USE OF COPOLYESTERS AS A HOT-MELT ADHESIVE

Abstract: 1. The use of copolyesters of a) 15 to 85 mol-% of terephtalic acid, b) 10 to 60 mol-% of hexahydroterephthalic acid c) 5 to 25 mol-% of dodecane-dicarboxylic acid, and d) 60 to 100 mol-% of butanediol-(1,4), e) 0 to 40 mol-% of alphatic and/or cycloaliphatic diols of 2 to 12 carbon atoms, as hot-melt adhesives for glueing-on edging materials, the copolymers having a glass transition temperature (Tg )<0 degrees C, a recrystallization temperature (TK* ) in the range from 75 to 125 degrees C and a crystallinity, espressed as the maximum damping decrement (LAMBDA), in the range from 0.5 to 1.2.

Description: Verwendung von Copolyestern als Schmelzkleber Seit Jahren werden Schmelzkleber aus unterschiedlichen Rohstoffen zum Anbringen von Kantenmaterial an Holzplatten eingesetzt. An diese Schmelzkleber werden vielseitige Anforderungen gestellt, da das Kantenmaterial aus sehr verschiedenen Rohstoffen, wie thermoplastischen oder duroplastischen Kunststoffen, Holzfurnier o. hergestellt wird und auf der anderen Seite an die Verkleber hohe mechanische und thermische Anforderungen gestellt werden. Die Verwendung von amorphen wie auch teilkristallinen Copolyestern als Schmelzkleber ist bekannt. So werden beispielsweise Polyester mit einem Schmelzpunkt von 160 bis 220 OC beschrieben, die aus Terephthalsäure, gegebenenfalls Isophthalsäure, und einem oder mehreren Diolen mit 2 bis 10 C-Atomen aufgebaut sind (DE-PSS 19 12 117 und 11 03 489). Derartige Copolyester haben jedoch den Nachteil, dass sie relativ hohe Schmelzpunkte aufweisen, so dass sie bei Temperaturen von 200 bis 240 OC aufgetragen werden müssen und daher als Schmelzkleber für wärmeempfindliche Materialien ungeeignet sind. Ein weiterer Nachteil sind die relativ hohe Kristallinität und der hohe Glasumwandlungsbereich. Die Verklebungen weisen aus dem zuletztgenannten Grund bei Temperaturen unter 20 OC eine zu starke Sprödigkeit auf; wegen des hohen kristallinen Anteils ist ihre Klebfestigkeit zu gering. Durch Erhöhung des Anteils einer zweiten Dicarbonsäure neben Terephthalsäure können Copolyester mit tieferen Schmelzpunkten und geringerem Kristallisationsgrad hergestellt werden. Bekannte Copolyester mit Schmelzpunkten unter 130 OC zeigen bei der Verwendung als Schmelz kleber eine zu geringe Wärmestandfestigkeit, d. h. die Verklebungen lösen sich bereits bei Temperaturen oberhalb 60 00. Die Schmelzkleber sind ausserdem in der Regel so schwach kristallin, dass sie in vielen Fällen ihre Oberflächenklebrigkeit erst nach Tagen oder überhaupt nicht verlieren (DE-OSS 19 20 432 und 24 35 863). Die in US-PS 3 515 628, Tabelle 1, aufgeführten Copolyester weisen entweder zu hohe Glasumwandlungsbereiche oder zu hohe bzw. zu geringe Kristallinität auf, um als Schmelzkleber für den genannten Verwendungszweck eingesetzt werden zu können. Aufgabe der Erfindung war es, Copolyester zu finden, die als Schmelzkleber für den vorgesehenen Verwendungszweck geeignete Eigenschaften aufweisen und welche die Nachteile des Standes der Technik vermeiden. Diese Aufgabe konnte durch die Verwendung von Oopoly- estern hergestellt aus a) 15 - 85 Mol-%, vorzugsweise 40 - 70 Mol-, Terephthalsäure -b) 10 - 60 Mol-*, vorzugsweise 20 - 40 Mol-, Hexahydroterephthalsäure c) 5 - 25 Mol-, vorzugsweise 10 - 20 Mol-, Dodecandicarbonsäure sowie d) 60 - 100 Mol-, vorzugsweise 100 Mol-, Butandiol-(1.4) e) O - 40 Mol- aliphatischen und/oder cyclo aliphatischen Diolen mit 2 bis 12 C-Atomen als Schmelzkleber zur Kantenverleimung gelöst werden, wobei die Copolyester einen Glasumwandlungsbereich (T ) = CO C g eine Rekristallisationstemperatur (TK*) im Bereich 0 von 75 bis 125 0 und eine Kristallinität - ausgedrückt durch das maximale Dämpfungsdekrement (-W) im Bereich von 0,5 bis 1,2 aufweisen. Die Hexahydroterephthalsäure kann als niederer Dialkylester oder als freie Säure eingesetzt werden. Ein cis/trans-Isomerenverhältnis von 70 : 30 ist bevorzugt. Die Diolkomponente besteht vorzugsweise ausschliesslich aus Butandiol-(1.4); gegebenenfalls können jedoch bis zu 40 Mol-% des Butandiol-(1.4) durch aliphatische und/oder cycloaliphatische Diole mit 2 bis 12 C-Atomen in der Kohlenstoffkette ersetzt werden. Als aliphatische Diole können z. B. Ethylenglykol, Propandiol-(1.2), Propandiol-(1.3), Neopentylglykol, Hexandiol-(1.6) oder Dodecandiol-(1.2) eingesetzt werden. Cycloaliphatische Diole sind beispielsweise die Dihydroxymethylcyclohexane oder Bis-(hydroxymethyl) tricyclo±5.2. 1.026Jdecan. Die Herstellung der Copolyester erfolgt analog der Poly (butylenterephthalat)-Herstellung, wie sie beispielswei- se in Sorensen und Campbell, Preparatixe Hethods of Polymer Chemistry, Interscience, NZ 1961, S. 111 bis 127 und im Kunststoffhandbuch, Band 8 (Polyester), C. Hanser Verlag München 1973, 5. 697 bzw. in Journal of Polymer Science, Part Al, 4, 1851 bis 1859 (1966), beschrieben ist. Werden freie Säuren bei der Herstellung eingesetzt, kann die Veresterung sowohl vor der Umesterung eventuell eingesetzter Dialkylester als auch während oder nach der Umesterung erfolgen. Die Copolyester weisen Viskositätszahlen von 50 bis 80 cm3/g, vorzugsweise 60 bis 70 cm3/g; eine Kristallinität - ausgedrückt durch das maximale Dämpfungsdekre meint von 0,5 bis 1,2, vorzugsweise von 0,7 bis 1,0; sowie eine Rekristallisationstemperatur (bk*) im Bereich 0 0 von 75 bis 125 C, vorzugsweise von 90 bis 110 C, auf. Der Schmelzbereich der Polyester beträgt etwa 130 bis 160 OC, und der Glasumwandlungsbereich liegt bei < 0 C, vorzugsweise bei -20 bis -2 00. Die Copolyester können Zusatzstoffe, wie Pigmente, Mattierungsmittel, Verarbeitungshilfsmittel, Füllstoffe sowie übliche Thermo- und W-Stabilisatoren enthalten. Die Schmelzkleber, die erfindungsgemäss als Kantenleime verwendet werden, können durch Aufschmelzen der Copolyester und Einarbeiten der Füllstoffe und eventuell anderer Zusatzstoffe hergestellt werden. -Die Kantenverleimung erfolgt in der Regel auf Kantenanleimmaschinen. Dabei wird der Kantenleim aus der Schmelze entweder auf die Kante der Platte oder auf das Kantenmaterial aufgetragen und durch anschliessendes Verpressen eine Verklebung erreicht. Eine Variante der Verklebetechnik besteht darin, mit einem erfindungsgemässen Schmelzkleber vorbeschichtetes Kantenmaterial unter Wärmeeinwirkung auf die Kante zu pressen. Im Vergleich zu Produkten des Standes der Technik weisen die als Schmelzkleber eingesetzten erfindungsgemässen Copolyester eine bessere Flexibilität in der Kälte auf, obwohl gleichzeitig auch die Wärmebeständigkeit verbessert werden konnte. Diese Eigenschaftkombination ist nach den bisherigen Kenntnissen für derartige Schmelzkleber unerwartet. Zur Charakterisierung der Copolyester dienen folgende Kenndaten: Die Viskositätszahl J wurde an Lösungen von 0.23 g Copolyester in 100 ml Phenol/1.1.2.2-Tetrachlorethan (Gewichtsverhältnis 60 : 40) bei 25 C bestimmt. Als Schmelzpunkt (Tm) wurde das Schmelzmaximum der Differential-Scanning-Kalorimetrie (DSA; Abkühl- bzw. Aufheizgeschwindigkeit: 16 OC/min) angegeben. Als Rekristallisationstemperatur (TK*) wurde das Rekristallisationsmaximum der DSC-Kurve angegeben, wobei die Probe von 250 OC ab mit 16 OC/min abgekühlt wurde. Als Glasumwandlungsbereich (T ) wurde das Temperaturinter g vall in der DSC-Kurve angegeben, das sich als Differenz der Schnittpunkte der im - durch die Änderung der spezifischen Wärme verursachten - Wendepunkt angelegten Tangente mit den extrapolierten Geraden ober- und unterhalb dieses Bereiches ergibt. Auch bei dieser Messung wurde die bei 250 oO aufgeschmolzene Probe mit 16 C/min abgekühlt. Als Mass für den Kristallisationsgrad wurde das maximale Dämpfungsdekr±'mentbei der Glastemperatur der Torsions schwingungsanalyse (f = 1 Hz) angegeben. (Je niedriger¯¯ ist, desto höher ist der Kristallisationsgrad). Für die Prüfung der Wärmestandfestigkeit der mit den erfindungsgemässen Schmelzklebern durchgeführten Verklebungen wurde der Wärmestandversuch zur Prüfung von Schmelzklebestoffen für die Kantenverleimung (WPS 68, Adhäsion Heft 1, 1969) zugrundegelegt. A. XHerstellung der Copolyester Beispiel 1 In einem 100 1-Kessel werden 23.3 kg Dimethylterephthalat, 12 kg Dimethylhexahydroterephthalat, 4.55 kg Dodecandi- säure, 32 kg Butandiol-(1.4) und 12 g Titantetraisopropylat bei 150 OC aufgeschmolzen und bei 190 OC im Stickstoffstrom unter Rühren um- bzw. verestert, bis die theoretische Menge an Methanol und H20 abgespalten ist. Danach wird innerhalb einer Stunde die Reaktionstemperatur auf 250 C erhöht und innerhalb einer weiteren Stunde ein Vakuum von zu 1 mbar angelegt. Unter diesen Bedingungen wird die Schmelze zwei Stunden polykondensiert. Das Va- kuum wird mit Stickstoff aufgehoben. Anschliessend wird der Copolyester ausgefahren, gekühlt und granuliert. Die Kenndaten dieses und der folgenden Copolyester sind in Tabelle 1 zusammengestellt. Die Zusammensetzung des Copolyesters war: Terephthalsäure/Hexahydroterephthalsäure/Dodecandisäure// Butandiol-(1 .4) = 60/30/10//100 Mol-. Beispiele 2 - 5 In Analogie zur Herstellung des Copolyesters aus Beispiel 1 wurden 4 weitere Copolyester mit folgender Zusammensetzung des Endproduktes hergestellt: Beispiel 2: Terephthalsäure/Hexahydroterephthalsäure/ Dodecandisäure//Butandiol-( 1.4) = 60/20/20// 100 Mol- Beispiel 3: Terephthalsäure/Hexahydroterephthalsäure/ Dodecandisäure//Butandiol-(1.4)/Hexandiol-(1.6) = 70/20/10//90/10 Mol-o Beispiel 4: Terephthalsäure/Hexahydroterephthalsäure/ Dodecandisäure//Butandiol-(1 .4) = 55/35/10// ;00 Mol Beispiel 5: Terephthalsäure/Hexahydroterephthalsäure/ Dodecandisäure//Butandiol-(1.4)/Dodecandiol- (1.12) = 65/20/15// 90/10 Mol Tabelle 1 EMI7.1 <tb> Beispiel <SEP> J <SEP> T <SEP> Tx* <SEP> T <tb> <SEP> 3 <SEP> m <SEP> g <SEP> <tb> <SEP> [cm /g] <SEP> [ C] <SEP> [ C] <SEP> [ C] <SEP> <tb> <SEP> 1 <SEP> 75 <SEP> 155 <SEP> 110 <SEP> -14/ <SEP> -2 <SEP> 0.8 <tb> <SEP> 2 <SEP> 68 <SEP> 145 <SEP> 103 <SEP> -18/-10 <SEP> 0.8 <tb> <SEP> 3 <SEP> 70 <SEP> 155 <SEP> 100 <SEP> -15/ <SEP> -6 <SEP> 0.9 <tb> <SEP> 4 <SEP> 72 <SEP> 142 <SEP> 96 <SEP> -10/ <SEP> -2 <SEP> 0.7 <tb> <SEP> 66 <SEP> 141 <SEP> 91 <SEP> -17/ <SEP> -8 <SEP> 1.1 <tb> B. Prüfung der Wärmestandfestigkeit Bei den erfindungsgemässen Schmelzklebern wurden folgende Wärmestandfestigkeiten erzielt: Tabelle 2 EMI8.1 <tb> Beispiel <SEP> Wärmestandfestigkeit <tb> <SEP> (WPS <SEP> 68) <tb> <SEP> 1 <SEP> 140 <SEP> - <SEP> 145 <SEP> C <SEP> <tb> <SEP> 2 <SEP> 135 <SEP> - <SEP> 140 <SEP> C <SEP> <tb> <SEP> 3 <SEP> 145 <SEP> - <SEP> 155 <SEP> 0C <SEP> <tb> <SEP> 4 <SEP> 135 <SEP> - <SEP> 140 <SEP> Oc <SEP> <tb> <SEP> 5 <SEP> 135 <SEP> - <SEP> 140 <SEP> 0C <SEP> <tb> Die Copolyester der Beispiele 1 bis 5 zeigen bei Temperaturen im Bereich von 0 bis 70 OC gute Haftung an üblichen Kantenmaterialien, wie z.B. Schichtstoffkanten auf Polyester-, Melamin bzw. Melamin-Phenol-Basis, PVC und unterschiedlichen Holzlaminaten.

Claims: Patentansprüche: 1. Verwendung von Copiyestern hergestellt aus a) 15 - 85 Mol- Terephthalsäure b) 10 - 60 Mol- Hexahydroterephthalsäure c) 5 - 25 Mol- Dodecandiearbonsäure sowie d) 60 - 100 Mol-* Butandiol-(1.4) e) O - 40 Mol- aliphatischen und/oder cycloaliphatischen Diolen mit 2 bis 12 C-Atomen als Schmelzkleber zur Kantenverleimung, wobei die Copolyester einen Glasumwandlungsbereich (T ) = < 0 OC g eine Rekristallisationstemperatur (TK*) im Bereich.von 75 bis 125 OC und eine Kristallinität - ausgedrückt durch das maximale Dämpfungsdekrement (val) im Bereich von 0,5 bis 1,2 aufweisen. 2. Verwendung von Copolyestern gemäss Anspruch 1, die in der Säurekomponente hergestellt sind aus a) 40 - 70 Mol-* Terephthalsäure b) 20 - 40 Mol- HexahydrDterephthalsäure c) 10 - 20 Mol-% Dodecandicarbonsäure.

Inventors: BURZIN, KLAUS, DR., HORLBECK, GERNOT, DR.
Applicants: CHEMISCHE WERKE HULS AG
Application year: 1981
Main classification: C09J3
IPC codes: C08G63, C09J167