DE102005007871A1 - Adhesive dispersion that contains nanoparticles of inorganic filler, useful particularly in production of upholstered furniture and matresses - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betriff das Gebiet lösemittelarmer bzw. festkörperreicher Flüssigklebstoffe, insbesondere für die Polstermöbel- und Matratzenindustrie.The The present invention relates to the field of low solvent solids Liquid adhesives, in particular for the upholstery and mattress industry.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Klebstoffsystem auf Basis einer Klebstoffdispersion mit hierin phasenstabil dispergierten, nanoteiligen anorganischen Füllstoffen, vorzugsweise in Form einer 1-Komponenten-Formulierung, sowie die Verwendung dieses Klebstoffsystems zu Klebe- und Beschichtungszwecken, vorzugsweise für die Polstermöbel- und Matratzenindustrie, insbesondere zum Verkleben von Polstermöbeln und Matratzen.Especially The present invention relates to an adhesive system based on an adhesive dispersion having a phase-stable dispersion therein, nanoparticulate inorganic fillers, preferably in the form of a 1-component formulation, as well as the use of this Adhesive system for adhesive and coating purposes, preferably for the upholstery and mattress industry, in particular for bonding upholstered furniture and Mattresses.
Zur Fertigung von Polstermöbeln und Matratzen werden grundsätzlich drei unterschiedliche Klebstoffsysteme eingesetzt, nämlich
- – schmelzklebstoffbasierende Klebstoffsysteme
- – Klebstoffsysteme auf wäßriger Basis sowie
- – Klebstoffsysteme auf Lösemittelbasis.
- - hot melt adhesive based adhesive systems
- Adhesive systems on an aqueous basis as well
- - Solvent-based adhesive systems.
Die unterschiedlichen Klebstoffsysteme unterscheiden sich deutlich in ihrer Applikationstechnik. Bei einem Vergleich der jeweiligen Klebstoffsysteme resultieren zum Teil überraschende Vor- und Nachteile beim Einsatz dieser Klebstoffe.The different adhesive systems differ significantly in their application technology. In a comparison of the respective adhesive systems result in part surprising Advantages and disadvantages of using these adhesives.
Schmelzklebstoffe besitzen zum einen den großen Vorteil der Lösemittelfreiheit, zum anderen kann ohne jegliche Wartezeit direkt nach der Klebstoffapplikation eine Verklebung durchgeführt werden. Doch die Handhabung bei Anwendungen im Polstermöbelbereich ist äußerst schwierig, und aufgrund der hohen Verarbeitungstemperaturen ist bei Einsatz dieser Klebstoffe stets mit einem größeren Gefahrenpotential zu rechnen. Oft kann eine entsprechend den Verarbeitungserfordernissen benötigte längere "offene Zeit" bzw. Verarbeitungszeit nur dadurch erfolgreich erreicht werden, daß hohe Klebstoffmengen aufgetragen werden. Dies ist im Vergleich zu anderen Klebstoffsystemen nicht ressourcenschonend und zudem material- und kostenintensiv. Um ein größeres Verarbeitungsfenster zu erhalten, werden für manche Anwendungen in diesen Applikationsfeldern daher bisweilen dauerklebrige Formulierungen eingesetzt; hier resultiert zumeist eine geringe Wärmefestigkeit. Andererseits dürfen speziell Klebstoffe, welche im Matratzenbereich eingesetzt werden, nicht zu nachklebrig sein, da beim nachfolgenden "Beziehen" der Matratzen die Bezüge nur schwierig über oberflächenklebrige Klebstoff-Fugen zu ziehen sind oder die Bezüge die Klebenähte oft einschnüren. Aufgrund der mehrfachen Aufheizprozesse sowohl bei der Herstellung wie auch bei der Verarbeitung bedarf es stets eines relativ hohen Energieaufwandes, um diese Klebstoffe fachgerecht einsetzen zu können.melt adhesives on the one hand have the big one Advantage of solvent-free, on the other hand, without any waiting time directly after the adhesive application a bonding performed become. But the handling in applications in upholstered furniture area is extremely difficult and due to the high processing temperatures is in use These adhesives always with a greater potential for danger expected. Often one can according to the processing requirements needed longer "open time" or processing time can only be successfully achieved by applying high amounts of adhesive become. This is not compared to other adhesive systems resource-saving and also material and cost intensive. To one larger processing window to be preserved for Therefore, some applications in these application fields sometimes permanently tacky formulations used; here results mostly a low heat resistance. On the other hand allowed especially adhesives, which are used in the mattress area, not to be nachklebrig, since the subsequent "referring" the mattresses the covers only difficult over surface-tacky Adhesive joints are to be pulled or the covers are often the adhesive seams constrict. Due to the multiple heating processes both in the production As with processing, it always requires a relatively high Energy expenditure in order to use these adhesives professionally.
Auch die vielfach sehr voreilig als umweltgünstig eingestuften wäßrigen Klebstoffsysteme beinhalten gerade auch unter Berücksichtigung von ökologischen Aspekten mehrere Nachteile. Oft muß das in den Dispersionsklebstoffen enthaltene Wasser vor der Verklebung erst durch unterschiedlichste zeit- oder energieaufwendige Trockentechniken entfernt werden. Bei der Sprühapplikation findet man bei wäßrigen Systemen zudem oft erhebliche Mengen an lungengängigen Teilchen. Oftmals dienen gerade bei den wäßrigen Systemen halogenorganische Bindemittel als Klebstoffgrundgerüst, die sogar dazu führen können, daß Klebstoffreste dieser Produktgruppe manchmal nur als Sondermüll zu entsorgen sind. Nicht selten findet man in wäßrigen Klebstoffen in deutlich meßbarem prozentualem Bereich Lösemittel, die oft als Filmbildehilfsmittel oder auch als Hochsieder klassifiziert werden.Also the often very premature classified as environmentally friendly aqueous adhesive systems include just under consideration from ecological Aspects of several disadvantages. Often this must be in the dispersion adhesives contained water before bonding only by a variety of time or energy consuming Drying techniques are removed. In the spray application can be found at aqueous systems In addition, often significant amounts of respirable particles. Often serve especially in the aqueous systems, organohalogenated Binders as adhesive backbone, which may even lead to adhesive residues this Product group are sometimes only to be disposed of as hazardous waste. Not rarely found in aqueous adhesives in clearly measurable percentage range of solvent, often classified as film-forming aids or as high-boiling components become.
Auch heute noch werden im Bereich der Polstermöbel- und Matratzenindustrie neben den vorgenannten Klebstoffsystemen auch Klebstoffsysteme auf Lösemittelbasis mit zum Teil noch sehr hohen Lösemittelanteilen, im allgemeinen mit Lösemittelanteilen von mehr 50 %, zum Verkleben von Schaumstoffen, Textilien, Vliesen, Filzen, Polsterwatte und dergleichen untereinander sowie auf Holz, Hartfaser- und Spanplatten, Gummihaar, Pappe oder ähnlichen Polsterwerkstoffen eingesetzt, die mittels Sprüh- oder Walzauftragstechnik auf die zu verklebenden Substraten aufgetragen werden.Also Today, still in the field of upholstered furniture and mattress industry in addition to the aforementioned adhesive systems and adhesive systems Solvent-based with partly still very high solvent proportions, generally with solvent proportions of more than 50%, for bonding foams, textiles, nonwovens, Felting, upholstery and the like among themselves and on wood, Hardboard and chipboard, rubber hair, cardboard or similar Upholstery materials used by means of spraying or rolling application technology be applied to the substrates to be bonded.
Die hohen Lösemittelanteile sind aus ökologischen und ökonomischen Gründen nachteilig: Zum einen gefährden die Lösemittel bei der Herstellung der Klebstoffsysteme das mit der Herstellung befaßte Personal, welches diesen Lösemitteln bei der Herstellung dauerhaft ausgesetzt ist. Hier müssen aufwendige Absaugvorrichtungen vorgesehen werden. Des weiteren müssen Vorkehrungen gegen Explosionen, beispielsweise durch elektrostatische Entladung, getroffen werden. Der Lösemitelanteil in solchen lösemittelbasierten Klebstoffsystemen kann aber nicht ohne weiteres reduziert werden, da dies ansonsten zu einer drastischen Viskositätserhöhung solcher Klebemittelsysteme führen würde, was den erforderlichen Sprühauftrag unmöglich machen würde.The high proportions of solvents are disadvantageous for ecological and economic reasons. Firstly, the solvents in the production of the adhesive systems endanger the personnel involved in the production, which is permanently exposed to these solvents during production. Here consuming extraction devices must be provided. Furthermore, provision must be made against explosions, for example by electrostatic discharge. The release moiety in such solvent-based adhesive However, material systems can not be readily reduced, as this would otherwise lead to a drastic increase in viscosity of such adhesive systems, which would make the required spray application impossible.
Deshalb wird nach Lösungen gesucht, um den Lösemitelanteil in derartigen lösemittelbasierten Klebstoffsystemen zu reduzieren bzw. den Festkörperanteil entsprechend zu erhöhen. Wünschenswerterweise sind dabei Lösemittelanteile von unter 30 Gew.-%, vorzugsweise unter 20 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt von 10 Gew.-% und weniger, bezogen auf das Klebstoffsystem, angestrebt.Therefore is looking for solutions searched for the dissolver share in such solvent-based To reduce adhesive systems or the solids content accordingly increase. Desirable are while solvent shares of less than 30% by weight, preferably less than 20% by weight, more particularly preferably 10% by weight and less, based on the adhesive system, sought.
Das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Problem liegt somit in der Bereitstellung eines lösemittelbasierten Klebstoffsystems, welches die zuvor geschilderten Nachteile des Standes der Technik zumindest im wesentlichen vermeidet oder zumindest verringert bzw. abschwächt.The The problem underlying the present invention is thus in the provision of a solvent-based Adhesive system, which has the previously described disadvantages of At least substantially avoids the prior art, or at least reduced or weakened.
Insbesondere besteht eine der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe darin, ein lösemittelbasiertes Klebstoffsystem mit hohem Feststoffanteil (synonym: Festkörperanteil) bzw. geringem Lösemittelanteil bereitzustellen, welches aber dennoch zumindest im wesentlichen gleiche Handhabungs- und Verarbeitungseigenschaften wie klebstoffreichere aufweist, insbesondere für den Sprühauftrag geeignet ist.Especially there is an object underlying the present invention in it, a solvent-based Adhesive system with high solids content (synonym: solids content) or low solvent content to provide, but which at least substantially same handling and processing properties as adhesive-rich has, in particular for the spray job suitable is.
Die Anmelderin hat nun überraschenderweise herausgefunden, daß sich der Feststoffanteil (Festkörperanteil) lösemittelbasierter Klebstoffsysteme drastisch erhöhen bzw. deren Lösemittelanteil drastisch verringern läßt, indem in derartigen Klebstoffsystemen nanoteilige anorganische Füllstoffe eingebracht und hierin dispergiert werden. Die Inkorporierung der nanoteiligen anorgani schen Füllstoffe liefert darüber hinaus noch eine Vielzahl weiterer Vorteile, wie sie nachfolgend noch im Detail erörtert sind.The Applicant has now surprisingly found out that the solids content (solids content) solvent-based Drastically increase adhesive systems or their solvent content drastically reduced by nanoparticulate inorganic fillers in such adhesive systems and dispersed therein. The incorporation of nanoparticulate inorganic fillers delivers about it In addition, a variety of other benefits, as follows still discussed in detail are.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit ein Klebstoffsystem auf Basis einer Klebstoffdispersion, wobei in dem Klebstoffsystem nanoteilige anorganische Füllstoffe dispergiert sind.object The present invention is thus based on an adhesive system an adhesive dispersion, wherein in the adhesive system nanoparticulate inorganic fillers are dispersed.
Vorteilhafterweise sind die nanoteiligen anorganischen Füllstoffe phasenstabil in der Klebstoffdispersion eingebracht bzw. phasenstabil hierin dispergiert.advantageously, the nanoparticulate inorganic fillers are phase stable in the Adhesive dispersion incorporated or phase-stable dispersed therein.
Vorzugsweise ist das erfindungsgemäße Klebstoffsystem auf Basis einer bei Raumtemperatur (25°C, Atmosphärendruck) flüssigen lösemittelbasierten Klebstoffdispersion ausgebildet, weil dies eine erleichterte Handhabung und optimale Anwendbarkeit (z. B. Sprühauftrag) ermöglicht.Preferably is the adhesive system according to the invention based on a liquid solvent-based at room temperature (25 ° C, atmospheric pressure) Adhesive dispersion formed because this facilitates handling and optimal applicability (eg spray application).
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das erfindungsgemäße Klebstoffsystem als 1-Komponenten-Formulierung ausgebildet. Dies bedeutet, daß alle Bestandteile des erfindungsgemäßen Klebstoffsystems bereits anwendungsfertig innerhalb eines einzigen Systems bzw. einer einzigen Komponente vorliegen, so daß der Anwendung des Klebstoffsystems vorausgehendes, arbeitsaufwendiges und fehleranfälliges Mischen der einzelnen Bestandteile vollständig entfällt.According to one particularly preferred embodiment According to the present invention, the adhesive system according to the invention is formed as a 1-component formulation. This means that all Components of the adhesive system according to the invention already ready to use within a single system or one single component, so that the application of the adhesive system preliminary, laborious and error-prone mixing of the individual Ingredients completely eliminated.
Im allgemeinen enthält das erfindungsgemäße Klebstoffsystem neben mindestens einem Lösemittel, insbesondere einem organischen Lösemittel, als weitere Klebstoffkomponente(n) mindestens ein Polymer, Harz und/oder Wachs. Das Polymer, Harz und/oder Wachs ist die eigentliche Klebekomponente und bewirkt die Verklebung der zu verklebenden Substrate.in the general contains the adhesive system according to the invention in addition to at least one solvent, in particular an organic solvent, as further adhesive component (s) at least one polymer, resin and / or wax. The polymer, resin and / or wax is the actual one Adhesive component and causes the bonding of the substrates to be bonded.
Eine Besonderheit des erfindungsgemäßen Klebstoffsystems muß darin gesehen werden, daß der Feststoffanteil (Festkörperanteil), bezogen auf das Klebstoffsystem, mindestens 70 Gew.-% beträgt bzw. daß der Lösemittelanteil, bezogen auf das Klebstoffsystem, höchstens 30 Gew.-% beträgt. Bei den erfindungsgemäßen Klebstoffsystemen nach der vorliegenden Erfindung handelt es sich somit um bei Raumtemperatur im allgemeinen flüssige Klebstoff-Formulierungen mit hohem Festkörperanteil und geringem Lösemittelanteil.A Particularity of the adhesive system according to the invention must be in it be seen that the solids content (Solids) based on the adhesive system, at least 70 wt .-% is or that the Solvent content, based on the adhesive system, at most 30 wt .-% is. at the adhesive systems of the invention Thus, according to the present invention, it is at room temperature generally liquid Adhesive formulations with high solids content and low solvent content.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Klebstoffsystem auf Basis einer bei Raumtemperatur (25°C, Atmosphärendruck) vorzugsweise flüssigen, lösemittelbasierten Klebstoffdispersion, insbesondere in Form einer 1-Komponenten-Formulierung, wobei das Klebstoffsystem neben mindestens einem Lösemittel als weitere Klebstoffkomponente(n) mindestens ein Polymer, Harz und/oder Wachs enthält, wobei der Feststoffanteil, bezogen auf das Klebstoffsystem, mindestens 70 Gew.-% beträgt bzw. der Lösemittelanteil, bezogen auf das Klebstoffsystem, höchstens 30 Gew.-% beträgt und/oder wobei in dem Klebstoffsystem vorzugsweise nanoteilige anorganische Füllstoffe phasenstabil dispergiert sind.According to one preferred embodiment The present invention relates to an adhesive system based on one at room temperature (25 ° C, Atmospheric pressure) preferably liquid, solvent-based Adhesive dispersion, in particular in the form of a 1-component formulation, wherein the adhesive system in addition to at least one solvent as further adhesive component (s) at least one polymer, resin and / or wax contains, wherein the solids content, based on the adhesive system, at least 70 wt .-% is or the solvent content, based on the adhesive system, at most 30 wt .-% and / or wherein in the adhesive system preferably nanoparticulate inorganic fillers phase-stable dispersed.
Vorzugsweise liegt der Feststoffanteil des Klebstoffsystems, bezogen auf das Klebstoffsystem, bei mindestens 75 Gew.-%, insbesondere mindestens 80 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 85 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 90 Gew.-% oder mehr, bzw. liegt der Lösemittelanteil des Klebstoffsystems, bezogen auf das Klebstoffsystem, bei höchstens 25 Gew.-%, insbesondere höchstens 20 Gew.-%, vorzugsweise höchstens 15 Gew.-%, besonders bevorzugt höchstens 10 Gew.-%.Preferably is the solids content of the adhesive system, based on the Adhesive system, at least 75 wt .-%, in particular at least 80 wt .-%, preferably at least 85 wt .-%, particularly preferably at least 90 wt .-% or more, or is the solvent content of the adhesive system, based on the adhesive system, at most 25 wt .-%, in particular at the most 20 wt .-%, preferably at most 15% by weight, more preferably at most 10% by weight.
Im allgemeinen ist das erfindungsgemäße Klebstoffsystem durch einen Feststoffanteil, bezogen auf das Klebstoffsystem, von 70 bis 95 Gew.-%, insbesondere 75 bis 90 Gew.-%, gekennzeichnet bzw. durch einen Lösemittelanteil, bezogen auf das Klebstoffsystem, von 5 bis 30 Gew.-%, insbesondere 10 bis 25 Gew.-%, gekennzeichnet.in the In general, the adhesive system according to the invention by a Solids content, based on the adhesive system, from 70 to 95 Wt .-%, in particular 75 to 90 wt .-%, characterized or by a solvent content, based on the adhesive system, from 5 to 30 wt .-%, in particular 10 to 25 wt .-%, characterized.
Für eine gute Handhabung und optimale Anwendbarkeit ist es vorteilhaft, wenn das erfindungsgemäße Klebstoffsystem unter Normalbedingungen (25°C, Atmosphärendruck) eine Brookfield-Viskosität im Bereich von 5.000 bis 20.000 mPas, insbesondere 10.000 bis 17.500 mPas, aufweist.For a good Handling and optimal applicability, it is advantageous if the adhesive system according to the invention under normal conditions (25 ° C, Atmospheric pressure) a Brookfield viscosity in the range of 5,000 to 20,000 mPas, in particular 10,000 to 17,500 mPas.
Was die nanoteiligen anorganischen Füllstoffe anbelangt, welche phasenstabil in das erfindungsgemäße Klebstoffsystem inkorporiert bzw. hierin dispergiert sind, so weisen diese im allgemeinen mittlere Teilchendurchmesser (Primärkorn) von 1 bis 500 nm, insbesondere 10 bis 350 nm, vorzugsweise 10 bis 100 nm, bevorzugt 20 bis 50 nm auf. Dabei weisen im allgemeinen mindestens 70 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 75 Gew.-%, besonders bevorzugt minde stens 80 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt mindestens 95 Gew.-% oder mehr der nanoteiligen anorganischen Füllstoffpartikel die vorgenannten Teilchengröße auf (Gaußverteilung).What the nanoparticulate inorganic fillers as far as being phase-stable in the adhesive system according to the invention incorporated or dispersed therein, they generally have average particle diameter (primary grain) of 1 to 500 nm, in particular 10 to 350 nm, preferably 10 to 100 nm, preferably 20 to 50 nm on. In this case, generally at least 70 wt .-%, preferably at least 75% by weight, more preferably at least 80% by weight, most preferably at least 95% by weight or more of the nanoparticles inorganic filler particles the aforementioned particle size (Gaussian distribution).
Was die chemische Natur der nanoteiligen anorganischen Füllstoffpartikel anbelangt, so können diese insbesondere ausgewählt sein aus der Gruppe von anorganischen Metalloxiden, -sulfaten und -silikaten, vorzugsweise Alkali- und/oder Erdalkalisulfaten, besonders bevorzugt Bariumsulfat. Beispielsweise können die eingesetzten nanoteiligen anorganischen Füllstoffe ausgewählt sein aus der Gruppe von Zirkoniumoxiden, Titaniumoxiden, insbesondere in der Anatasmodifikation, und Bariumsulfaten, besonders bevorzugt Bariumsulfaten. Erfindungsgemäß ganz besonders bevorzugt ist Bariumsulfat.What the chemical nature of the nanoparticulate inorganic filler particles As far as can be selected in particular be from the group of inorganic metal oxides, sulfates and silicates, preferably alkali and / or Alkaline earth sulfates, more preferably barium sulfate. For example can the nanoparticulate inorganic fillers used can be selected from the group of zirconium oxides, titanium oxides, in particular in anatase modification, and barium sulfates, especially preferred Barium sulfates. Very particular according to the invention preferred is barium sulfate.
Im allgemeinen sind die anorganischen Füllstoffpartikel oberflächenmodifiziert, insbesondere hydrophobiert, so daß sie phasenstabil in lösemittelbasierten Dispersionen dispergierbar sind. Eine derartige Oberflächenmodifizierung, insbesondere Hydrophobierung, kann durch organische Moleküle, insbesondere organische Polymere, erreicht werden, mit denen die Oberflächen der anorganischen Füllstoffpartikel versehen bzw. beschichtet sind.in the In general, the inorganic filler particles are surface-modified, especially hydrophobic, so that they are phase-stable in solvent-based Dispersions are dispersible. Such a surface modification, In particular, hydrophobing, can by organic molecules, in particular organic polymers, with which the surfaces of the inorganic filler particles provided or coated.
Erfindungsgemäß geeignete nanoteilige, in organischen Lösemitteln phasenstabil dispergierbare anorganische Füllstoffpartikel sind im Handel erhältlich, beispielsweise von der Bühler AG, Uzwil, Schweiz, oder von der Solvay Barium Strontium GmbH & Co. KG, Hannover, Deutschland. Erfindungsgemäß geeignete nanoteilige anorganische Füllstoffpartikel sind insbesondere kommerziell in anwendungsfertiger Form, d. h. als lösemittelbasierte Feststoffdispersionen, kommerziell erhältlich, so daß die lösemittelbasierten Dispersionen der nanoteiligen anorganischen Füllstoffpartikel ohne weiteres in die Klebstoffmasse eingearbeitet werden können und auf diese Weise die erfindungsgemäßen Klebstoffsysteme resultieren.According to the invention suitable nanoparticulate, in organic solvents phase stable dispersible inorganic filler particles are commercially available available, for example, the Buhler AG, Uzwil, Switzerland, or Solvay Barium Strontium GmbH & Co. KG, Hanover, Germany. According to the invention suitable nanoparticulate inorganic filler particles are especially commercially in ready-to-use form, i. H. as solvent-based Solid dispersions, commercially available, so that the solvent-based Dispersions of the nanoparticulate inorganic filler particles readily can be incorporated into the adhesive composition and in this way the adhesive systems of the invention result.
Überraschend ist, daß sich die nanoteiligen anorganischen Füllstoffpartikel phasenstabil in die erfindungsgemäßen Klebstoffsysteme einarbeiten lassen und gleichzeitig zu einer drastischen Erhöhung des Feststoffanteils (Festkörperanteils) bzw. zu einer drastischen Reduktion des Lösemittelanteils führen, ohne die Anwendungseigenschaften bzw. die Leistungsfähigkeit in negativer Weise zu beeinflussen: Die Viskosität der resultierenden Klebstoff-Formulierungen wird – im Vergleich zu Klebstoff-Formulierungen ohne diese nanoteiligen anorganischen Füllstoffe – nicht wesentlich beeinflußt, und trotz der Anwesenheit relativ großer Mengen an nanoteiligen anorganischen Füllstoffpartikeln ist nach wie vor ein Sprühauftrag des erfindungsgemäßen Klebstoffsystems möglich, ohne daß die Sprühbilder bzw. der erzielte Sprühauftrag in negativer Weise beeinträchtigt werden. Darüber hinaus führen die nanoteiligen anorganischen Füllstoffe in dem erfindungsgemäßen Klebstoffsystem unter anderem auch zu einer verbesserten Wärmestandfestigkeit, einer verbesserten Abbindefestigkeit und einer verbesserten Kratzbeständigkeit der resultierenden Klebstoffverbindung. Durch die drastische Reduktion des Lösemittelanteils bzw. die drastische Erhöhung des Festkörperanteils infolge der Anwesenheit der nanoteiligen anorganischen Füllstoffpartikel wird ein verbesserter Arbeitsschutz gewährleistet, insbesondere das Risiko der Entzündung durch elektrostatische Entladungen beim Verarbeiten oder Auftragen der erfindungsgemäßen Klebstoff-Formulierungen erreicht. Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Klebstoffsysteme werden nachfolgend noch eingehend diskutiert.Surprised is that yourself the nanoparticulate inorganic filler particles phase-stable incorporated into the adhesive systems of the invention let and at the same time to a drastic increase of the solids content (solids content) or lead to a drastic reduction of the solvent content, without the application properties and the performance in a negative way to influence: the viscosity the resulting adhesive formulations will - in comparison to adhesive formulations without these nanoparticulate inorganic Fillers - not significantly affected, and despite the presence of relatively large amounts of nanoparticles inorganic filler particles is still a spray order the adhesive system according to the invention possible, without that Spray patterns or the spray application achieved negatively affected become. About that lead out the nanoparticulate inorganic fillers in the adhesive system according to the invention Among other things, to improved heat resistance, improved Abbindefestigkeit and improved scratch resistance the resulting adhesive compound. Due to the drastic reduction the solvent content or the drastic increase of the solids content due to the presence of the nanoparticulate inorganic filler particles Improved health and safety at work, in particular the Risk of inflammation by electrostatic discharges when processing or applying the adhesive formulations according to the invention reached. Further advantages of the adhesive systems according to the invention are discussed in detail below.
Was die erfindungsgemäß eingesetzten Polymere anbelangt, so ist der Begriff des Polymers erfindungsgemäß sehr weit zu verstehen und umfaßt jede Art von Polymeren und Copolymeren, welche sich für die Anwendung in Klebstoffen eignen. Dies ist dem Fachmann hinlänglich bekannt. Erfindungsgemäß kommen auch Mischungen von verschiedenen Polymeren oder aber Mischungen von Polymeren mit Wachsen und/oder Harzen zum Einsatz. Erfindungsgemäß bevorzugte Polymere sind ausgewählt aus der Gruppe von styrolbasierten Homo- und Copolymeren, insbesondere styrolbasierten Kautschuken, vorzugsweise Polystyrolbutadienen und/oder Polystyrolisoprenen bzw. Polystyrolbutadienkautschuken und/oder Polystyrolisoprenkautschuken.What the invention used As far as polymers are concerned, the term of the polymer according to the invention is very broad to understand and embrace any type of polymers and copolymers suitable for the application in adhesives. This is well known to the skilled person. Also come in accordance with the invention Mixtures of different polymers or mixtures of Polymers with waxes and / or resins are used. According to the invention preferred Polymers are selected from the group of styrene-based homopolymers and copolymers, in particular styrene-based rubbers, preferably polystyrene butadienes and / or Polystyrene isoprenes or polystyrene butadiene rubbers and / or Polystyrolisoprenkautschuken.
Was das erfindungsgemäß eingesetzte Harz anbelangt, so ist auch dieser Begriff erfindungsgemäß sehr weit zu verstehen. Nach DIN 55958 (12/1988) ist der Begriff "Harze" ein technologischer Sammelbegriff für flüssige bis feste organische Produkte, für die eine mehr oder weniger breite Verteilung der relativen Molmasse charakteristisch ist. Harze weisen meist eine amorphe Struktur auf und brechen als Folge ihrer recht niedrigen Molmassen und ver hältnismäßig hohen Glasübergangstemperaturen im allgemeinen muschelartig. Für weitere diesbezügliche Einzelheiten kann verwiesen werden auf Römpp Chemielexikon, 10. Auflage, Band 3, 1997, Georg Thieme Verlag Stuttgart/New York, Seite 1692, Stichwort: "Harze", sowie die dort referierte Literatur, wobei der gesamte Inhalt der vorgenannten Textstellen hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen ist.What the invention used As far as the resin is concerned, this term is also very wide according to the invention to understand. According to DIN 55958 (12/1988) the term "resins" is a technological one Collective term for liquid until solid organic products, for a more or less broad distribution of the relative molecular weight is characteristic. Resins usually have an amorphous structure and break as a result of their rather low molecular weights and relatively high Glass transition temperatures generally mussel-like. For more in this regard Details can be referred to Römpp Chemielexikon, 10th edition, Volume 3, 1997, Georg Thieme Verlag Stuttgart / New York, page 1692, Keyword: "resins", as well as those there Refereed literature, the entire contents of the aforementioned Text is hereby incorporated by reference.
Grundsätzlich können erfindungsgemäß alle Harze zur Anwendung kommen, welche üblicherweise für Klebstoffe eingesetzt werden. Dies ist dem Fachmann hinlänglich bekannt. Insbesondere können Mischungen von unterschiedlichen Harzen oder aber Mischungen von Harzen mit Polymeren und/oder Wachsen zum Einsatz kommen. Erfindungsgemäß verwendbare Harze sind ausgewählt aus der Gruppe von natürlichen und synthetischen Harzen, insbesondere gegebenenfalls modifizierten und/oder derivatisierten Kolophoniumharzen, vorzugsweise gegebenenfalls modifizierten und/oder derivatisierten Balsam-, Wurzel- und Tallharzen, besonders bevorzugt gegebenenfalls modifizierten und/oder derivatisierten Balsamharzen. Darüber hinaus können aber auch Phenol- oder Kohlenwasserstoffharze zum Einsatz kommen, wenngleich diese weniger bevorzugt sind.In principle, all resins according to the invention which are usually used for adhesives be used. This is well known to the skilled person. Especially can Mixtures of different resins or mixtures of Resins with polymers and / or waxes are used. Usable according to the invention Resins are selected from the group of natural and synthetic resins, especially optionally modified and / or derivatized rosins, preferably optionally modified and / or derivatized balsam, root and tall resins, particularly preferably optionally modified and / or derivatized Balsam resins. About that can out but also phenolic or hydrocarbon resins are used although these are less preferred.
Erfindungsgemäß besonders bevorzugt sind jedoch die sogenannten Kolophoniumharze. Der Name "Kolophonium" ist abgeleitet von der lydischen Stadt Kolophon, einem antiken Handelszentrum für Kolophonium; bei Kolophoniumharzen handelt es sich um natürliche Harze, die aus dem Rohharz von Koniferen gewonnen werden, wobei man drei Typen von Kolophoniumharzen unterscheidet, nämlich Balsamharz als Destillationsrückstand von Terpentinöl, Wurzelharz als Extrakt von Koniferen-Wurzelstöcken und Tallharz als Destillationsrückstand von Tallöl. Für weitere diesbezügliche Einzelheiten kann verwiesen werden auf Römpp Chemielexikon, 10. Auflage, Band 3, 1997, Georg Thieme Verlag Stuttgart/New York, Seite 2215, Stichwort: "Kolophonium", sowie die dort referierte Literatur, wobei der gesamte Inhalt der vorgenannten Textstellen hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen ist.Particularly according to the invention however, preferred are the so-called rosin resins. The name "rosin" is derived from the Lydian city of Kolophon, an ancient trading center for rosin; Rosin resins are natural resins made from the crude resin are obtained from conifers, taking three types of rosin resins differs, namely Balsam resin as distillation residue of turpentine oil, Root resin as an extract of coniferous rootstocks and tall resin as a distillation residue of tall oil. For further in this regard Details can be referred to Römpp Chemielexikon, 10th edition, Volume 3, 1997, Georg Thieme Verlag Stuttgart / New York, page 2215, Keyword: "Rosin", as well as the there Refereed literature, the entire contents of the aforementioned Text is hereby incorporated by reference.
Die erfindungsgemäß eingesetzten Harze, insbesondere Kolophoniumharze, vorzugsweise Balsamharze, können – wie zuvor erwähnt – gegebenenfalls modifiziert und/oder derivatisiert sein; Beispiele für modifizierte bzw. deriva tisierte Kolophoniumharze sind deren hydrierte oder isomerisierte oder polymerisierte Derivate entsprechender Ausgangsharze oder aber beispielsweise deren Ester (z. B. Glycerin und/oder Pentaerythritester).The used according to the invention Resins, in particular rosin resins, preferably balsam resins, can - as before mentioned - if necessary modified and / or derivatized; Examples of modified or derivatized rosins are their hydrogenated or isomerized or polymerized derivatives of corresponding starting resins or for example, their esters (for example glycerol and / or pentaerythritol esters).
Was die erfindungsgemäß eingesetzten Wachse anbelangt, so können sämtliche Wachse eingesetzt werden, welche im allgemeinen für Klebstoffe verwendet werden, was dem Fachmann hinlänglich bekannt ist. Insbesondere können die Wachse als Gemisch verschiedener Wachse oder aber als eine Mischung von Wachsen mit Polymeren und/oder Harzen eingesetzt werden. Auch der Begriff "Wachs", wie er erfindungsgemäß verwendet wird, ist sehr weit zu verstehen. Es handelt sich um eine phänomenologische bzw. warenkundliche Bezeichnung – ähnlich wie der Begriff "Harz" – für eine Reihe natürlicher oder künstlich gewonnener Stoffe, die im allgemeinen bei 20°C knetbar, fest bis brüchig, hart, grob bis feinkristallin, durchscheinend bis opak, jedoch nicht glasartig sind und über 40°C ohne Zersetzung schmelzend, schon wenig oberhalb des Schmelzpunktes verhältnismäßig niedrigviskos und nicht fadenziehend sind, eine stark temperaturabhängige Konsistenz und Löslichkeit aufweisen und unter leichtem Druck polierbar sind. Wachse unterscheiden sich von ähnlichen synthetischen oder natürlichen Produkte (z. B. Harzen, plastischen Massen, Metallseifen usw.) hauptsächlich darin, daß sie im allgemeinen etwa zwischen 50 und etwa 90°C, in Ausnahmefällen auch bis zu etwa 200°C, in den schmelzflüssigen, niedrigviskosen Zustand übergehen und praktisch frei von aschebildenden Verbindungen sind. Für weitere diesbezügliche Einzelheiten kann verwiesen werden auf Römpp Chemielexikon, 10. Auflage, Band 6, 1999, Georg Thieme Verlag Stuttgart/New York, Seite 4906, Stichwort: "Wachse", und die dort referierte Literatur, wobei der gesamte Inhalt der vorgenannten Textstellen hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen ist.As far as the waxes used according to the invention are concerned, it is possible to use all waxes which are generally used for adhesives, as is well known to the person skilled in the art. In particular, the waxes can be used as a mixture of different waxes or as a mixture of waxes with polymers and / or resins. The term "wax", as used in the invention, is to be understood very broadly. It is a phenomenological or scientific term - similar to the term "resin" - for a number of natural or synthetically derived substances, which are generally kneadable at 20 ° C, solid to brittle, hard, coarse to fine crystalline, translucent to opaque but are not glassy and melting above 40 ° C without decomposition, are already relatively low viscosity above the melting point and not stringy, have a strong temperature-dependent consistency and solubility and are polishable under light pressure. Waxes differ from similar synthetic or natural products (eg resins, plastic masses, metal soaps, etc.) mainly in that they are generally between about 50 and about 90 ° C, in exceptional cases up to about 200 ° C, in go over the molten, low-viscosity state and are virtually free of ash-forming compounds. For further details in this regard, reference may be made to Römpp Chemielexikon, 10th edition, Volume 6, 1999, Georg Thieme Verlag Stuttgart / New York, page 4906, keyword: "waxes," and the literature reviewed therein, the entire contents of the above text hereby incorporated by reference is closed.
Erfindungsgemäß einsetzbare Wachse sind insbesondere ausgewählt aus der Gruppe von natürlichen Wachsen, insbesondere pflanzlichen, tierischen oder Mineralwachsen; chemisch modifizierten Wachsen; und synthetischen Wachsen, insbesondere Polyalkylenwachsen und Polyethylenglykolwachsen.Usable according to the invention Waxes are chosen in particular from the group of natural waxes, in particular vegetable, animal or mineral waxes; chemical modified waxes; and synthetic waxes, especially polyalkylene waxes and polyethylene glycol waxes.
Was das erfindungsgemäß eingesetzte Lösemittel anbelangt, so handelt es sich im allgemeinen um ein organisches Lösemittel, vorzugsweise aus der Gruppe von Ketonen, Estern, Alkoholen, gegebenenfalls halogenierten aliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoffen oder Kohlenwasserstoffgemischen und sonstigen aromatischen Lösemitteln. Vorzugsweise werden jedoch zumindest im wesentlichen aromaten- und halogenfreie organische Lösemittel eingesetzt, vorzugsweise aus der Gruppe von Ketonen, Estern und zumindest im wesentlichen aromaten- und n-hexanfreien Kohlenwasserstoffen und Kohlenwasserstoffgemischen. Beispiele für erfindungsgemäß einsetzbare organische Lösemittel sind z. B. aromatenfreies n-hexanarmes Siedegrenzbenzin oder aber Ketone (z. B. Aceton oder Butanon) oder aber auch sogenannte ökologisch verträgliche, sogenannte "grüne" Lösemittel, wie z. B. 2-Ethylhexylester der Milchsäure oder Dimethyladipinsäureester.What the invention used solvent As far as concerns are concerned, it is generally an organic one Solvents preferably from the group of ketones, esters, alcohols, optionally halogenated aliphatic or aromatic hydrocarbons or hydrocarbon mixtures and other aromatic solvents. Preferably, however, at least substantially aromatics and halogen-free organic solvents used, preferably from the group of ketones, esters and at least substantially aromatic and n-hexane-free hydrocarbons and hydrocarbon mixtures. Examples of usable according to the invention organic solvents are z. B. aromatics-free n-hexanarmes boiling petrol or Ketones (eg acetone or butanone) or else so-called ecological compatible, so-called "green" solvents, such as B. 2-ethylhexyl esters of lactic acid or Dimethyladipinsäureester.
Die Mengen der einzelnen Bestandteile des Klebstoffsystems können in weiten Bereichen variieren. Im allgemeinen enthält das Klebstoffsystem nach der vorliegenden Erfindung, bezogen auf das Klebstoffsystem,
- – mindestens ein organisch basiertes Lösemittel in Mengen von 1 bis 30 Gew.-%, insbesondere 5 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 10 Gew.-%,
- – mindestens ein Polymer, Harz und/oder Wachs in Mengen von 5 bis 70 Gew.-%, insbesondere 10 bis 65 Gew.-%, vorzugsweise 15 bis 50 Gew.-%,
- – mindestens einen vorzugsweise nanoteiligen anorganischen Füllstoff in Mengen von 5 bis 65 Gew.-%, insbesondere 15 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 55 Gew.-%.
- At least one organically based solvent in amounts of from 1 to 30% by weight, in particular from 5 to 20% by weight, preferably from 5 to 10% by weight,
- At least one polymer, resin and / or wax in amounts of from 5 to 70% by weight, in particular from 10 to 65% by weight, preferably from 15 to 50% by weight,
- - At least one preferably nanoparticulate inorganic filler in amounts of 5 to 65 wt .-%, in particular 15 to 60 wt .-%, preferably 20 to 55 wt .-%.
Dennoch kann es anwendungsbedingt oder einzelfallabhängig gegebenenfalls erforderlich sein, von den vorgenannten Werten abzuweichen.Yet Depending on the application or on a case-by-case basis, it may be necessary be deviated from the abovementioned values.
Wenn das erfindungsgemäße Klebstoffsystem ein Gemisch von Polymere(n) und Harze(n) enthält, so kann das Polymer/Harz-Mischungsverhältnis in diesem Polymer/Harz-Gemisch in weiten Bereichen variieren. Im allgemeinen liegt das gewichtsbezogene Polymer/Harz-Mischungsverhältnis in solchen Polymer/Harz-Gemischen im Bereich von 2 : 1 bis 1 : 7, insbesondere 1 : 1 bis 1 : 6, vorzugsweise 1 : 2 bis 1 : 5.If the adhesive system according to the invention contains a mixture of polymers (n) and resins (n), so the polymer / resin mixing ratio in vary this polymer / resin mixture in a wide range. In general is the weight-based polymer / resin mixing ratio in such polymer / resin mixtures in the range of 2: 1 to 1: 7, in particular 1: 1 to 1: 6, preferably 1: 2 to 1: 5.
Was den Festkörper- bzw. Feststoffanteil des erfindungsgemäßen Klebstoffsystems anbelangt, so geht dieser im allgemeinen einerseits auf die Polymere, Harze und/oder Wachse und andererseits die anorganischen Füllstoffpartikel zurück. Das gewichtsbezogene Mengenverhältnis von Polymer, Harz und/oder Wachs einerseits zu anorganischen Füllstoffen andererseits in dem erfindungsgemäßen Klebstoffsystem kann in weiten Bereich variieren. Im allgemeinen liegt das gewichtsbezogene Mengenverhältnis von Polymer, Harz und/oder Wachs zu anorganischen Füllstoffen in dem erfindungsgemäßen Klebstoffsystem im Bereich von 15 : 1 bis 1 : 15, insbesondere 10 : 1 bis 1 10, vorzugsweise 5 : 1 bis 1 : 2.What the solid state or solid content of the adhesive system according to the invention, this is generally the one hand on the polymers, resins and / or waxes and, on the other hand, the inorganic filler particles back. The weight-related quantitative ratio of polymer, resin and / or wax on the one hand to inorganic fillers On the other hand, in the adhesive system according to the invention, in vary widely. In general, the weight-related ratio from polymer, resin and / or wax to inorganic fillers in the adhesive system according to the invention in the range of 15: 1 to 1:15, in particular 10: 1 to 1 10, preferably 5: 1 to 1: 2.
Aufgrund seiner Leistungsfähigkeit ermöglicht das erfindungsgemäße Klebstoffsystem eine weite Anwendbarkeit. Im allgemeinen kann das erfindungsgemäße Klebstoffsystem zu Klebe- und/oder Beschichtungszwecken aller Art eingesetzt werden. Vorzugsweise eignet sich das erfindungsgemäße Klebstoffsystem zur Verwendung für die Polstermöbel- und/oder Matratzenindustrie bzw. zum Verkleben von Polstermöbeln und Matratzen. Beispielsweise lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Klebstoffsystem Schaumstoffe, Textilien, Vliese, Filze, Polsterwatten usw. untereinander, aber auch auf anderen Substraten, wie z. B. Holz, Hartfaser- und Spanplatten, Gummihaar, Pappe oder ähnlichen Polsterwerkstoffen verkleben. Der Auftrag des erfindungsgemäßen Klebstoffsystem erfolgt beispielsweise mittels Sprüh- oder Walzenauftragstechnik auf die zu verklebenden Substrate.by virtue of its efficiency allows the adhesive system according to the invention a wide applicability. In general, the adhesive system according to the invention used for bonding and / or coating purposes of all kinds. The adhesive system according to the invention is preferably suitable for use for the upholstery and / or mattress industry or for bonding upholstered furniture and mattresses. For example, with the adhesive system according to the invention foams, Textiles, fleeces, felts, upholstery, etc. among each other, but also on other substrates, such. Wood, hardboard and chipboard, Rubber hair, cardboard or similar Bond upholstery materials. The order of the adhesive system according to the invention takes place for example by means of spray or roller application technology on the substrates to be bonded.
Schließlich sind weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung verklebte Substrate, insbesondere Polstermöbel und Matratzen, welche Klebeverbindungen aufweisen, die durch das erfindungsgemäße Klebstoffsystem erhalten sind.Finally are Another object of the present invention bonded substrates, in particular upholstered furniture and mattresses which have adhesive bonds which pass through the adhesive system according to the invention are obtained.
Mit dem erfindungsgemäßen Klebstoffsystem lassen sich insbesondere die nach dem Stand der Technik im Bereich der Polstermöbel- und Matratzenindustrie eingesetzten Klebstoffe mit zum Teil noch hohen Lösemittelanteilen zum Verkleben von Schaumstoffen, Textilien, Vliesen, Filz, Polsterwatte untereinander sowie auf Holz, Hartfaser- und Spanplatten, Gummihaar, Pappe oder ähnliche Polsterwerkstoffe ohne weiteres substituieren, wobei das erfindungsgemäße Klebstoffsystem z. B. problemlos mittels Sprüh- oder Walzen auftragstechnik auf zu verklebende Substrate aufgetragen werden kann, so daß sich seine Handhabbarkeit und Anwendbarkeit nicht von der herkömmlicher Klebstoffe mit hohen Lösemittelanteilen von mehr als 30 Gew.-% unterscheidet. Aus ökologischen und ökonomischen Gründen ist es von großem Vorteil, daß es in dem Klebstoffsystem nach der vorliegenden Erfindung gelungen ist, den Lösemittelanteil drastisch zu reduzieren: Waren in der Vergangenheit oft Klebstoffe mit Lösemittelanteilen von mehr als 50 Gew.-% im Einsatz (sogenannte konventionelle Schaumpolsterklebstoffe), so konnten im Rahmen der vorliegenden Erfindung lösemittelhaltige Klebstoffsysteme mit einem Festkörperanteil von bis zu mehr als 90 Gew.-% bzw. mit einem Lösemittelanteil von bis zu weniger als 10 Gew.-% entwickelt werden. Mit dem erfindungsgemäßen Klebstoffsystem ist somit eine neue Klebstoffgeneration entwickelt worden, die durch viele auffallende Merkmale hervorsticht.With the adhesive system according to the invention are in particular the adhesives used in the field of upholstered furniture and mattress industry according to the prior art with sometimes still high solvent fractions for bonding foams, textiles, nonwovens, felt, upholstery wadding with each other and on wood, hardboard and chipboard, rubber hair, cardboard or similar upholstery materials readily substitute, wherein the adhesive system of the invention z. B. can be easily applied by means of spraying or rolling application on substrates to be bonded, so that its handling and applicability does not differ from the conventional adhesives with high solvent contents of more than 30 wt .-%. For ecological and economic reasons, it is of great advantage that in the adhesive system according to the present invention, it has been possible to drastically reduce the proportion of solvent. In the past, adhesives with solvent contents of more than 50% by weight were often used (so-called conventional solvents) Foam cushioning adhesives), so in the context of the present invention, solvent-based adhesive systems having a solids content of up to more than 90 wt .-% and with a solvent content of up to less than 10 wt .-% could be developed. With the adhesive system of the invention thus a new generation of adhesives has been developed, which stands out by many striking features.
Zielsetzung der vorliegenden Erfindung war es unter anderem, die Lösemittelemissionen bei nahezu identischer Auftragstechnik drastisch zu reduzieren, indem für diese Anwendungen der Festkörperanteil in diesen neuen Klebstoffen deutlich erhöht wird.objective Among other things, it was the solvent emissions of the present invention drastically reduce with almost identical application technology, by for these applications are the solids content significantly increased in these new adhesives.
Bei dem Klebstoffsystem nach der vorliegenden Erfindung handelt es sich insbesondere um einkomponentige Klebstoff-Formulierungen, z. B. auf Basis von Styrolcopolymeren, wie z. B. Styrolbutadien und/oder Styrolisopren, in organischen Lösemitteln, z. B. auf Basis von aromatenfreiem n-hexanarmem Siedegrenzenbenzin oder Ketonen (z. B. Aceton oder Butanon) oder auch sogenannten "grünen" Lösemitteln, wie z. B. dem 2-Ethylhexylester der Milchsäure oder Dimethyladipinsäureester. In diesen Polymerlösungen können weiterhin in erheblichem Maße nachwachsende Rohstoffe auf Basis von Balsam- und/oder Tallharzen sowie deren Derivate als Glycerin- und/oder Pentaerythritester und/oder auch die hydrierten oder isomerisierten oder polymerisierten Derivate entsprechender Ausgangsharze enthalten sein. Weiterhin sind in den erfindungsgemäßen Klebstoffen noch nanoteilige mineralische Substanzen bzw. nanoteilige anorganische Füllstoffe, z. B. auf Basis von Bariumsulfat, phasenstabil eindispergiert.at the adhesive system of the present invention is in particular one-component adhesive formulations, eg. B. based on styrene copolymers, such as. Styrene butadiene and / or styrene isoprene, in organic solvents, z. B. based on aromatic-free n-hexanarmem low-boiling point benzine or ketones (eg acetone or butanone) or so-called "green" solvents, such as As the 2-ethylhexyl ester of lactic acid or Dimethyladipinsäureester. In these polymer solutions can continue to a considerable extent Renewable raw materials based on balsam and / or tall resins and their derivatives as glycerol and / or pentaerythritol esters and / or also the hydrogenated or isomerized or polymerized derivatives be included corresponding output resins. Furthermore, in the adhesives according to the invention still nanoparticulate mineral substances or nanoparticulate inorganic fillers, z. B. based on barium sulfate, phase-stable dispersed.
Mit lösemittelhaltigen Schaumpolsterklebstoffen werden seit vielen Jahren Polstermöbel und Matratzen hergestellt. Nach dem Stand der Technik haben die eingesetzten Klebstoffe einen Festkörperanteil, d. h. einen Anteil an reiner Klebsubstanz, zwischen 20 und 30 Gew.-% und enthalten 70 bis 80 Gew.-% Lösemittel, welche während der Verarbeitung, z. B. bei der Herstellung entsprechender Substrate, in die Umwelt emittiert werden. Weiter wurden im Stand der Technik auch festkörperreichere Klebstoffe, z. B. die sogenannten "HighSolids", bei fast identischen Verarbeitungseigenschaften mit Festkörpergehalten bis zu ca. 65 Gew.- %, entwickelt, und später konnten mit den sogenannten "Super HighSolids" mit Festkörperanteilen von ca. 75 bis 80 Gew.-% bei weiterhin guten Verarbeitungseigenschaften die Lösemittelmengen weiter reduziert werden. Aufgrund der drastischen Reduktion der Lösemittelemission hat diese Produktgruppe im entsprechenden Anwendungssegment weiterhin enorme Bedeutung, die mit rein wäßrigen Systemen nicht zu erreichen ist.With solvent-based Foam upholstery adhesives have been used for many years Mattresses made. According to the prior art, the used Adhesives a solid content, d. H. a proportion of pure adhesive substance, between 20 and 30 wt .-% and contain from 70 to 80% by weight of solvents which while the processing, z. B. in the production of corresponding substrates, be emitted into the environment. Next were in the prior art also more solid Adhesives, e.g. As the so-called "High Solids", with almost identical processing properties with solids contents Up to about 65% by weight, developed, and later could with the so-called "Super High Solids" with solids from about 75 to 80% by weight with continued good processing properties, the solvent amounts be further reduced. Due to the drastic reduction of Solvent emissions continues to have this product group in the corresponding application segment tremendous importance with purely aqueous systems can not be reached.
Dennoch bestand weiterhin ein enormer Bedarf an einer weitergehenden Reduktion des Lösemittelanteils bei gleichzeitiger Optimierung der Anwendungseigenschaften. Erst mit der vorliegenden Erfindung ist erstmals die Bereitstellung eines geeigneten Klebstoffsystems gelungen, welches diese Anforderungen erfüllt. Dies ist unter anderem auch unter ökologischen und ökonomischen wie sicherheitstechnischen Gesichtspunkten ein enormer Fortschritt: Während beispielsweise früher in diesem Anwendungssegment bei Einsatz festkörperärmerer, brennbare Lösemittel enthaltender Klebstoffe immer wieder Brand- und Explosionsschäden aufgetreten sind und in den geschlossenen Kammern von Federkernmatratzen im Zusammenhang mit elektrostatischen Entladungen Entzündungen zu beobachten waren, besteht bei dem Klebstoffsystem nach der vorliegenden Erfindung keinerlei Brand- bzw. Explosionsgefahr mehr; die Lösemittelmengen sind derart gering, daß die Explosionsgrenzen deutlich unterschritten werden und Brandrisiken bei sachgemäßer Verarbeitung ausgeschlossen werden können.Yet There was still an enormous need for a further reduction the solvent content while optimizing the application properties. First with the present invention is the first time the provision of a suitable adhesive system which meets these requirements Fulfills. This is among other things also under ecological and economic as safety aspects a huge step forward: While for example, earlier in this application segment when using lower-solids, flammable solvents containing adhesives repeatedly occurred fire and explosion damage are and in the closed chambers of spring mattresses in the In connection with electrostatic discharges inflammations were observed in the adhesive system according to the present Invention no more fire or explosion hazard; the solvent amounts are so small that the Explosion limits are clearly below and fire risks with proper processing can be excluded.
Das erfindungsgemäße Klebstoffsystem ist aber auch wäßrigen Klebstoff-Formulierungen auf diesem Gebiet überlegen: Wäßrige Klebstoff-Formulierungen für diese Anwendungsbereiche (d. h. in der Matratzen- und Polstermöbelindustrie) enthalten – neben einem hohen Wasseranteil, welcher unter hohem Energieaufwand aus den Klebstoffen verdunstet werden muß – oft in erheblichen Prozentanteilen flüchtige organische Lösemittel. Die in den erfindungsgemäßen Klebstoffen eingesetzten Rohstoffe können dagegen derart ausgewählt werden, daß sie frei von organischen Halogenverbindungen sind, wie man sie bisweilen in einigen wäßrigen Klebstoff-Formulierungen des Standes der Technik vorfindet. Die erfindungsgemäßen Klebstoffe können derart zusammengestellt werden, daß sie hauptsächlich auf nachwachsenden und mineralischen Rohstoffen basieren. Die erfindungsgemäßen Klebstoffe zeichnen sich weiterhin dadurch aus, daß bei Sprühauftrag die Partikel im Vergleich zu manchen wäßrigen Systemen nicht lungengängig sind.The adhesive system according to the invention but is also aqueous adhesive formulations think in this area: Aqueous adhesive formulations for this Areas of application (ie in the mattress and upholstered furniture industry) included - beside a high proportion of water, which under high energy consumption The adhesives must be evaporated - often in significant percentages volatile organic solvents. The in the adhesives of the invention used raw materials can in contrast selected they will free of organic halogen compounds, as they are sometimes in some aqueous adhesive formulations of the prior art finds. The adhesives of the invention can be like that be put together that they mainly based on renewable and mineral resources. The adhesives of the invention are also characterized by the fact that when spraying the particles in comparison to some aqueous systems not respirable are.
Nach dem Auftrag (z. B. Sprühauftrag) der erfindungsgemäßen Klebstoffe auf die zu verklebenden Substrate werden die Substrate, z. B. Textilien, Vliese, Stoffe, Kunststoffolien, Schaumstoffe, Filz etc., mit- oder untereinander verklebt. Sofort nach dem Verkleben liegt eine ausgezeichnete Verarbeitungsfestigkeit vor.To the order (eg spray order) the adhesives of the invention on the substrates to be bonded, the substrates, for. Textiles, Nonwovens, fabrics, plastic films, foams, felt, etc., with or with each other bonded. Immediately after bonding there is excellent workability in front.
Durch eine geeignete Auswahl der Polymere, Harze und/oder Wachse (in der Regel nachwachsende Naturrohstoffe), der mineralischen Rohstoffe (d. h. nanoteilige anorganische Füllstoffpartikel) sowie durch Optimierungen in der Lösemittelzusammensetzung kann die Verarbeitungsviskosität soweit reduziert werden, daß bei verbesserter Auftragstechnik (z. B. optimale Düsen und Druckeinstellungen) der Klebstoff auf automatischen oder auch manuellen Sprühauftragsanlagen auf die zu verklebenden Substrate aufgetragen werden kann. Um den Festkörperanteil noch weiter zu erhöhen, kann es von Vorteil sein, den Klebstoff vor dem Auftragen zur Erniedrigung der Viskosität zum Erzielen besserer Sprühauftragsbilder zu erwärmen.By a suitable choice of polymers, resins and / or waxes (in the Usually renewable natural resources), mineral raw materials (i.e., nanoparticulate inorganic filler particles) and by Optimizations in the solvent composition can the processing viscosity be reduced so far that at improved application technology (eg optimal nozzles and pressure settings) the adhesive on automatic or manual spray application systems can be applied to the substrates to be bonded. To the Solids to increase even further It may be beneficial to lower the adhesive before applying the viscosity to achieve better spray application images to warm up.
Das erfindungsgemäße Klebstoffsystem, im allgemeinen mit einem VOC-Anteil (flüchtige organische Verbindungen) < 10 Gew.-%, erfüllt z. B. auch die Bedingungen, bzw. Prüfkriterien, die zur Erlangung des EG-Umweltzeichens für Bettmatratzen erforderlich sind (siehe Amtsblatt der Europäischen Gemeinschaften L 236/12 vom 4. September 2002, Prüfkriterien des "European ECO-Label for Furniture", siehe dort auch "Anhang Klebstoffe", Ziffer 7.).The adhesive system according to the invention, generally with a VOC content (volatile organic compounds) <10 % By weight, fulfilled z. As well as the conditions or test criteria to obtain the EC Ecolabel for bed mattresses (see Official Journal of the European Communities L 236/12 of 4 September 2002, test criteria of the "European ECO Label for Furniture ", see there also "Appendix Adhesives ", paragraph 7).
Die erfindungsgemäßen festkörperreichen Klebstoffe erfüllen eine Vielzahl der in der Verklebungspraxis üblichen Anforderungen, wovon folgend nur einige aufgezählt werden:
- 1. eine sehr hohe Klebaggressivität bzw. Anfangsklebrigkeit
- 2. eine gute Wärmefestigkeit
- 3. eine hohe Festigkeit bei Spannungsverklebungen
- 4. Unmittelbar nach Klebstoffauftrag ohne jegliche Ablüftzeit findet man eine ausgezeichnete Anfangshaftung.
- 5. lange offene Zeit (z. B. 1 bis 30 Minuten)
- 6. ausgezeichnete Ergiebigkeit des Klebstoffes bei der Verarbeitung
- 7. keine Nachklebrigkeit der Klebstoff-Fuge
- 8. Die Verklebung der Substrate ist sowohl bei einseitigem wie auch zweiseitigem Klebstoffauftrag möglich.
- 9. Der Klebstoff ist pumpbar.
- 10. Der Klebstoff kann mit Sprühpistolen oder Walzenauftragsgeräten verarbeitet werden.
- 11. Sowohl in den Lösemitteln wie auch in der Klebstoff-Festsubstanz sind keine halogenorganischen Verbindungen vorhanden.
- 12. Der Klebstoff ist frei von Azoverbindungen.
- 13. Der Klebstoff enthält hauptsächlich mineralische Anteile und ist in erheblichem Maße auf nachwachsenden Rohstoffen aufgebaut, d. h. eine Großzahl der Rohstoffe ist bioverfügbar.
- 14. Es können unterschiedlichste im Polster- und Matratzenbereich einzusetzende Materialien verklebt werden.
- 15. Bei der Verarbeitung ist kein Overspray zu beobachten; entsprechende Sprühpartikel sind so groß, daß keine Lungengängigkeit der Sprühpartikel vorliegt.
- 16. Der Klebstoff erfüllt die Prüfkriterien für das European ECO-Label Umweltkennzeichen für Bettmatratzen.
- 1. a very high adhesive aggressiveness or initial tackiness
- 2. a good heat resistance
- 3. a high strength at Spannungsverklebungen
- 4. Immediately after adhesive application without any flash-off time, you will find excellent initial adhesion.
- 5. long open time (eg 1 to 30 minutes)
- 6. Excellent spreading of the adhesive during processing
- 7. no stickiness of the adhesive joint
- 8. The bonding of the substrates is possible both with one-sided and two-sided adhesive application.
- 9. The adhesive is pumpable.
- 10. The adhesive can be processed with spray guns or roller applicators.
- 11. There are no organohalogen compounds in both the solvents and the adhesive solids.
- 12. The adhesive is free of azo compounds.
- 13. The adhesive contains mainly mineral components and is based on renewable raw materials, ie a large number of raw materials is bioavailable.
- 14. It can be glued various materials to be used in the upholstery and mattress area.
- 15. No overspray is observed during processing; corresponding spray particles are so large that there is no respiratory activity of the spray particles.
- 16. The adhesive complies with the test criteria for the European ECO Label Environmental Label for Bed Mattresses.
Weitere Ausgestaltungen, Abwandlungen und Variationen sowie Vorteile der vorliegenden Erfindung sind für den Fachmann beim Lesen der Beschreibung ohne weiteres erkennbar und realisierbar, ohne daß er dabei den Rahmen der vorliegenden Erfindung verläßt.Further Configurations, modifications and variations as well as advantages of present invention are for the person skilled in the art readily discernible when reading the description and realizable without him the scope of the present invention leaves.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der folgenden Ausführungsbeispiele veranschaulicht, welche die vorliegende Erfindung jedoch nicht beschränken.The The present invention will become apparent from the following embodiments however, which do not limit the present invention.
Ausführungsbeispiel I:Embodiment I:
Erhöhung des
Festkörpers
eines bereits im Markt befindlichen Super HighSolids:
Der handelsübliche Schaumpolsterklebstoff "Jowatac-Super HighSolid® 459.804" (Jowat AG, Detmold;
lösemittelbasierte
Klebstoffdispersion auf Styrolcopolymerbasis mit ca. 80 Gew.-% Festkörperanteil)
wird unter Eindispergieren von BaSO4 (Solvay
Barium Strontium GmbH & Co.
KG, Hannover; oberflächenmodifiziert,
nanoteilig, Primärkorn
ca. 20 bis 50 nm im Mittel, lösemittelbasierte
Dispersion, ca. 70- bis 80%ig) im Festkörperanteil erhöht:
Jowatac
SHS 459.84ca. 50 Gew.-% (bezogen auf ca. 80%ige Dispersion)
BaSO4 ca. 50 Gew.-% (bezogen auf Feststoff)Increase in the solids of a Super High Solids already on the market:
The commercially available foam pad adhesive "Jowatac Super High Solid ® 459804" (Jowat AG, Detmold, solvent-based adhesive dispersion on Styrolcopolymerbasis with about 80 wt .-% solids) is under dispersing of BaSO 4 (Solvay Barium Strontium GmbH & Co. KG, Hanover; surface modified , nanoparticulate, primary grain approx. 20 to 50 nm on average, solvent-based dispersion, approx. 70 to 80%) in the solids content increased:
Jowatac SHS 459.84ca. 50% by weight (based on about 80% dispersion)
BaSO 4 about 50% by weight (based on solids)
Überraschenderweise
findet man einen nur geringfügigen
Viskositätsanstieg,
so daß die
Verarbeitungseigenschaften denen der herkömmlichen Systeme entsprechen.
Die
Bariumsulfat als nanoteilige Suspension enthaltende Lösemittelmischung
wird in einem Misch- bzw. Lösebehälter vorgelegt.
Die auf Styrolbutadien und/oder Styrolisopren basierenden Polymergranulate werden
unter Rühren
hinzudosiert. Nach dem Lösen
der Polymere entsteht nach der Zugabe und Lösen der Naturharze bzw. deren
Derivaten der verarbeitungsfertige Klebstoff. Die Verarbeitungseigenschaften
sind folgende:
Das
Siedegrenzenbenzin und das Aceton werden im Mischbehälter vorgelegt,
die Kautschuke unter Rühren
hinzudosiert und gelöst.
Nach Erhalt einer homogenen, hochviskosen Lösung wird diese verharzt. Zur Erhöhung des
Festkörpers
wird unter intensivem Rühren
das nanodisperse Bariumsulfat eindispergiert. Die Verarbeitungseigenschaften
sind folgende:
Als
Fazit kann folgendes festgestellt werden:
Das erfindungsgemäße Klebstoffsystem
fällt durch
seinen extrem hohen Festkörperanteil
auf. Trotzdem kann dieser Klebstoff z. B. mit unterschiedlichen
Spritzpistolen verarbeitet werden. Hier ist z. B. der Einsatz der Drehstrahltechnik
von Vorteil (z. B. mit entsprechenden Sprühpistolen der Fa. Walther Spritz-
und Lackiersysteme, Wuppertal, oder der Fa. Krautzberger GmbH, Eltville).In conclusion, the following can be stated:
The adhesive system of the invention is remarkable for its extremely high solids content. Nevertheless, this adhesive z. B. be processed with different spray guns. Here is z. B. the use of the rotary beam technology of advantage (eg., With corresponding spray guns from the company Walther spray and paint systems, Wuppertal, or the company Krautzberger GmbH, Eltville).
Weiterhin besteht die Möglichkeit, daß die erfindungsgemäßen Klebstoffe auf automatischen Matratzenklebeanlagen mittels Auftragswalzen auf zu verklebende Substrate aufgetragen werden können.Farther it is possible, that the adhesives according to the invention on automatic mattresses by means of applicator rollers can be applied to substrates to be bonded.
Die Verklebung der Substrate ist sowohl bei einseitigem wie auch zweiseitigem Klebstoffauftrag möglich.The Bonding of the substrates is both single-sided and two-sided Adhesive application possible.
Claims (24)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102005007871A DE102005007871A1 (en) | 2005-01-12 | 2005-02-21 | Adhesive dispersion that contains nanoparticles of inorganic filler, useful particularly in production of upholstered furniture and matresses |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102005001588 | 2005-01-12 | ||
| DE102005001588.3 | 2005-01-12 | ||
| DE102005007871A DE102005007871A1 (en) | 2005-01-12 | 2005-02-21 | Adhesive dispersion that contains nanoparticles of inorganic filler, useful particularly in production of upholstered furniture and matresses |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102005007871A1 true DE102005007871A1 (en) | 2006-07-20 |
Family
ID=36643133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102005007871A Withdrawn DE102005007871A1 (en) | 2005-01-12 | 2005-02-21 | Adhesive dispersion that contains nanoparticles of inorganic filler, useful particularly in production of upholstered furniture and matresses |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102005007871A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102006049866A1 (en) * | 2006-10-23 | 2008-04-30 | Siemens Ag | Electrical machine i.e. permanently excited electrical machine, for use in machine tool, has stator with winding system, and permanent magnets fixed and positioned at surface of rotor by fixing material |
| DE102009049350A1 (en) * | 2009-10-14 | 2011-04-21 | Oliver Keller | Blend of rosin resin and wax and mineral |
-
2005
- 2005-02-21 DE DE102005007871A patent/DE102005007871A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |