungen unterzogen. Die Ergebnisse sind in Tabelle III zusammen gefaßt.

Eigenschaftsprüfungen Anwendbarkeit

Die Proben werden auf ein holzfreies Papier aufgebracht und die beschichtete Oberfläche wird auf ihre Glätte ausgewer tet. Wenn die beschichtete Oberfläche eben und glatt ohne Auftreten irgendwelcher Erhebungen ist, erhält die Probe die Bewertung A. Wenn sie eine unebene Beschichtung mit Erhebun gen ergibt, erhält sie die Bewertung B.

Füllverhalten

Wenn das Gemisch im Herstellungsverfahren ohne weiteres in Formen gegossen werden kann, wird die Bewertung A gegeben. Wenn das Einfüllen wegen hoher Viskosität schwierig ist, wird die Bewertung B gegeben.

Verfestigung

Wenn die Verfestigung nach dem Einfüllen in die Formen be friedigend verläuft, wird die Bewertung A gegeben. Bei unbe friedigender Verfestigung erfolgt Bewertung B.

Klebrigkeit

Wenn die beschichtete Oberfläche im vorstehenden Anwendbar keitstest klebefrei ist, wird die Bewertung A gegeben. Bei klebriger Oberfläche erfolgt die Bewertung B.

Stabilität

Wenn die Emulsion nach der Verfestigung stabil ist, erfolgt Bewertung A. Bei Koagulation oder Demulgierung der Emulsion wird die Bewertung B gegeben.

Druckempfindliche Haftung

Wenn die Bindefestigkeit mit Erhöhung des Anwendungsdrucks zunimmt, wird die Bewertung A gegeben. Bei keiner wesentli chen Zunahme erfolgt die Bewertung B.

Die Zahlenwerte in den Tabellen I und II bezeichnen Ge wichtsprozent. Die in den Tabellen angegebenen Symbole haben die nachstehenden Bedeutungen. Die Emulsionen I-a bis I-f werden als Ausgangsmaterial für das Acrylesterharz verwen det.

I-a: Acrylsäureesterharz, Handelsbezeichnung "AE-332" (Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.; Glasübergangstemperatur (Tg) = -10°C)
I-b: Acrylsäureesterharz, Handelsbezeichnung "AE-812" (Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.; Tg = -24°C)
I-c: Acrylsäureesterharz, Handelsbezeichnung "AE-330" (Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.; Tg = -50°C)
I-d: Acrylsäureesterharz, Handelsbezeichnung "AE-923" (Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.; Tg = -62°C)
I-e: Acrylsäureesterharz, Handelsbezeichnung "AE-123" (Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.; Tg = 58°C)
I-f: Acrylsäureesterharz, Handelsbezeichnung "AE-315" (Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.; Tg = 10°C)
II-a: Polyacrylsäure, Handelsbezeichnung "Junlon PW-110" (Nihon Junyaku Co., Ltd.)
II-b: Polyacrylsäure-Natriumsalz, Handelsbezeichnung "Rheogic 250H" (Nihon Junyaku Co., Ltd.)
II-c: Acrylsäure-Ammoniumsalz, Handelsbezeichnung "Rheogic 306L" (Nihon Junyaku Co., Ltd.)
II-d: Methylcellulose, Handelsbezeichnung "Marpolose A" (Matsumoto Yushi-Seiyaku Co., Ltd.)
II-e: Bentonit-Typ, Handelsbezeichnung "Bentone LT" (Wilbur-Ellis Company)
III-a: Natriummyristat
III-b: Natriumlaurat
III-c: Natriumpalmitat
III-d: Natriumstearat
IV-a: Kaliumhydroxid
IV-b: Natriumhydroxid
V-a: Hohle Mikrokügelchen aus Borsilikatglas, Handelsname "Q-Cel 300" (Asahi Glass Co., Ltd.)
V-b: Hohle Kapseln aus Vinylidenchlorid-Acrylnitril-Copolymer, Handelsname "Expancel" (Japan Fillite Co., Ltd.)
V-c: Hohle Mikrokügelchen aus Siliciumdioxid, Handelsname "Nipcel K-133" (Nippon Silica Industrial Co., Ltd.)
VI. Wasser.

Tabelle I

Tabelle II

Tabelle III

Die Werte in Tabelle III zeigen, daß die festen Massen der Erfindung in allen Prüfungen gut abschneiden. Dagegen kann keine der Massen der Vergleichsbindungen in allen Prüfungen bestehen.

Versuchsbeispiel 1

Die feste Masse von Beispiel 1 und ein im Handel erhältli ches Klebepapier werden auf die Beziehung zwischen Haftung (Haltevermögen) und angewandtem Druck geprüft. Die Ergeb nisse sind in Tabelle IV zusammengestellt.

Tabelle IV

Bemerkung: Messung von Anwendungsdruck - Haftung
Ein holzfreies, mit der Probe beschichtetes Pa pier wird bei gegebenem Anwendungsdruck in engen Kontakt mit einer starren Polyvinylchloridfolie gebracht und die Haftung wird gemessen.

Die Werte in Tabelle IV zeigen, daß die Haftung bei der Probe von Beispiel 1 mit zunehmendem Druck deutlich erhöht wird. Dagegen werden im Bezugsbeispiel keine großen Änderun gen festgestellt; nach Erreichen eines bestimmten Wertes bleibt die Haftung auf einer verhältnismäßig niedrigen, kon stanten Höhe.

Claims

1. Feste Klebemasse, geeignet für die zeitweise und wieder holte Befestigung eines Gegenstandes an einer Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß sie etwa 5,0 bis 45 Gew.-% eines Acrylharzes mit einer Glasübergangstemperatur von höchstens -10°C, etwa 0,1 bis 2,0 Gew.-% eines die Viskosität regulierenden Mittels auf Polyacrylsäurebasis, etwa 5,0 bis 30 Gew.-% Fettsäureseife, etwa 0,1 bis 2,0 Gew.-% Alkalimetallhydroxid, etwa 0,1 bis 10 Gew.-% Mikrokügelchen mit einer durchschnittlichen Korngröße von etwa 10 bis 200 µm und etwa 2,0 bis 60 Gew.-% Wasser umfaßt.

2. Feste Klebemasse nach Anspruch 1, in der das Acrylharz ein Polymer ist, das als Monomer-Hauptbestandteil mindes tens einen Acrylsäurealkylester enthält.

3. Feste Klebemasse nach Anspruch 2, in der der Acrylsäure alkylester Ethylacrylat, Butylacrylat und/oder 2-Ethyl hexylacrylat ist.

4. Feste Klebemasse nach Anspruch 1, in der das die Viskosität regulierenden Mittel auf Polyacrylsäurebasis eine wäßrige Lösung mit einer Viskosität von etwa 100 bis 15 000 mPa · s ist.

5. Feste Klebemasse nach Anspruch 1, in der die Fettsäure seife Natriumlaurat, Natriummyristat, Natriumpalmitat und/oder Natriumstearat ist.

6. Feste Klebemasse nach Anspruch 1, in der die Mikrokügel chen Hohlkugeln mit einem spezifischen Gewicht von etwa 0,01 bis 1 g/cm³ sind.

7. Feste Klebemasse nach Anspruch 1, umfassend etwa 15 bis 40 Gew.-% Acrylharz mit einer Glasübergangstemperatur von höchstens -10°C, etwa 0,1 bis 1 Gew.-% eines die Viskosi tät regulierenden Mittels auf Polyacrylsäurebasis, etwa 10 bis 28 Gew.-% Fettsäureseife, etwa 0,1 bis 1 Gew.-% Alkalimetallhydroxid, etwa 0,5 bis 5 Gew.-% Mikro kügelchen mit einer durchschnittlichen Korngröße von etwa 10 bis 200 µm und etwa 7 bis 55 Gew.-% Wasser.