Kartusche, beinhaltend einen reaktiven Schmelzklebstoff, sowie Verfahren zur Verwendung der Kartusche

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Kartusche (1), beinhaltend einen reaktiven Schmelzklebstoff. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Kartusche (1) eine wasserdichte Umverpackung aufweist. Weiterhin betriff die Erfindung ein Verfahren zur Verwendung einer erfindungsgemäßen Kartusche (1), beinhaltend die folgenden Verfahrensschritte:
a) Erhitzen (101) einer mit einem reaktiven Schmelzklebstoff befüllten Kartusche (1) in einer wasserdichten, insbesondere wasserdampfdichten, Umhüllung (4) in einem Wasserbad,

b) Entfernen (102) der Umhüllung (4) und des Verschlusses der Kartusche (1),
c) Einsetzten (103) der Kartusche (1) in eine Kartuschenpistole (6), und
d) Applikation (104) des reaktiven Schmelzklebstoffs.

Beschreibung

Technisches Gebiet

[0001] Die Erfindung betrifft eine Kartusche, beinhaltend einen reaktiven Schmelzklebstoff, sowie ein Verfahren zur Verwendung der Kartusche. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Verwendung der Kartusche.

Stand der Technik

[0002] Reaktive Schmelzklebstoffe, auch abgekürzt RHM (=reactive hot melt) genannt, sind bekannt. Dies sind lösungsmittelfreie und bei Raumtemperatur nahezu feste Stoffe. Sie bestehen meist aus Isocyanat-terminierten Polyurethan-Prepolymeren, die durch Umsetzung geeigneter Polyole mit einem Überschuss an Diisocyanaten hergestellt werden.

[0003] Die Einsatzgebiete von reaktiven Schmelzklebstoffen sind vielfältig, jedoch hauptsächlich in der Industrie zu finden. Typische Anwendungen finden sich beispielsweise im Automobilbau, in der Textilindustrie, in der Verpackungsmittelindustrie, sowie in der Möbelindustrie.

[0004] Zum Verkleben zweier Flächen wird der reaktive Schmelzklebstoff im heißen Zustand auf die Klebeflächen aufgetragen. Er baut unmittelbar nach seiner Applikation durch Abkühlen eine hohe Anfangshaftfestigkeit auf. Seine Endeigenschaften, insbesondere Wärmestandfestigkeit und Beständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen, erhält der reaktive Schmelzklebstoff durch eine chemische Reaktion, die zu einer allmählich ablaufenden Aushärtung führt, indem Isocyanatgruppen mit der Luftfeuchtigkeit reagieren. Reaktive Schmelzklebstoffe kombinieren die Vorteile von schnell abbindenden Schmelzklebstoffen mit denen von chemisch vernetzenden Klebstoffen. Sie härten also schnell aus und ihre Klebeverbindung kann durch einfaches Erhitzen nicht wieder gelöst werden.

[0005] Die starke Reaktivität des Schmelzklebstoffs mit Wasser, also zum Beispiel Luftfeuchtigkeit, ist bei der Lagerung und Verpackung der Schmelzklebstoffe nachteilig. Die reaktiven Schmelzklebstoffe müssen bei der Lagerung und vor oder während der Verarbeitung vor Feuchtigkeit geschützt werden, da die reaktiven Isocyanatgruppen des Schmelzklebstoffs sonst mit der Luftfeuchtigkeit reagieren und der Schmelzklebstoff danach nicht mehr aufgeschmolzen werden kann, also unbrauchbar ist. Dies bedeutet sowohl einen hohen Kosten- als auch Materialaufwand bei der Verpackung der Schmelzklebstoffe.

[0006] Bekannte Verpackungen, die sowohl flüssiges Wasser als auch Luftfeuchtigkeit ausschließen, sind zum Beispiel luft- und wasserdichte Kartuschen aus Aluminium oder Kunststoffen. Diesbezüglich wird auf die internationale Offenlegungsschrift WO 2006/051118 A1 verwiesen.

[0007] Ein weiterer Nachteil der Verarbeitung dieser Klebstoffe ist das notwendige Erhitzen beziehungsweise Schmelzen vor dem Gebrauch. Der Schmelzpunkt liegt abhängig von der Stoffzusammensetzung üblicherweise bei bis zu 100°C. Wird im folgenden Text von einem Erhitzen des Klebstoffs geschrieben, so ist ein Aufheizen des Schmelzklebstoffs auf die Applikationstemperatur kurz über dem Schmelzpunkt gemeint, da bereits hier die gewünschten Eigenschaften des Schmelzklebstoffs, also ausreichend geringe Viskosität zum leichten Applizieren, auftreten.

[0008] Zum Aufheizen werden spezielle Verarbeitungsgeräte eingesetzt, die den Klebstoff sowohl Erhitzen als auch Verarbeiten können. Diese Spezialgeräte sind jedoch aufwendig und kostenintensiv.

[0009] Diese Probleme - hoher Verpackungsaufwand zum Schutz vor Feuchtigkeit und aufwendige Verarbeitung mit kostenintensiven Geräten - machen eine Nutzung durch private Verbraucher, beziehungsweise die Verwendung im nicht industriellen Sektor, nahezu unmöglich, beziehungsweise unrentabel.

[0010] Bisherige Ansätze zur vereinfachten Verarbeitung von Schmelzklebstoffen sind nicht bekannt.

Darstellung der Erfindung

[0011] Es ist daher Aufgabe der Erfindung eine Möglichkeit zu finden, reaktive Schmelzklebstoffe auch für private Nutzer einfach und kostengünstig einsetzen zu können.

[0012] Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand untergeordneter Ansprüche.

Wege zur Ausführung der Erfindung

[0013] Der Erfinder hat erkannt, dass das Hauptproblem bei der Verarbeitung von reaktiven Schmelzklebstoffen das aufwendige Erhitzen mit einem teuren Spezialgerät ist und mit Hilfe einer neuartigen Verpackung des Schmelzklebstoffes und einer alternativen Methode zum Erhitzen dieses Problem jedoch umgangen werden kann.

[0014] Die neuartige Verpackung setzt sich dabei aus einer Kartusche aus Metall oder Kunststoff und einer Umhüllung zusammen. Dabei ist es notwendig, dass diese Umhüllung sowohl wasser- als auch wasserdampfdicht ist, um eine trockene Lagerung bis zur endgültigen Applikation des reaktiven Schmelzklebstoffs, auch und vor allem während des Erhitzens, zu gewährleisten.

[0015] In diesem Sinne kann der in einer Kartusche befindliche und durch die Umhüllung geschützte reaktive Schmelzklebstoff einfach in einem Wasserbad erhitzt werden. Die Umhüllung kann beispielsweise ein beschichteter Aluminiumbeutel, eine Folie oder eine Kunststoff-Metall-Laminat sein. Dabei ist es gut, wenn der Schmelzpunkt, beziehungsweise die ideale Applikationstemperatur des Klebstoffes nicht über 100°C liegt.

[0016] Diese alternative "Schmelzvorrichtung", gegebenenfalls ein Herd mit einem Topf zur Erhitzung von Wasser, ist einfach zu beschaffen und sicher in jedem Haushalt vorhanden, so dass die Einsetzbarkeit des Schmelzklebstoffes stark vereinfacht wird.

[0017] Nach dem Erhitzen des Schmelzklebstoffes und dem Herausnehmen aus dem Wasserbad kann die Umhüllung entfernt werden und die Kartusche in eine handelsübliche Kartuschenpistole eingesetzt werden, so dass die Verarbeitung des reaktiven Schmelzklebstoffs beginnen kann. Durch die Verwendung von handelsüblichen Kartuschenpistolen können bei der Verwendung weiterhin Kosten eingespart werden.

[0018] Entsprechend diesem Grundgedanken schlägt der Erfinder vor, eine Kartusche, beinhaltend einen reaktiven Schmelzklebstoff, dahingehend zu verbessern, dass die Kartusche eine gegen flüssiges Wasser dichte, insbesondere gegen Wasserdampf dichte, Umhüllung aufweist.

[0019] Besonders günstig für die erfindungsgemäße Kartusche ist es, wenn die Umhüllung aus einem hitzebeständigen Material besteht, so dass diese problemlos zusammen mit der Kartusche erhitzt werden kann.

[0020] Vorzugsweise handelt es sich hierbei um eine Metallfolie, insbesondere um eine Aluminiumfolie, weiterhin vorzugsweise um eine beschichtete Aluminiumfolie, wobei diese vorteilhafterweise mit Polyethylen beschichtet ist. Hierbei erfüllt auch eine Kombination aus einem Kunststoff und Aluminium in Form einer Mehrschichtenlaminatfolie die erforderlichen Bedingungen.

[0021] Vorzugsweise besteht die Umhüllung aus einer Kunststoff-Aluminium-Laminatfolie.

[0022] Metall, insbesondere Aluminium, eignet sich hierbei besonders gut als Verpackungsmaterial, d.h. Material für die Umhüllung und/oder Kartusche, da es eine hohe Wärmeleitfähigkeit besitzt und somit ein schnelles Erhitzen ermöglicht, aber auch rasch wieder abkühlt, so dass es vom Benutzer gefahrlos mit bloßen Händen angefasst werden kann.

[0023] In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der wasser-, insbesondere wasserdampfdichten, Umhüllung um einen Beutel.

[0024] Eine besonders bevorzugte Ausführungsform sieht jedoch eine Umhüllung vor, welche sich an die Konturen der Kartusche anschmiegt. Hierbei kann es sich beispielsweise auch um eine Schrumpffolie handeln, die beim Erwärmen zusammenschrumpft und sich dadurch der Oberfläche der Kartusche anpasst. Allerdings kann bei dieser Variante weiterhin ein Evakuieren der Umhüllung vorteilhaft sein. Allgemein begünstigt ein direkter und großflächiger Kontakt der Umhüllung zur Kartusche einen schnellen Wärmetransport des umgebenden Mediums.

[0025] Der reaktive Schmelzklebstoff weist vorzugsweise mindestens ein Isocyanat-terminiertes Polyurethan-Prepolymer, welches durch Umsetzung geeigneter Polyole mit einem Überschuss an Diisocyanaten hergestellt wird, auf. Als Polyole kommen insbesondere Polyesterpolyole in Frage. Besonders bevorzugt sind bei Raumtemperatur feste Polyesterpolyole. Der reaktive Schmelzklebstoff weist vorzugsweise einen Schmelzpunkt zwischen 80 und 100 °C auf.

[0026] Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, wenn zum Erhitzen der Kartusche ein anderes Medium als Wasser verwendet wird, zum Beispiel Öl oder Lösungsmittel. Da sich die Erfindung jedoch im Wesentlichen auf die Anwendung eines reaktiven Schmelzklebstoffs im privaten Bereich bezieht, wird aus Kostengründen Leitungswasser bevorzugt.

[0027] Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Umhüllung eine Aufreissvorrichtung zum leichten Öffnen aufweist. Es ist günstig, wenn das Entfernen der Umhüllung schnell geschehen kann, so dass nicht zu viel Zeit bis zur Verarbeitung des Schmelzklebstoffs verloren geht und dieser wieder abkühlt, da durch die notwendige hohe Temperatur zum Verarbeiten die Verarbeitungszeit sowieso begrenzt ist. Dazu eignet sich beispielsweise ein Aufreissband oder eine Einkerbung in der Umhüllung, wie sie zum Teil auch bei Lebensmittelverpackungen eingesetzt werden.

[0028] Zum weiteren Schutz vor Feuchtigkeit, falls die Umhüllung beschädigt sein sollte und Flüssigkeit eintritt, ist es vorteilhaft, wenn die Kartusche zusätzlich einen Verschluss aufweist, beispielsweise einen Schraubverschluss oder ein Stopfen.

[0029] Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Verwendung einer Kartusche, beinhaltend die folgenden Verfahrensschritte:

a) Erhitzen einer mit einem reaktiven Schmelzklebstoff befüllten Kartusche in einer wasserdichten, insbesondere wasserdampfdichten, Umhüllung in einem Wasserbad;

b) Entfernen der wasserdichten, insbesondere wasserdampfdichten, Umhüllung der Kartusche und des Verschlusses;

c) Einsetzen der Kartusche in eine Kartuschenpistole; und

d) Applikation des reaktiven Schmelzklebstoffs.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0030] Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles mit Hilfe der Figuren näher beschrieben, wobei darauf hingewiesen wird, dass nur die für das unmittelbare Verständnis der Erfindung wesentlichen Elemente gezeigt sind. Gleiche Elemente sind in den verschiedenen Figuren mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Weiterhin handelt es sich bei den hier gezeigten Figuren um rein schematische Darstellungen.

[0031] Es zeigen im Einzelnen:

FIG. 1: Kartusche in einer wasserdichten Umhüllung in einem Wasserbad;

FIG. 2: Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.

[0032] Die Figur 1 zeigt eine Kartusche 1, die zum Erhitzen des in ihr befindlichen Schmelzklebstoffes in ein Wasserbad 2 in einem Behälter 3 eingebracht ist, wobei der Behälter 3, zum Beispiel ein Kochtopf, beispielsweise auf einer Kochplatte 5 steht. Zum Schutz des feuchtigkeitsempfindlichen reaktiven Schmelzklebstoffes befindet sich die Kartusche 1 in einer wasser- und wasserdampfdichten Umhüllung 4. Diese Umhüllung 4 besteht beispielsweise aus Aluminium, da dieses Material besonders gute Wärmetransporteigenschaften besitzt und hitzebeständig ist. Zum schnelleren Wärmetransport vom ungebenden Wasser 2 liegt die Umhüllung 4 an den Konturen der Kartusche 1 an. Ein typischer Schmelzvorgang dauert dabei circa 10 Minuten, wobei es günstig ist, wenn die optimale Applikationstemperatur des Schmelzklebstoffes nicht über 100°C liegt.

[0033] Um den reaktiven Schmelzklebstoff noch zusätzlich vor Feuchtigkeit zu schützen, kann die Kartusche 1 - hier nicht sichtbar - auch noch separat verschlossen werden, beispielsweise durch einen Stopfen oder einen Schraubverschluss am Kartuschenkopf.

[0034] Die Figur 2 zeigt ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Verwendung einer Kartusche 1 mit einem reaktiven Schmelzklebstoff. Zuerst wird die Kartusche 1, welche sich in einer wasserdichten Umhüllung befindet, in einem Wasserbad erhitzt - Schritt 101. Danach wird die Kartusche 1 aus dem Wasserbad entnommen und die Umhüllung entfernt - Schritt 102. Falls der Kartuschenkopf zusätzlich noch mit einem separaten Verschluss gesichert ist, sollte dieser selbstverständlich auch entfernt werden. Als nächstes kann die Kartusche in eine normale Kartuschenpistole 6, beispielsweise eine Skelettpistole, eingesetzt werden - Schritt 103, mit der anschließend die Verarbeitung des Klebstoffs erfolgt - Schritt 104.

[0035] Durch die einfache Methode zum Erhitzen und die Verwendung von handelsüblichen Kartuschen kann der Schmelzklebstoff somit effektiv und kostengünstig auch von Privatpersonen genutzt werden.

[0036] Es versteht sich, dass die vorstehend genannten Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Bezugszeichenliste

[0037] 

1

Kartusche

2

Wasser

3

Behälter

4

Umhüllung

5

Kochplatte

6

Kartuschenpistole

7

Verschluss

101

Erhitzen des Schmelzklebstoffs

102

Entfernen der Umhüllung

103

Einsetzen der Kartusche in eine Kartuschenpistole

104

Applikation des Schmelzklebstoffs

Ansprüche

1. Kartusche (1), beinhaltend einen reaktiven Schmelzklebstoff,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kartusche (1) eine gegen flüssiges Wasser dichte, insbesondere gegen Wasserdampf dichte, Umhüllung (4) aufweist.

2. Kartusche (1) gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Umhüllung (4) aus einem hitzebeständigen Material besteht.

3. Kartusche (1) gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Umhüllung (4) aus einer Metallfolie, insbesondere einer Aluminiumfolie, vorzugsweise einer beschichteten Aluminiumfolie, vorzugsweise einer mit Polyethylen beschichteten Aluminiumfolie, besteht.

4. Kartusche (1) gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Umhüllung (4) aus einer Kunststofffolie besteht.

5. Kartusche (1) gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Umhüllung (4) aus einer Kunststoff-Aluminium-Laminatfolie besteht.

6. Kartusche (1) gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,dass
die Umhüllung (4) ein Beutel ist.

7. Kartusche (1) gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 und 5,
dadurch gekennzeichnet,dass
die Umhüllung (4) derart gestaltet ist, dass sie sich an die Kontur der Kartusche (1) anschmiegt.

8. Kartusche (1) gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Umhüllung (4) eine Aufreissvorrichtung zum Öffnen aufweist.

9. Kartusche (1) gemäß dem voranstehenden Patentanspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Aufreissvorrichtung ein integriertes Aufreissband aufweist.

10. Kartusche (1) gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 8 und 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Aufreissvorrichtung eine Einkerbung in der Umhüllung aufweist.

11. Kartusche (1) gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kartusche (1) einen Verschluss aufweist.

12. Verfahren zur Verwendung einer Kartusche (1) gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche 1 bis 11, beinhaltend die folgenden Verfahrensschritte:

a) Erhitzen (101) einer mit einem reaktiven Schmelzklebstoff befüllten Kartusche (1) in einer wasserdichten, insbesondere wasserdampfdichten, Umhüllung (4) in einem Wasserbad,

b) Entfernen (102) der Umhüllung (4) und des Verschlusses der Kartusche (1),

c) Einsetzten (103) der Kartusche (1) in eine Kartuschenpistole (6), und

d) Applikation (104) des reaktiven Schmelzklebstoffs.

Zeichnung