DE2015979B2

DE2015979B2 - Schmelzklebergemisch zum Binden von Büchern auf der Basis von Copolymerisaten des Äthylens

Info

Publication number: DE2015979B2
Application number: DE2015979A
Authority: DE
Inventors: Thomas P. Green Brook Flanagan; Paul P. Glen Gardiner Puletti
Original assignee: National Starch and Chemical Corp
Current assignee: Ingredion Inc
Priority date: 1969-04-04
Filing date: 1970-04-03
Publication date: 1974-07-11
Also published as: FR2039076A5; US3615106A; NL140542B; DE2015979A1; NL7003134A; GB1256814A

Description

im Bereich von 0,91 bis 0,96, d) 10 bis 40 Gewichts- 20 gemisch zum Binden von Büchern, auf der Basis eines

Prozent eines die Schmelzviskosität herabsetzenden Copolymerisats des Äthylens mit Comonomeren aus

Mittels und gegebenenfalls e) üblichen Zusätzen der Gruppe Vinylacetat und den Alkylestern der

besteht. Acrylsäure, einem Polyolefin mit einem Schmelzindex

2. Schmelzklebergemisch nach Anspruch 1, da- in einem Bereich von 1 bis 200, sowie einem die durch gekennzeichnet, daß das Äthylencopoly- as Schmelzviskosität herabsetzenden Mittel, dadurch gemerisat zusätzlich mindestens eine äthylenisch un- kennzeichnet, daß das Gemisch aus a) 20 bis 40 Gegesättigte Carbonsäure in solcher Konzentration wichtsprozent eines Copolymerisats des Äthylens mit enthält, daß die Säurezahl des Copolymerisats mindestens einem Comonomeren, aus der Gruppe nicht größer als etwa 8 ist. Vinylacetat und den Alkylestern der Acrylsäure mit

30 1 bis 4_ Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe und einem Äthylengehalt von 70 bis 85 Gewichtsprozent,

b) 15 bis 45 Gewichtsprozent mindestens eines klebrigen Harzes, c) 5 bis 15 Gewichtsprozent Polyäthylen mit einer Dichte im Bereich von 0.91 bis 0,96, d) 10 bis 35 40 Gewichtsprozent eines die Schmelzviskosität her-

Obgleich die Verwendung von Schmelzklebern beim absetzenden Mittels und gegebenenfalls e) üblichen

Binden papierhinterlegter Bücher, d. h. weich einge- Zusätzen besteht.

bundener Bücher, wirtschaftlich erfolgreich war, wobei Es wurde gefunden, daß durch die erfindungsgediese Klebstoffe dazu dienten, die Ausstoßrate zu er- mäßen Schmelzkleber beim Binden von Büchern mit höhen, die Stufen des Broschierens und Aufschichtens 40 hartem Einband, im wesentlichen alle Schwierigkeiten, auszuschalten und dauerhaftere Bindungen zu schaffen, welchen man zuvor beim Binden dieses Buchtyps bebeim Binden von Büchern mit hartem Einband stößt gegnet ist, überwunden werden. Die erfindungsgeman auf größere Schwierigkeiten beim Runden der mäßen Schmelzkleber zeigen daher die gummiartigen Bindearbeit, d. h. Schritt, wenn die Krümmung auf Eigenschaften und die Klebefestigkeit, welche erfordie Rückkanten des Buchkörpers aufgedrückt wird. 45 derlich sind, um die einzelnen Buchseiten zu binden. Die handelsüblichen Schmelzkleber schaffen ent- Sie zeigen außerdem gute Hitzestabilität, rasche Härweder: (1) Klebstoffilme, welche zu starr sind, um zu ti'ngsgeschwindigkeit und ausgezeichnete Haftung an tunder Konfiguration eingedrückt zu werden, oder einer Vielzahl von Materialien, beispielsweise an allen welche bei dem Versuch platzen, wodurch sie ihre Arten von Papiermaterial, gewachsten Pergaminblät-Filmkontinuität verlieren und die Seiten sich von den 50 tern, Metallfolien, Polyesterblättern usw. Von besongebundenen Signaturen trennen; oder (2) sie schaffen derer Wichtigkeit ist jedoch die Tatsache, daß diese Klebstoffilme, welche, obgleich sie die gewünschte Schmelzklebergemische einen hohen Grad dauerhafter Rundkonfiguration bilden, ein übermäßiges plastisches Härtung zeigen. Ihre Filme können daher entsprechend Fließen zeigen. In letzterem Falle wird durch das von der gewünschten gerundeten Konfiguration des Buchdiesen Filmen gezeigte, ausgezeichnete »elastische Ge- 55 rückens deformiert werden, und wegen des mangelääehtnis«, die erforderliche Rundkonfiguration nicht haften elastischen Gedächtnisses behalten sie diese geeingehalten, rundete Konfiguration dauerhaft bei. Diese wesent-Es sind bereits Schmelzklebergemische (USA.- liehen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Schmelz-Patentschrift 2 772247) bekannt, welches ein Poly- kleber gestatten nunmehr die Herstellung dauerhaft geäthylen, klebrige Harze und ein Polyvinylester wie 60 bundener, gerundeter Bücher mit hartem Einband von Polyvinylacetat oder Polyvinylpropionat enthalten. guter Qualität bei hohen Produktionsgeschwindig-Mit derartigen Schmelzklebergemischen können jedoch keiten.

die beim Biildeü von Büchern besteheüden Schwierig- Die Grundpolymerkomponente der Klebstoff-

keiten def erwähnten Art nicht vermieden werden, weil systeme ist ein Copolymerisat des Äthylens mit Vinyl-

dort HornOpolyme^e von Äthylen Verwendung finden. 6_S acetat oder mit einem oder mehreren Alkylestern der

Das Polyäthylen dient bei den bekannten Klebe- Acrylsäure, in denen die Alkylgruppe 1 bis etwa

gemischen lediglich als Antiblockmittel. Andere be- 4 Kohlenstoffatome enthält. Die in den erfindungs-

kattnfe Schmelzklebergemische für Buchbinderzwecke gemäßen Klebemassen brauchbaren Äthylencopoly-

merisate sollten etwa 70 Ws 85 Gewichtsprozent Äthylen enthalten,

Die Äxhylen-Vinylacetfrt-Copolymerisate können beispielsweise nach Uem Verfahren der USA.-Patentjchrift 3 282 881 hergestellt werden. Die in den erfindungsgemäßen Klebemassen brauchbaren Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisate sollten eine innere Viskosität (bestimmt bei 3O⁰C in einer 0,25%igen Lösung des Copolymeren in Toluol) von etwa 0,75 bis 1,05 besitzen und einen Schmelzindex (bestimmt nach der Methode D 1238 der American Society for Testing Materials [ASTM]) innerhalb des Bereiches von etwa 1,5 bis 20,0 aufweisen.

Die Ätbylen-Alkylacrylat-Copolymerisate werden ebenfalls nach bekannten Polymerisationsverfahren bereitet. Beispielsweise kann man solche Copolymeren unter Anwendung von freien Radikalen herstellen, v.Libei ein Gemisch aus Äthylen und einem Alkyl-.[cylatmonorneren in Anwesenheit eines Katalysators v. ic Benzoylperoxyd oder einer Azoverbiiidung wie Λ/obisisobutyronitril u. dgl. erhitzt wird. Das Verfuhren kann entweder diskontinuierlich oder kontinuierlich durchgeführt werden, und zwar unter Drücken im Bei eich von etwa 350 bis etwa 3520 kg/cm² und bei Temperaturen im Bereich von etwa 93° C bis civ. a 304"'C.

Geeignete Alkylacrylatmonomeie, die mit Äthylen uiüer Bildung einer Copolymer komponenten zur Verv Endung in dei. erfindungsgemäßen Schmelzkleber so copolymerisiert werden können, sind solche, welche i bis etwa 4 Kohlenstoffatome in ihren jeweiligen Alky!radikalen enthalten. Bdsp: Ie von solchen Coliionomeren sind Methylacrylat, Äthylacrylat, Propylacrylat, Isopropylacrylat, Butylacrylat und Isobutylacrjlat. Die in den erfindungsgemäßcn Klebemassen brauchbaren Äthylen - Alkylacrylat - Copolymerisate sollten eine innere Viskosität — bestimmt bei 30⁰C in einer 0,25°_oigen Lösung in Toluol — von etwa 0,6 bis 1,1 und einen Schmelzindex innerhalb des Bereiches von etwa 1,0 bis 20,0 besitzen.

Wenn gewünscht, können eine oder mehrere äthylenisch ungesättigte Carbonsäuren, beispielsweise Acrylsäure, Methacrylsäure, Fumarsäure, Citraconsäure oder ttaconsäure u. dgl. in die oben beschriebenen Copolymeren einverleibt werden, und zwar in solchen Konzentrationen, daß die Säurezahl des sich ergebenden Polymeren nicht größer als etwa 8 ist. Ihre Gegenwart in solchen Copolymerisaten ändert die Eigenschaften der modifizierten Copolymerisate nicht merklich.

Die klebrigen Harze, welche in den erfindungsgemäßen Schmelzklebern anwesend sind, dienen dazu, um die Hafteigenschaften zu verbessern. Der Ausdruck »klebriges Harz« soll hier so verstanden werden, daß er umfaßt: (1) modifizierte und nicht modifizierte Naturharze wie beispielsweise Gummiharz, Holzharz, Tallölharz, destilliertes, hydriertes, dimerisiertes und polymerisiertes Naturharz; (2) Glycerinester und Pentaerythritester natürlicher Harze und modifizierter Naturharze wie beispielsweise Glycerinester von hydriertem Naturharz, Glycerinester von polymerisiertem Naturharz, Pentaerythritester von hydriertem Naturharz und phenolmodifizierter Pentaerythritester von Naturharz; (3) Polyterpenharze mit einem Erweichungspunkt — bestimmt nach ASTM-Methode E28-58T — von etwa 80 bis 15O⁰C, wobei sich die letzteren Polyterpenharze im allgemeinen ergeben aus der Polymerisation von Terpenkohlenwasserstoffe!!.

wie dem als Pinen bekannten, Acyclischen Monoterpen, in Anwesenheit von Friedel-Crafts-Katalysatoren bei mäßig niedrigen Temperaturen; (4) chlorierte Diphenyl- oder Terphenylharze; (5) phenolmodifizierte Terpenharze wie beispielsweise das Harzprodukt, welches sich aus der Kondensation eines Acyclischen Terpens und Phenols in saurem Medium ergibt; und (6) aliphatisch^ Erdölkohlenwasserstoffharze mit einem Kugel- und Ringerweichungspunkt

ίο von etwa 80 bis 125° C, mit einer Säurezahl von etwa 0 bis 2, einer Verseifungszahl von weniger als etwa 1 und einer Jodzahl von etwa 75 bis 100. Die letztere Klasse an klebrigen Harzen wird gewöhnlich während der Polymerisation von Olefinen und Diolefinen erzielt, und sie können beispielsweise Polymere auf der Basis von Nebenprodukt-Rückstandsmonomeren aufweisen, welche während der Hersteiiuhf · on Isopren anfallen.

Die Polyäthyle.nkomponente, die das elastische Gedächtnis der Klebmasse herabsetzt, muß eine Dichte im Bereich von etwa 0,91 bis 0,96, bestimmt nach der ASTM-Methode D 1505, und einen Schmekindex im Bereich von etwa 1 bis 200, bestimmt nach der ASTM-Methode D 1238, besitzen. Die Verwendung von PoIyäthylcpen, welche nicht innerhalb der oben spezifizif __ii Dichte- und Schmelzindexbereiche liegen, steigert nicht den Druerhärtungsgrad der Schmelzmassen. Die sogenannten Polyäthylenfette, welche, wie nachstehend ausgeführt, als Verdünnungsmittel in den erfindungsgemäßen Klebemassen einsetzbar sind, und dazu dienen, deren Viskosität herabzusetzen, sind insofern von dem oben beschriebenen Polyäthylen besonders zu unterscheiden, als die Anwesenheit dieser Polyäthylenfette keine merkliche Auswirkung auf das elastische Gedächtnis der Klebstoffe besitzt.

Die Unterscheidung zv.ischev dem Polyäthylen mit der Dichte von etwa 0,91 bi? 0.96 und dem Schmelzindex von etwa 1 bis 200 einerseits und den PoIyäthylenfetten andererseits gründet sich auf das jeweilige Molekulargewicht. Die Polyäthylenharze, welche bei den erfindungsgemäßen Klebstoffen zum Vermindern des Grades an elastischem Gedächtnis einsetzbar sind, sollten daher ein Molekulargewicht von mindestens etwa 10 000 besitzen. Die Molekulargewichte der Polyäthylenfette liegen wesentlich darunter. Da es jedoch höchst schwierig ist, das Molekulargewicht der höher molekularen Polyäthylene 2.11 bestimmen, werden gewöhnlich zum Beschreiben dieser Polymeren verschiedene andere physikalische Konstanten benutzt. Beispielsweise werden die in den eifindungsgemäßen Klebstoffen erforderlichen Polyäthylene höheren Molekulargewichts gewöhnlich durch ihren Schmelzindex gekennzeichnet, welcher üblicherweise nach der ASTM-Methode D 1238 bestimmt wird. Jedoch ist letzterer Test auf die niedermolekularen Polyäthylenfette nicht anwendbar, weil die Fette zu fließfähig sind. Aus diesem Grunde beschreibt man diese fließfähigen, niedermolekularen Fette gewohnlich durch ihre Härtewerte, Erweichungspunkte, Schmelzviskositäten und tatsächlichen Molekulargewichte.

Wie bereits erwähnt, wird bei den erfindungsgemäßen Schmelzkleber!! ein Verdünnungsmittel oder Verdünnungsmittelgemisch verwendet, um dieSchmelzviiikosität oder kohäsiven Eigenschaften der Klebstoffgemische herabzusetzen, ohne deren Haftungsbindeeigenschaften merklich zu vermindern. Zu anwend-

taten Verdünnungsmitteln zählen: (1) flüssiges Poly- Überzüge mit einer Naßfilmdicke von efwa 0,127 bis

butyleu niederen Molekulargewichts im Bereich von 0,762 mm werden gewöhnlich bei der Herstellung der

etwa 600 bis 3000; (2) Erdölwachse wie Paraffinwachs gerundeten Bücher mit hartem Einband angewendet.

mit einem Schmelzpunkt von etwa 54 bis 74⁰C und In den Beispielen sind, wenn nichts anderes ange-

raikrokristaUines Wachs mit einem Schmelzpunkt von 5 geben wurde, alle Teilangaben auf das Gewicht be-

etwa 60 bis 93⁰C, wobei die letzteren Schmelzpunkte zogen,

nach der ASTM-Methode D 127-60 bestimmt werden; Beispiel 1

(3) Polyäthylenfette oder -wachse mit einem Erwei- *

chungspunkt von etwa 80 bis 110° C und einem Härte- Dieses Beispiel veranschaulicht die Herstellung des

wert, bestimmt nach ASTM-Methode D-1321, von io erfindungsgemäßen Schmelzklebergemisches, sowie

etwa 2 bis 100; (4) hydrierte tierische Fette und öle, deren verbesserte Eigenschaften.

Fischfette und-öle sowie pflanzliche Fette und öle wie Ein Hochleistungsmischer, welcher auf 149° C er-

beispielsweise hydrierter Talg, Schweinefett, Sojaöl, hitzt worden ist und mit einer Rührflosse ausgestattet

Baumwollsamenöl, Rizinusöl, Menhadenöl, Kabeljau- ist, wird mit 35 Teilen Pentaerythritester von Natur-

leberöl usw.; (5) Mineralöl; und (6) synthetische 15 harz und 30 Teilen mikrokristallinen Wachses mit

Wachse, welche durch Polymerisieren von Kohlen- einem Schmelzpunkt von 82° C beschickt. Wenn die

monoxyd und Wasserstoff hergestellt werden, bei- obigen Komponenten geschmolzen sind, wird das

tpielsweise Fischer-Tropsch-Wachs. Rühren begonnen, und man setzt 7 Teile Polyäthylen

Zusätzlich zu den oben beschriebenen Komponenten mit einer Dichte von 0,9i' und einem Schmelzindex von

können die heißschmelzenden Klebemassen verschie- 20 11 sowie anschließend 28 Teile eines Äthylen-Vinyl-

dene wahlweise Zusätze enthalten, um für besondere, acetat-Copolymerisats mit einem Vinylacetatgehalt

endgültige Anwendungen bestimmte Eigenschaften von 25 Gewichtsprozent und einem Schmelzindex von

der Massen zu modifizieren. So zählen zu wahlweisen 2,0 hinzu. Das Erhitzen und Rühren wird fortgesetzt,

Zusätzen, welche in die erfindungsgemäßen Heiß- bis man eine klare, homogene Masse erhalten hat.

Schmelzmassen einverleibt werden können, Antioxy- as Das sich ergebende homogene Schmelzkleberge-

dationsmittel oder Stabilisatoren wie hochmolekulare, misch besitzt eine Schmelzviskosität von 21 500 Centi-

blockierte Phenole einschließlich beispielsweise poise (cps) bei 177°C, bestimmt in einem Brookfield-

1,3,5 - Trimethyl - 2,4,6 - tris - (3,5 - di - tert. - butyl- Viscometer unter Verwendung einer Spindel Nr. 6 bei

4 - hydroxybenzol)benzol; 4,4'- Thio - bis - (6 - tert.- 20 U/min.

butyl-o-kresol); und Di-n-octadecyl-S^-di-tert.-butyl- 3° Um die Anwendbarkeit der oben bereiteten Heiß-

4-hydroxy-benzylphosphonat; Pigmente wie Titan- schmelze beim Buchbinden zu demonstrieren, wird sie

dioxyd; und Füllstoffe wie Talkum, Ton und der- den folgenden Tests unterworfen:

gleichen. Flexibilität bei niedriger Temperatur — Das ge-

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Klebstoff- schmolzene Gemisch wird mittels eines Auftragungsmassen erfolgt durch Schmelzen des klebrigen Harzes 35 gerätes auf eine mit Polytetrafluoräthylen überzogene ur4 Verdünnungsmittels in einem mit Dampf- oder Stahlplatte gegossen, wobei sich ein Film mit einer ölmantel umgebenen Mischkessel, vorzugsweise in Trockenfilmdicke von 0,51 mm ergibt. Nach dem Abeinem ummantelten Hochleistungsmischer des Typs kühlen wird die Filmprobe von der Platte abgezogen Baker Perkins oder Day, welcher mit Vorrichtungen und in Testproben von 1,27 χ 5,1 cm geschnitten, für mechanisches Bewegen ausgestattet ist. Das 40 Eine solche Probe wird dann in eine temperaturge-Schmelzen der letzteren Komponenten wird bei Tem- steuerte Kohlendioxydkammer für 10 Minuten eingeperaturen von etwa 121 bis 177°C durchgeführt. Die bracht, woraufhin sie sofort in einem Winkel von 30° genauen Temperaturen sind natürlich von den Schmelz- gebogen wird. Wenn die Probe nicht bricht, wird eine punkten des besonderen, klebrigen Harzes und des zweite, identische Probe in die Kammer bei einer Verdünnungsmittels abhängig, welche verwendet wer- 45 niedrigeren Temperatur eingebracht und das Biegen den. Wenn die beiden Komponenten geschmolzen sind, wiederholt. Die Temperatur, bei welcher die Probe werden das Polyäthylen und das Äthylencopolymere gegebenenfalls bricht, wird so als ihr »Niedertempehinzugesetzt, und zwar unter hinreichendem Bewegen, ratur-Flexibilitätswert« angesehen. Wenn der letztere um ein Verklumpen zu vermeiden. Stabilisatoren und Wert abnimmt, so entspricht dies daher einem Anandere wahlweise Bestandteile können ebenfalls jetzt 50 steigen der Flexibilität und Stabilität, welche erwartet zugesetzt werden. Das Mischen und Erhitzen wird werden kann, wenn man diese Filme und die damit gefortgesetzt, bis man eine glatte, homogene Masse er- bundenen Bücher Niedertemperaturbedingungen aushält; danach wird dann der sich ergebende, heiß- setzt.

schmelzende Klebstoff in geschmolzener 1 orm aus dem Zugfestigkeit — Diese Eigenschaft wird an Filmen

Kessel abgezogen. Der Klebstoff kann sofort ver- 55 bestii iint, welche aus Schmelzen gemäß Testmethode A

wendet werden. Man kann ihn aber auch in Strang- der ASTM-Vorschrift D 882-56 T gegossen worden

form extrudieren oder in Stückchenform, Stäbe, sind, wobei man einen Instron Tensile Tester verwen-

Zylinder oder Barren umwandeln, je nach der Aus- det; die letzteren Filme wurden gemäß der Methode

rüstung, welche zum Aufbringen des Klebstoffes bereitet, welche oben unter »Flexibilität bei niedriger

während des Buchbindens nachfolgend verwendet 60 Temperatur« dargelegt ist.

wird. Man kann aber auch den Klebstoff in Kühl- Die Filme besitzen einen Niedertemperatur-Flexibi-

pfannen einführen und für späteren Gebrauch in litätswert von —12 bis —9°C und eine Zugfestigkeit

Blockform halten oder man kann den Klebstoff granu- von 74,2 kg/cm²,

lieren oder in Würfelform bringen. Beim Auftragen der geschmolzenen Schmelzkleber-

Die erfind'Ingsgemäßen Klebstoffgemische werden 65 gemische auf die gehefteten Kanten zusammenge-

typischerweise bei Temperaturen von etwa 149 bis drückter Signaturen wird ein haftender Film rasch

204⁰C und einer entsprechenden Schmelzviskosität gebildet, welcher beim Härten oder Abkühlen eine

von etwa 5000 bis 40 000 Centipoise aufgebracht. ausgezeichnete Rückenbindung erzeugt.

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Die beschriebenen Eigenschaften dieser Schmelzkleber zeigen so deren Brauchbarkeit beim Buchbinden.

Beispiel 2

Um den hohen Grad an Dauerhärtung zu demonstrieren, den die erfindungsgemäßen Schmelzkleber zeigen und dadurch ihre Anwendbarkeit für Buchbinderzwecke verdeutlichen, bei denen das Runden ein kritisches Merkmal ist, wird jede der nachstehend beschriebenen Gemische einem Test unterworfen, in welchem das Gemisch mittels eines Auftragungsgerätes auf eine mit Polytetrafluoräthylen überzogene Stahlplatte gegossen wird, wodurch ein Film mit einer Trockendicke von 0,51 mm erhalten wird. Nach dem Abkühlen wird der Film von der Platte abgezogen und in Testproben der Ausmaße 1,27 · 5,1 cm zerschnitten. Jede Probe wird dann auf etwa 500% ihrer ursprünglichen Länge gestreckt und nach dem Strecken entspannt und 24 Stunden liegen gelassen. Die Probe wird dann gemessen, um das Ausmaß zu bestimmen, bis zu welchem sie zu ihrer ursprünglichen Länge zurückgefunden hat.

Das Binden gerundeter Bücher mit hartem Einband erfordert die Verwendung von heißschmelzenden Klebstoffen, welche ein geringes elastisches Gedächtnis und einen niederprozentigen Rückbildungswert zeigen, d. h., es ist für einen solchen Gebrauch ein Rückbildungswert von etwa 25 bis 55 % bevorzugt.

Die folgenden Schmelzklebergemische werden wie im Beispiel 1 hergestellt. Die Schmelzviskositätswerte bei 177⁰C — bestimmt durch ein Brookfield-Viskosimeter unter Verwendung einer Spindel Nr. 6 bei 20 U/min —, die Niedertemperatur-Fiexibilität und die Zugfestigkeit — bestimmt wie die im Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsgänge — wurden gemessen, um jede der Klebstoffgemische im Hinblick auf ihre Eignung zur Verwendung beim Buchbinden zu charakterisieren.

(Vergleichsgemisch)

Gemisch A

Äthylen-Äthylacrylat-Copclymerisat mit einem Gehalt an 30 Gewichtsprozent Äthylacrylat und einem Schmelzindex von 2.5

Pentaerythritester von hydriertem Holzharz (Kugel und Ring S. P. 105⁰C)

Mikrokristallines Wachs, Schmelzpunkt 82°C

Gemisch B

Äthylen-Äthylacrylat-Copolymerisat mit einem Gehalt an 30 Gewichtsprozent Äthylacrylat und mit einem Schmelzindex von 2,5

Pentaerythritester von hydrierten Holzharz (Kugel und Ring S. P. 105° C)

Mikrokristallines Wachs, Schmelzpunkt 82°C

Polyäthylen mit einer Dichte von 0,938 und einem Schmelzindex von 8,0

Gemisch C

Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisat mit einem Gehalt an 18 Gewichtsprozent Vinylacetat und mit einem Schmelzindex von 2,5

Pentaerythritester von hydriertem Naturharz (Kugel und Ring S. P. 105°C) . 35

Mikrokristallines Wachs, Schmelzpunkt 82⁰C

30

Polyäthylen mit einer Dichte von 0,938 und einem Schmelzindex von 8,0

Die folgende Tabelle stellt die Testergebnisse zusammen, einschließlich der prozentualen Rückbildungswerte, welche mit Filmen der oben beschriebenen Schmelzkleber erzielt werden.

Tabelle

Schmelzviskosität (cps)

177⁰C

Niedertemperatur-Flexibilität

Zugfestigkeit (kg/cm²)
prozentuale Rückbildung

Gemisch B

11000

-18 bis

-15°C

46,8

61%

12 000

-18 bis

-15°C

46,1

55%

17 500

-21 bis

-18°C

66,8

30%

Die obigen Daten demonstrieren klar die Auswirkung auf den prozentualen Rückbildungswert, weichet sich aus der Anwesenheit bzw. dem Mangel an Polyäthylen in den Schmelzklebergemischen ergibt. So hat das Vergleichsgemisch »A«, in dem kein Polyäthylen anwesend ist, einen unerwünscht hohen prozentualen Rückbildungswert, während die erfindungsgemäßen Gemische »B« und »C«, die Polyäthylen enthalten, bemerkenswert niedrigere prozentuale Rückbildungswerte zeigen.

Beispiel 3

Dieses Beispiel veranschaulicht die Bereitung einei Anzahl von erfindungsgemäßen Schmelzklebergemischen, die unterschiedliche Komponenten in variierenden Mengenanteilen enthalten.

Die Herstellung erfolgt wie im Beispiel 1. Dk Schmelzviskositätswerte, die Niedertemperatur-Flexibilität, die Zugfestigkeit und die prozentualen Rückbildungswerte sind wie oben beschrieber gemesser worden.

Gemisch A

Teile

Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisat mit einem Gehalt an 25 Gewichtsprozent Vinylacetat und einem Schmelzindex

von'2,0 28

Mikrokristallines Wachs, Schmelzpunkt

82°C 30

Alpha-Pinenpolymeres (Kugel und Ring

S. P. 115°C) 35

Polyäthylen mit einer Dichte von 0,938 und

einem Schmelzindex von 8,0 7

1,3,5-Trimethyl-2,4,6-tris-(3,5-di-tert.-

butyl-4-hydroxybenzyl)-benzol 0,1

Das Gemisch besitzt die folgenden Eigenschaften

Schmelzviskosität 18 000 cps

Niedertemperatur-Fiexibilität -18bis-15°C

Zugfestigkeit 65,7 kg/cm²

Prozentuale Rückbildung. 25 %

Gemisch B

Die Rezeptur ist die gleiche wie bei Gemisch A mit der Ausnahme, daß das klebrige Polyterpcnharz durch ein aliphatisches Kohlenwasserstoffharz ersetzt ist, welches einen Erweichungspunkt von 100⁰C besitzt. Dieses Gemisch besitzt die folgenden Eigenschaften:

Schmelzviskosität 10 875 cps

Niedertemperatur-Flexibilität -1,1 bis +1,7⁰C

Zugfestigkeit 42,9 kg/cm²

Prozentuale Rückbildung 28%

Gemisch C ^Tei'e

Copolymerisat aus Gemisch A Mikrokristallines Wachs, Schmelzpunkt 82°C

Paraffinwachs, Schmelzpunkt 66⁰C Pentaerythritester von Naturharz Polyäthylen mit einer Dichte von 0,95 und einem Schmelzindex von 11,0

Das Gemisch besitzt die folgenden Eigenschaften:

Schmelzviskosität 17 250 cps

Niedertemperatur-Flexib^:-

lität -12 bis -9⁰C

Zugfestigkeit 84,4 kg/cm²

Prozentuale Rückbildung 35%

Gemisch D Teile

Äthylen- Vinylacetat-Copolymerisat mit einem Gehalt an 25 Gewichtsprozent Vinylacetat und einem Schmelzindex von 6,0

Mikrokristallines Wachs, Schmelzpunkt 82°C

Aliphatisches Erdölkohlenwasserstoffharz mit einem Erweichungspunkt von 100° C

Polyäthylen mit einer Dichte von 0,92 und einem Schmelzindex von 2,0

Das Gemisch besitzt die folgenden Eigenschaften:

Schmelzviskosität 16 000 cps

Niedertemperatur-Flexibilität -4 bis -1°C

Zugfestigkeit 59,8 kg/cm²

Prozentuale Rückbildung 33 %

0,95 und einen Schmelzindex von 11,0 besitzt. Das Gemisch besitzt die folgenden Eigenschaften:

Schmelzviskosität 24 750 cps

Niedertemperatur-Flexibilität + 1,7 bis 4,4°C

Zugfestigkeit 61,2 kg/cm²

Prozentuale Rückbildung 25%

ίο Gemisch G

Die Rezeptur entspricht der Masse F mit der Ausnahme, daß das Äthylen-Copolymerisat ersetzt wird durch ein Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisat mit einem Gehalt an 28 Gewichtsprozent Vinylacetat und einem Schmelzindex von 6,0. Es werden folgende Eigenschaften erhalten:

Schmelzviskosität 12 750 cps

Niedertemperatur-Flexibilität -1.1 bis +1,7⁰C

Zugfestigkeit 48,5 kg/cm²

Prozentuale Rückbildung 25%

as Beim Aufbringen jeder der oben beschriebenen Schmelzklebergemische auf die gehefteten Kanten zusammengedrückter Signaturen bildet sich rasch ein Haftfilm, welcher beim Härten eine ausgezeichnete Rückenbindung ergibt. Die Signaturen werden dann zum Erzielen eines gerundeten Rückens deformiert, und die oben beschriebenen Schmelzklebergemische werden vor der Aufbringung von grobem Drillich erneut auf den Rücken aufgetragen. In allen Fällen erzielt man ausgezeichnete Ergebnisse.

Beispiel 4

Dieses Beispiel veranschaulicht die kritische Veränderung der in einer typischen erfindungsgemäßen Klebemasse gezeigten Eigenschaften, wenn ein Polyäthylenfett für das erforderliche Polyäthylen eingesetzt wird, welches eine Dichte von 0,91 bis 0,96 und einen Schmelzindex von 1 bis 200 besitzt. Die Herstellung erfolgt wie in Beispiel 1.

Gemisch E

Teile Gemisch A

Teile

Copolymerisat aus Gemisch A Klebriges Harz der Masse D Mikrokristallines Wachs, Schmelzpunkt 82°C

Polyäthylen mit einer Dichte von 0,938 und einem Schmelzindex von 8,0

Das Gemisch weist die folgenden Eigenschaften auf:

Schmelzviskosität 12 750 cps

Niedertemperatur-Flexibilität -4 bis -I⁰C

Zugfestigkeit 63,3 kg/cm²

Prozentuale Rückbildung 28 %

Gemisch F

Die Rezeptur entspricht dem Gemisch A mit der Ausnahme, daß das verwendete Polyäthylen durch ein Polyäthylen ersetzt wird, welches eine Dichte von Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisat mit
einem Gehalt an 28 Gewichtsprozent
Vinylacetat und einem Schmelzindex

von 5,0 28

Mikrokristallines Wachs, Schmelzpunkt

82^CC 30

Pentaerythritester von Naturharz 35

Polyäthylen mit einer Dichte von 0,938 und
einem Schmelzindex von 8,0 10

Gemisch B

Diese Rezeptur ist mit der des Gemischs A identisc mit der Ausnahme, daß das hier verwendete, höhe molekulare Polyäthylen durch ein Polyäthylenfett ei setzt wird, welches ein Molekulargewicht von ni 2000 und eine Schmelzviskosität von 200 Centipois bei 140⁰C besitzt.
Die Gemische haben die folgenden Eigenschaftei

Schmelzviskosität (cps) 177°C
Niedertemperatur-Flexibilität

Zugfestigkeit (kg/cm²) ...
Prozentuale Rückbildung

Gemisch A I B

15 000 -17,8

bis

-15⁰C 77,3 45%

4 250 -15 bis

-12°C 70,3 60%

Es ist also klar ersichtlich, daß die Verwendung eines Polyäthylenfettes als Polyäthylenkomponente zu Klebstoffen führt, welche durch einen übermäßig niedrigen Schmelzviskositätswert gekennzeichnet sind und deren prozentualer Rückbildungswert andererseits unerwünscht gesteigert ist.

Beispiel 5

Gemisch A

Äthylen-lsobutylacrylat-Copolymerisatmit einem Gehalt an 15 Gewichtsprozent tso-

butylacrylat 24

Paraffinwachs, Schmelzpunkt 66° C 30

Pentaerythritester von Naturharz 41

Polyäthylen mit einer Dichte von 0,95 und einem Schmelzindex von 11,0 5

Gemisch B

Äthylen-Butylacrylat-Copolymerisat mit einem Gehalt an 30 Gewichtsprozent

Butylacrylat 38

Paraffinwachs, Schmelzpunkt 66° C 20

Pentaerythritester von Naturharz 35

Polyäthylen mit einer Dichte von 0,95 und einem Schmelzindex von 11,0 7

Dieses Beispiel veranschaulicht die Bereitung von ao Beim Aufbringen der oben beschriebenen Heißzwei zusätzlichen Variationen von Schmelzkleberge- Schmelzmassen auf die gehefteten Kanten zusammenmischen. Die Gemische werden wie in Beispiel 1 gedrückter Signaturen werden Filme gebildet, die beim hergestellt. Härten ausgezeichnete Buchrückenbindungen erzeugen.

Claims

1 2 CUSA.-Patentschrtft 3 448 178) enthalten dagegen kein Patenvansprüche: Polyäthylen uind weisen ebenfalls die erwähnten Nachteile auf.

1. Scbmelzklebergemisch zum Binden von Weil daher die kritische, gerundete Konfiguration Büchern, auf der Basis eines Copolymerisate des S nicht in jedem Falle geschaffen wird, liegt es auf der Äthylens mit Comonomeren aus der Gruppe Vinyl- Hand, daß die handelsüblichen Schmelzkleber zur acetat und den Alkylestern der Acrylsäure, einem Verwendung beim Binden gerundeter Bücher mit Polyolefin mit einem Schmelzindex in einem Be- hartem Einband nicht anwendbar sind. Es soll daher reich von 1 bis 200, sowie einem die Schmelz- eine Klebstoffmasse geschaffen werden, weiche eine viskosität herabsetzenden Mittel, dadurch ge- ίο ausgezeichnete Klebefestigkeit und einen hohen Grad kennzeichnet, daß das Gemisch aus a) 20 an Standfestigkeit zeigt, was den Klebstoff befähigt, bis 40 Gewichtsprozent eines Copolymerisats des beim Binden von Büchern mit hartem Einband wirk-Äthylens mit mindestens einem Comonomeren sam verwendet werden zu können. Ferner soll der aus der Gruppe Vinylacetat und den Alkylestern Klebstoff mittels Aufbringungsvorrichtungen aufgeder Acrylsäure mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen in 15 tragen werden können, welche in der Buchbinderei der Alkylgruppe und einem Äthylengehalt von 70 herkömmlich sind und in den gegenwärtig in der Indubis 85 Gewichtsprozent, b) 15 bis 45 Gewichtspro- strie verfügbaren Vorschmelzeinrichtungen gehandzent mindestens eines klebrigen Harzes, c) 5 bis habt werden können.

15 Gewichtsprozent Polyäthylen mit einer Dichte Gegenstand der Erfindung ist ein Schmelzkleber-