CN113928909B - 用于制造胶带板卷的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于制造板卷的方法、由该方法获得的胶带,以及胶带的用途。
Description
发明内容
本发明涉及用于制造胶带板卷的方法。
背景技术
胶带通常通过如下方式来制造:展开载体材料的宽的卷(通常在1000mm至2000mm之间),然后在一侧或两侧上用胶粘剂进行装配。这种大卷被称为母亲卷或巨型卷(Jumbo)。
为了在双面胶带的情况下防止压敏胶粘剂相互接触,或者在单面胶带的情况下为了防止压敏胶粘剂粘附到载体上,在卷绕之前,将胶带施加到覆盖材料(也称为隔离(剥离)材料)上,该覆盖材料与胶带一起卷绕。这样的覆盖材料以剥离衬垫或衬垫的名称为本领域技术人员已知。
衬垫(剥离纸、剥离膜)不是胶带的组成部分,而仅仅是其制造、存储或通过模切(冲压)进行进一步加工的辅助物。另外,与胶带载体不同,衬垫没有牢固地附接到胶粘剂层。
在进行任何其他加工步骤(例如干燥)之后,将配备有胶粘剂的载体材料(称为胶带幅材)与衬垫一起卷绕成阿基米德螺旋形式的母卷。为了切割,将母卷展开(解卷),将覆盖有衬垫的胶带幅材送入相应的切割装置,在其中将胶带幅材切割成单独的胶带,然后通常将其在由纸板或塑料制成的芯上同样卷绕成阿基米德螺旋的形式。与母卷的宽度相比,在这种情况下产生的窄的胶带卷被称为板卷(Tellerrollen)。
切割也可在制造后直接进行,即,无需将包括衬垫的胶带卷卷绕并再次展开。
此外,胶带也通过直接从巨型卷或母卷上挖取(abgestochen)胶带卷来制造。
也可在没有衬垫的情况下切割胶带幅材,并且在切割过程之后以适当的宽度将衬垫施加到敞开的胶粘剂侧。
这些板卷的标准宽度为9、19、25或32mm,标准长度(运行长度)为25m。
压敏胶粘剂或非胶粘的涂料通常以100%体系的形式从溶液或水中施加到相关的载体幅材上。
用于涂覆高粘度的水性(含水)层的常规的涂覆单元尤其是具有涂覆喷嘴的设备或刮刀计量系统或具有逗式刮刀或刮刀的涂覆杆。在低粘度介质的情况下,可使用网纹辊涂布机、幕式涂覆或喷嘴涂覆。用于100%体系的常规的涂覆单元是辊或喷嘴涂覆单元。
在D.Satas的Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology,1999,Kapitel,,Coating Equipment“,第896页中概述了在胶带制造中已知的涂覆技术的详细描述。
在基于溶剂的体系的情况下,需要进行干燥以除去溶剂。利用当今的干燥技术,由于通常较短的干燥时间,涂层中会残留大量的残留溶剂和/或残留单体。
水性和基于溶剂的涂层的干燥通常在具有下游干燥通道的涂覆体系中进行,借助该干燥通道可从涂层中除去溶剂或水。除去的溶剂可被再生或进行后燃烧。
干燥程度可通过针对性地设定干燥通道的温度来影响。受控的干燥最终是获得完美涂层图像和尽可能不含水、溶剂或挥发成分的涂层的品质的先决条件。用于基于溶剂或基于水的涂层的常规的干燥系统设计有约6至12个干燥区,其中干燥区的长度为约1至3米。
优选地,对流干燥器作为干燥系统。例如,通道干燥器或悬挂式干燥器用作对流干燥器。用于经涂覆的材料幅材的悬挂式干燥机是具有干燥室的系统,其中为进行干燥将将经涂覆的材料幅材放在大的悬挂环中,这些悬挂环向下悬挂在移动的支撑杆上,该支撑杆优选地由金属制成,借助于环形输送机、特别是链式输送机,将其缓慢地输送通过干燥室。干燥在中等空气速度(风速)和适度的干燥条件下进行。根据涂层的厚度,干燥时间需要在几分钟到十分钟之间。悬挂式干燥机在此分为数个干燥区,其中可设定不同的温度。
干燥速度通常是干燥温度和空气速度的函数,只要使它均匀地分布在待干燥的材料上即可。
悬挂式干燥机是已知的,其中在干燥机通过其移动的支撑杆(在该支撑杆的上方将材料幅悬挂在环上)的运动路径上方设置有用于供给干燥空气的固定喷嘴,通过该固定喷嘴干燥空气交替进入间隙并且对准直接位于支撑杆上的材料幅的区域。为了进行干燥空气的供给,在固定喷嘴的上方设置有沿干燥器的纵向上延伸的两个供给通道。
在另一种已知的其中将干燥空气引入环中的悬挂式干燥机中,每个挂环的每一个环支腿至少分配有一个喷嘴,该喷嘴相对于相关的材料幅环成锐角倾斜,即被设置成倾斜。选择喷嘴的布置,使得能够将干燥空气基本上在支撑杆的区域内或在其下方直接引导到材料幅上。
从DE 24 27 355 A1和DE 16 29 026已知悬挂式干燥机的其他变型。
在D.Satas的Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology,1999,Kapitel,,Drying“,第937页中详细地描述了常规的干燥工艺和干燥技术、特别是用于压敏胶粘剂的干燥工艺和干燥技术。
即使在当今的制造过程中可大大减少残留溶剂和/或残留单体的含量,但仍有一定量的残留在胶粘剂中。
载体材料还倾向于使挥发性化合物脱气。
形成的成品胶带的这种固有的气味(在技术术语中称为气味)越来越不受欢迎。
这种气味污染对许多工业和非工业应用都是破坏性的,因为客户通常希望或更喜欢无味的胶粘剂和胶带。如今,这主要影响机动车行业,但是其他行业分支也更加重视闻不到气味的事实。
另外,出于可理解和明显的原因,越来越需要不存在或尽可能少地存在对环境有害和对健康有害的物质;特别是REACH法规中列为SVHC的物质(高度关注物质)、在欧盟指令2011/65/EU(RoHS)中被视为关键物质的挥发性有机化合物(VOC;olatile organiccompounds)。
这尤其适用于用于制造电缆束的胶带,因为它们在车辆的乘员室内外都被大量使用。胶带用于在安装之前或在处于已组装好的状态下捆扎大量导线,例如以通过捆扎带减少导线束的空间需求,并且另外地实现保护功能,例如防止机械应力和/或热应力。
胶带的常见形式包括膜或纺织载体,其通常在一侧上涂覆有压敏胶粘剂。
用于电缆包裹的胶带的测试和分类在机动车工业中根据广泛的标准完成,例如,作为Daimler、Audi、BMW和Volkswagen公司的联合标准的LV 312-1“Schutzsysteme fürin Kraftfahrzeugen,/>Prüfrichtlinie”(10/2009),或Ford规范ES-XU5T-1A303-aa(修订版09/2009)“Harness Tape Performance Specification”。下面,这些标准分别以缩写形式称为LV 312和Ford规范。
基于规定的测试结构和测试方法测定胶带的噪声抑制、耐磨性以及温度稳定性,如在LV 312中全面描述的。
除了一系列要求,例如化学相容性、高粘合力、与放置在胶带上的变化基材的相容性之外,在机动车工业中,还必须穿过电缆束、波纹管和分支可靠地粘合不平的、不规则的表面。另外,在制造、安装和随后使用期间在机动车的发动机舱内还会产生弯曲和拉伸应力,或者在打开门时,车身会承受恒定的弯曲应力。
由于胶带的端部在理想的情况下粘贴在自己的背面上,因此必须对这种基底具有良好的瞬时粘合力(粘性),以使胶带在开始时不会翘边(翘起,Abflaggen)。为了长期地确保无翘边的产品,在基底上的锚固和胶粘剂的内部强度必须如此之强,使得胶粘连接还能够承受应力(拉伸应力和弯曲应力)。
当缠绕电缆组时,将胶带从根本不交叠到完全交叠地围绕电缆粘合,所述电缆通常具有较小的半径,使得胶带非常强烈地弯曲。在缠绕部分的末端,胶带通常主要在自己的背面上缠绕,使得交叠程度几乎是完全的,类似于通常的作为胶带卷的存在形式,其中胶粘剂也被粘合在自己的背面上。当翘边时,例如由于载体的抗弯刚度和缠绕张力而产生静态力,这可导致打开的胶带端部以不希望的方式形成,类似于开始自动展开。因此,耐翘边性是胶粘剂承受该静态力的能力。
翘边在围绕主体缠绕的胶带的情况下应理解为是指胶带端部突出的趋势。原因是由胶粘剂引起的保持力、载体的刚性和电缆组的直径的综合作用。
线束(Wire Harnessing,WH)-电缆缠绕带的耐翘边性的证明通过TFT方法(阈值翘起时间)来进行。在此,远超过1000分钟TFT的极限值、优选地超过2000分钟TFT的极限值被定义为完美无翘边的织造织品产品的目标参数。
替代方法是SWAT方法,如下所述。
发明内容
本发明的目的在于优化已知的用于制造板卷形式的胶带的方法,使得显著降低成品胶带卷的不希望的副作用例如气味或VOC,而不损害诸如对基底的粘合力、翘边或展开力的其他性质。
该目的通过根据本发明的方法来实现。从属权利要求涉及本发明的有利发展。此外,根据本发明制造的胶带的特殊用途在本发明构思的范围内。
在根据本发明的用于制造板卷的方法,提供处于室温下的胶带母卷,其中母卷由以阿基米德螺旋形式卷绕的幅材组成,其中该幅材包括至少在一侧上施加有胶粘剂层的载体材料。
将母卷展开(解卷)成幅材,将幅材引导到温度处理装置中,在该装置中将幅材加热到至少80℃至145℃的温度。将该幅材在80℃和145℃之间的温度下保持至少一分钟的时间段。然后将幅材引出温度处理装置。
任选地,将幅材再次卷绕成母卷。
在本发明的意义上,室温被理解为是指在15和23℃之间的温度。
最后,将幅材直接切割并卷绕成板卷,或者将母卷第二次展开,其中然后将幅材切割并卷绕成板卷。
在根据本发明的方法的一种变型中,在穿过温度处理装置之后将幅材再次卷绕成母卷,并且从母胶带卷的端部依次切下板卷。板卷的切断也称为分开。
两个任选存在的胶粘剂层中的至少一个可用衬垫覆盖。
根据本发明,幅材在温度处理装置中暴露于预定温度的时间段为至少一分钟。该时间跨度优选地包括两分钟、更优选地四分钟。
如果时间段也由上限、优选地最长达十分钟、更优选地最长达五分钟,则被证明在经济上是特别有利的。
幅材被引导通过温度处理装置的幅材速度通常在10m/分钟至75m/分钟之间。
温度处理装置内的温度范围优选地在至少80℃和145℃之间,更优选地在90℃和130℃之间。
温度处理装置优选地是对流干燥器,例如通道干燥器或悬挂式干燥器。
通过本领域技术人员已知的常规涂覆方法制造开始本发明的方法的母卷,其中将胶粘剂部分地或在整个表面上施加到载体上。在此,可使用例如钢丝刮刀(Meyer棒)、涂布棒、逗式刮刀、具有V型或圆形轮廓的刮刀、光滑辊或网纹辊涂布器、喷嘴涂布、双室刮刀或多级喷嘴将溶解在合适的溶剂中或作为100%-体系(无溶剂)的压敏胶粘剂涂覆上载体膜或剥离膜上,然后可在干燥通道或烤箱中除去溶剂。
原则上,所有载体材料都适合作为胶带中的载体,优选的是织物载体,特别优选的织物、尤其是聚酯或聚酰胺织物。
原则上,可使用所有已知的织物载体例如针织织品、稀松布、带、编织物、簇绒织物、毛毡、织造织品(包含平纹织、斜纹织和缎纹织)、针织织品(包含经编针织物和其他针织物)或非织造物,其中“非织造物”理解为根据EN29092(1988)的至少片状的织物结构体以及缝编非织造物和类似的体系。
同样可使用采用层压的织造和针织的间隔织品。间隔织品是毡状(垫状)层结构体,其包括纤维非织造物或丝非织造物的覆盖层、底层和在这些层之间的单独的固定纤维或这样的纤维的束,这些纤维分布在所述层结构体的区域(面)上,其针缝通过颗粒层并将所述覆盖层和所述底层彼此连接。
针缝通过颗粒层的固定纤维使覆盖层和底层相互保持一定距离并与所述覆盖层和所述底层连接。
非织造物包括特别地加固的短纤维非织造物、以及丝非织造物、熔喷非织造物和纺粘非织造物,其通常需要另外的加固。用于非织造物的可能的加固方法包括机械加固、热加固和化学加固。如果在机械加固的情况下通常通过将单独的纤维缠结、通过将纤维束相互交织或通过缝合另外的线而将纤维纯机械地保持在一起,则可通过热和通过化学技术获得胶粘性(用粘合剂)或内聚性(无粘合剂)的纤维-纤维结合。在合适的配制物和合适的加工方式下,这些结合可完全地或者至少主要地限制于纤维结点,使得形成稳定的三维网络,同时仍在非织造物中保留相对松散的开口结构。
已证实特别有利的非织造物是特别地通过用单独的线包缝或通过相互交织来加固的那些。
该类的经加固的非织造物例如在来自Karl Mayer(以前称为Malimo)公司的“Malimo”型缝编机上制造,且可从包括Techtex GmbH在内的公司获得。Malivlies的特征在于:交叉铺设的纤维非织造物通过由非织造物的纤维形成网眼(环,针脚)来加固。
所用的载体还可为Kunit或Multiknit型的非织造物。Kunit非织造物的特征在于其由将纵向取向的纤维非织造物加工成片状结构体而得到,其在一面上具有网眼和在另一面上具有线圈底脚(loop feet)或束纤维褶皱(pile fibre fold),但不具有线或预制的片状结构体。该类非织造物也已被制造相对长的时间,例如在来自于Karl Mayer公司的“Malimo”型缝编机上。该非织造物的另一特性特征是,作为纵纤维非织造物,其能够在纵向上吸收高拉力。Multiknit非织造物相对于Kunit非织造物的特性特征是该非织造物通过双面针刺在顶面和底面二者上加固。用于Multiknit的起始产品通常是一个或两个由Kunit方法制造的单面相互交织的束纤维非织造物。在最终产品中,非织造物的两个顶面通过相互交织的纤维成形以形成闭合的表面,并且通过几乎垂直竖立的纤维来彼此连接。另外的可能性是引入另外的可针缝的片状结构体和/或可分散的(可涂抹的)介质。
最后,作为前体的缝编非织造物也适合于形成胶带。缝编非织造物由具有大量彼此平行延伸的缝线的非织造材料形成。这些缝线通过连续的纺织线的缝合或缝编产生。对于该类型的非织造物,已知来自Karl Mayer(以前称为Malimo)公司的“Malimo”型缝编机。
还特别合适的是针刺毡非织造物。在针刺毡非织造物中,通过设有倒钩的缝针将纤维簇制成片状结构体。通过缝针的交替的进入和退出,材料在针杆上被加固,其中单独的纤维相互交织以形成牢固的片状结构体。针缝点的数量和构型(缝针形状、穿透深度、双面针缝)决定纤维结构体的厚度和强度,该纤维结构体通常是轻重量的、可透气的和弹性的。
还特别有利的是在第一步骤中机械预加固的短纤维非织造物或是水动力铺设的湿法铺设非织造物,其中在2重量%和50重量%之间的非织造物纤维是可熔纤维,更特别地在5重量%和40重量%之间的非织造物纤维是可熔纤维。
该类非织造物的特征在于,纤维是湿法铺设的或者,例如,短纤维非织造物通过由非织造物的纤维经由针缝、缝线或空气喷射和/或水喷射处理形成网眼而被预加固。
在第二步骤中,进行热固定,其中该非织造物的强度通过该可熔纤维的熔融或部分熔融而被再次提高。
对于非织造物的使用,机械预加固的非织造物或湿法铺设非织造物的胶粘性加固是特别感兴趣的,其中所述加固可通过添加固体、液体、发泡或糊状形式的粘合剂进行。多种多样的理论存在形式是可能的:例如,将固体粘合剂作为粉末滴入;作为膜或作为网;或以粘合纤维的形式。液体粘合剂可作为在水中或有机溶剂中的溶液或作为分散体来施加。对于胶粘性加固,粘合分散体主要地选择:酚醛树脂或三聚氰胺树脂分散体形式的热固性材料,作为天然或合成橡胶的分散体的弹性体,或通常地热塑性塑料(例如丙烯酸酯、乙酸乙烯酯、聚氨酯、苯乙烯-丁二烯体系、PVC等以及其共聚物)的分散体。通常分散体在此是阴离子或非离子稳定化的,但在特别的情况下阳离子分散体也可为有利的。
粘合剂可以如下方式施加:其是根据现有技术的并且对于其可参照例如涂覆或非织造物技术的标准操作如“Vliesstoffe”(Georg Thieme Verlag,Stuttgart,1982)或"Textiltechnik-Vliesstofferzeugung"(Arbeitgeberkreis Gesamttextil,Eschborn,1996)。
对于已经具有足够的复合强度的机械预加固的幅材,粘合剂的单面喷涂施加适合于产生表面性质方面的针对性变化。
这样的程序不仅节省了其粘合剂的使用,还大大降低了干燥所需的能量。由于不需要挤压辊并且分散体主要保留在非织造物的上部区域中,因此可在很大程度上防止不希望的非织造物的硬化和变硬。
为了足够地胶粘性加固非织造物载体,通常需要添加1%-50%、更特别地3%-20%的数量级的粘合剂,基于纤维非织造物的重量。
粘合剂可早在非织造物的制造期间、机械预加固过程中或在单独的工艺步骤中添加,其可在线或脱机地进行。添加粘合剂之后,必需临时产生用于粘合剂的条件,其中粘合剂变得胶粘并且粘接纤维,这可在例如分散体的干燥期间实现,或通过加热实现,其中通过区域性或部分地施压而存在变体的其它可能性。在合适的粘合剂选择下,粘合剂可在已知的干燥通道中活化,或通过红外辐射、UV辐射、超声、高频辐射等活化。对于随后的最终用途而言,尽管并非绝对必要,但是在非织造物制造过程结束后使粘合剂丧失其粘性是明智的。如下是有利的:作为热处理的结果,挥发性组分(如纤维助剂)被除去,由此得到具有有利的雾化值的非织造物,使得在使用低雾化胶粘剂时,可制造具有特别有利的雾化值的胶带;因此,覆盖物也具有非常低的雾化值。
雾化(参见DIN 75201 A)意指其中在不利条件下低分子量的化合物可从胶带脱气并在冷的部件上凝结的效果。由此,例如可不利地影响通过挡风玻璃的视野。
胶粘性加固的另一特殊形式涉及通过部分溶解或部分溶胀来活化粘合剂。在这种情况下,原则上也可使纤维本身或掺混的特种纤维承担粘合剂的功能。然而,由于这样的溶剂出于环境的原因是令人讨厌的,和/或在其处理方面是成问题的,因此对于大多数聚合物纤维而言,这种方法并不经常使用。
有利地和至少区域性地,载体可具有单面或双面抛光的表面、优选地在各情况下在全部区域上抛光的表面。所述抛光表面可为摩擦轧光的,如在例如EP 1 448 744 A1中详细阐明的。
此外,可通过在辊磨机中压延而压实载体。两个辊优选地以相反的方向和以相同的圆周速度运行,使得载体被压制和压实。
如果在辊的圆周速度方面存在差异,则另外抛光载体。
载体优选地为织造织品。
特别优选的织造织品具有以下构造:
·经纱中的线数为10至60/cm
·纬纱中的线数为10至40/cm
·经纱线具有在40和400分特克斯之间、更特别地在44和330分特克斯之间、非常优选地167分特克斯的纱线重量
·纬纱线具有在40和660分特克斯之间、更特别地在44和400分特克斯之间、非常优选地167分特克斯的纱线重量。
根据本发明的另一有利实施方式,经纱中的线数为40至50/cm、优选地44/cm。
根据本发明的另一有利实施方式,纬纱中的线数为18至22/cm、优选地20/cm。
根据本发明的另一有利实施方式,所述织造织品为织造聚酯织品。另外的可能性是织造聚酰胺织品、织造粘胶织品和/或包含所述材料的织造混纺织品。
优选的载体是形成(相对容易地)可用手撕裂的胶带的那些,对于所描述的最终用途和对于特别优选的作为用于捆扎机动车中的电缆的缠绕(包裹)带加工而言同样特别重要。
由AFERA 4007标准测定的小于10N的横向撕裂强度充当胶带的可手撕性的标准。
仅在所使用的载体具有非常高的基重或厚度的情况下,可手撕性可不存在或受限。然而,在该情况下,可存在穿孔以优化可手撕性。穿孔也可设置在本身可手撕的胶带中,以通过以下进一步改善处理质量:使得胶带在一定长度上被方便地切成预穿孔至适当的长度的部件。
以此方式,可获得高度无绒的(fusselfrei)单独的部分之间的边缘,并且这意味着避免了不希望的磨损。
为了使得用户能够进行特别简单的操作,穿孔与胶带的运行方向成直角对齐和/或以规则的间隔布置。
穿孔可以特别有利的方式不连续地(使用扁平模头或交叉运行的穿孔轮)以及连续地(使用旋转系统如尖刺辊(Stachelwalzen)或冲压辊)制造,任选地使用在切割期间形成对轮的对辊(Vulkollan辊)。
另外的可能性包括被控制成间歇操作的切割技术,例如使用激光、超声或高压水射流等。如果在激光切割或超声切割的情况下一些能量以热的形式引入载体材料中,可使切割区域中的纤维熔融,由此在很大程度上防止破坏性磨损,并且产生锐利轮廓(急剧弯曲)的切割边缘。后一的方法也适合于获得特定的切边几何形状,例如凹形或凸形切割边缘。
进一步优选地,纺织载体、特别地织造织品的厚度为至多300μm、更优选地170至230μm、非常优选地190至210μm。
根据本发明的另一有利实施方式,纺织载体、特别地织造织品具有30至250g/m2、优选地50至200g/m2、进一步优选地60至150g/m2的基重(单位面积的重量)。
用于胶带的载体材料的起始材料更特别地为由合成聚合物制成的(人造)纤维(短纤维或连续的丝),也称作合成纤维,其由聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺、芳纶、聚烯烃、聚丙烯腈或者玻璃制得;由天然聚合物制得的(人造)纤维如纤维素纤维(粘胶纤维、Modal、Lyocell、Cupro、醋酸酯(醋酸纤维素)、三醋酸酯(三醋酸纤维素)、Cellulon),如橡胶纤维,如植物蛋白纤维和/或如动物蛋白纤维;和/或由棉、西沙尔麻(剑麻,sisal)、胡麻(亚麻,flax)、丝、线麻、亚麻线(linen)、椰子或羊毛制成的天然纤维。然而,本发明不限于所述的材料,而是可使用多种其它纤维来制造载体,如对于技术人员在无需付出创造性的情况下所明晰的。
此外,同样合适的是由所述纤维制造的纱。
在织造织品或稀松布的情况下,单独的线可由混纺纱制造,并因此可具有合成和天然的成分。然而,一般来说,经纱线和纬纱线各自由单一的种类形成。
经纱线和/或纬纱线在此可在各自的情况下仅由合成线构成或仅由从天然原料制造的线构成(换言之,由单一种类构成)。
织造织品的纱或线可为丝的形式。出于本发明的目的,丝是指平行的单根线性纤维/丝的束,其也常常在文献中被称为复丝。任选地,该纤维束可通过扭转而被固有地(内在地)加强,并且于是被称为纺织的或扭曲的丝。替代地,纤维束可通过使用压缩空气或水射流的缠结而被内在地加强。在下文中,对于所有这些实施方式,将以一般化的方式仅使用术语“丝”。
所述丝可为纹理化的或光滑的并且可具有点加强或没有加强。
纹理化通常是指将丝持久卷曲的程序。该卷曲产生环,这提高可弹性拉伸性以及耐磨性。
由于出色的老化稳定性以及对于化学品和工作介质如油、汽油、防冻剂等的出色的耐介质性,优选的用于载体的材料包括聚酰胺、更优选地聚酯。此外,聚酯具有以下优点:它导致非常耐磨且温度稳定的载体,这对于捆扎机动车中、例如发动机舱中的电缆的特定用途特别重要。
还适合用于胶带的是由纸、层压体、膜(例如PP、PE、PET、PA、PU)、泡沫体或发泡膜组成的载体材料。
当特定要求需要本发明的这样的改变时,这些非织物片状材料是特别合适的。例如,膜与织物相比通常更薄,并且作为封闭的层的结果,提供另外的保护免于化学品和工作流体如油、汽油、防冻剂等渗透到实际的电缆区域中,并且可通过适当选择构成它们的材料而基本上适应要求。例如,使用聚氨酯或聚烯烃共聚物可制造柔性和弹性载体,使用聚酯和聚酰胺实现良好的耐磨性和温度稳定性。
相对地,泡沫体或发泡膜具有更大的空间填充量和良好隔音的品质(例如,在车辆中的管状或隧道状区域中铺设电缆束的情况下,适当厚度和隔音的包护带可从一开始就防止破坏性的拍打和振动)。
优选织物载体和至少施加到所述织物载体的一侧的膜或聚合物层的层压体。另外可将膜和/或聚合物层施加在织物载体的顶侧和底侧上。
施加可通过层压或挤出进行。
在优选的变体中,非织造物在其底侧上设有膜,其在另一侧上装配有压敏胶粘剂。
适合作为膜材料或聚合物材料的是膜如PP、PE、聚酯、PA、PU或PVC。膜本身继而可由多个单独的层如例如共挤出以形成膜的层组成。
优选聚烯烃,但也包括乙烯和极性单体如苯乙烯、乙酸乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯或丙烯酸的共聚物。它可为均聚物如HDPE、LDPE、MDPE或者乙烯与另外的烯烃如丙烯、丁烯、己烯或辛烯的共聚物(例如LLDPE、VLDPE)。还合适的是聚丙烯(例如聚丙烯均聚物、无规聚丙烯共聚物或聚丙烯嵌段共聚物)。
膜优选地具有12μm至100μm、更优选地28至50μm、更特别地35μm的厚度。
膜可为有色的和/或透明的。
为了由所述载体制造胶带,可使用任何已知的胶粘剂体系。除了基于天然或合成橡胶的胶粘剂之外,特别地可使用硅酮胶粘剂以及聚丙烯酸酯胶粘剂。
施加至载体材料的胶粘剂优选地为压敏胶粘剂,换言之,即使在相对弱的施加压力下也允许持久粘合至几乎所有基底并且在使用后可基本上无残留地再次与基底分离的胶粘剂。压敏胶粘剂在室温下具有永久压敏胶粘性效果,换言之具有足够低的粘度和高粘性,从而即使以低的施加压力也润湿相应的粘合基底的表面。胶粘剂的可粘合性得自其胶粘性性质,并且可再分离性得自其内聚性性质。
压敏胶粘剂可被视为具有弹性组分的极高粘度的液体。因此,压敏胶粘剂具有特定的特征性的粘弹性性质,其导致永久的固有粘性和胶粘性。
压敏胶粘剂的特征是,当它们机械变形时,存在粘性流动过程并且还存在弹性回弹力的形成。这两种过程在其相应的比例方面彼此具有特定关系,不仅取决于相应压敏胶粘剂的精确组成、结构和交联度,还取决于形变的速率和持续时间以及取决于温度。
成比例的(一定比例的)粘性流动对于实现粘附性是必要的。仅由具有相对高的活动性的大分子产生的粘性组分允许有效润湿待进行粘合的基底以及有效流动到待进行粘合的基底上。高粘稠的流动组分导致高的压敏胶粘性(也称为粘性或表面粘性)并且因此常常也导致高的粘合力。高度交联的体系、结晶聚合物或具有玻璃状固化的聚合物缺乏可流动组分,因此通常没有压敏胶粘性或至少仅具有微小的压敏胶粘性。
成比例的(一定比例的)弹性回弹力对于实现内聚性是必要的。它们例如由链非常长的具有高卷绕度的大分子以及由物理或化学交联的大分子产生,并且它们允许传递作用于胶粘粘合上的力。它们使得胶粘连接能够在足够的程度上承受作用在其上的长期载荷(例如,以长期剪切载荷的形式)相对长的时间内。
已经显示出自身为特别合适的一种胶粘剂是低分子量的丙烯酸酯热熔体压敏胶粘剂,其由BASF以acResin UV名称销售。这种具有低K值的胶粘剂通过经由辐射化学引发的最终交联操作而获得其实用性质。
另外的特别合适的胶粘剂描述于EP 2 520 627 A1、EP 2 522 705 A1、EP 2 520628 A1、EP 2 695 926 A1和EP 2 520 629 A1中。
特别优选的是干燥的聚合物分散体形式的压敏胶粘剂,其中所述聚合物由以下构成:
(a)95.0-100.0重量%的丙烯酸正丁酯和/或丙烯酸2-乙基己酯
(b)0.0-5.0重量%的具有酸或酸酐官能团的烯属不饱和单体。
所述聚合物优选地由95.0-99.5重量%的丙烯酸正丁酯和/或丙烯酸2-乙基己酯和0.5-5重量%的具有酸或酸酐官能团的烯属不饱和单体组成、更优选地由97.0或98.0至99.0重量%的丙烯酸正丁酯和/或丙烯酸2-乙基己酯和1.0至2.0重量%或3重量%的具有酸或酸酐官能团的烯属不饱和单体组成。
除了所述的丙烯酸酯聚合物之外,以及除了存在的任何残余单体之外,所述压敏胶粘剂可另外地与增粘剂和/或助剂如光稳定剂或老化抑制剂掺混。
特别地,在所述压敏胶粘剂中不存在另外的聚合物如弹性体,这意味着所述压敏胶粘剂的聚合物仅由指定比例的单体(a)和(b)组成。
优选地,丙烯酸正丁酯形成单体(a)。
作为单体(b)有利地考虑例如丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸、富马酸和/或马来酸酐。
优选的是式I的(甲基)丙烯酸,
其中R3=H或CH3;优选任选地使用丙烯酸或甲基丙烯酸的混合物。特别优选丙烯酸。
根据一个特别优选的变型,所述聚合物的组成如下:
(a)95.0-100.0重量%、优选地95.0-99.5重量%、更优选地98.0-99.0重量%的丙烯酸正丁酯,以及
(b)0.0-5.0重量%、优选地0.5-5.0重量%、更优选地1.0-2.0重量%的丙烯酸。
通过所述组分的乳液聚合方法制备聚合物分散体。该方法的描述可见于例如Peter A.Lovell和Mohamed S.El-Aasser的“Emulsion Polymerization and EmulsionPolymers”(Wiley-VCH 1997–ISBN 0-471-96746-7)中或EP 1 378527B1中。
在聚合期间,不能排除:不是所有的单体都经历反应从而形成聚合物。在此显然的是,残余单体含量应尽可能小。
优选提供包括具有小于或等于1重量%、更特别地小于或等于0.5重量%的残余单体含量(基于干燥的聚合物分散体的质量)的聚合物分散体的胶粘剂。
根据技术人员的一般理解,“增粘树脂”应理解为是指低聚物或聚合物树脂,其与在其它方面相同但不含增粘树脂的压敏胶粘剂相比提高压敏胶粘剂的自粘附性(粘性,固有胶粘性)。
原则上已知使用增粘剂来提高压敏胶粘剂的粘合力。如果胶粘剂与最高达15重量份(对应于<15重量份)或5至15重量份的增粘剂(基于干燥的聚合物分散体的质量)掺混,也产生这种效果。优选添加5至12、更优选地6至10重量份的增粘剂(基于干燥的聚合物分散体的质量)。
原则上所有已知的物质类型均合适作为增粘剂(也称作增粘树脂)。增粘剂为例如烃树脂(例如基于不饱和C5或C9单体的聚合物)、萜烯酚醛树脂、基于原料例如α-或β-蒎烯的多萜烯树脂、芳族树脂例如香豆酮-茚树脂或基于苯乙烯或α-甲基苯乙烯的树脂例如松香及其衍生物(如歧化、二聚或酯化的松香,例如与二醇、甘油或季戊四醇的反应产物),仅举几个例子。优选的树脂为没有可容易氧化的双键的树脂例如萜烯酚醛树脂、芳族树脂和非常优选地通过氢化产生的树脂例如氢化的芳族树脂、氢化的聚环戊二烯树脂、氢化的松香衍生物或氢化的多萜烯树脂。
基于萜烯酚醛和松香酯的树脂是优选的。同样优选的是根据ASTM E28-99(2009)测得的软化点高于80℃的增粘树脂。特别优选的是根据ASTM E28-99(2009)测得的软化点高于90℃的基于萜烯酚醛和松香酯的树脂。树脂有利地以分散体形式使用。它们可以毫无问题地与聚合物分散体细分布地混合。
特别优选其中不将增粘树脂添加到压敏胶粘剂中的变体。
特别是,以下物质不添加到压敏胶粘剂中:
-烃树脂(例如,基于不饱和C5-或C9-单体的聚合物)
-萜烯酚醛树脂
-以例如α-或β-蒎烯等原料为基础的多萜树脂
-芳族树脂,例如香豆酮-茚树脂或基于苯乙烯或α-甲基苯乙烯的树脂,例如松香及其副产物,例如歧化、二聚或酯化的松香,例如与乙二醇、甘油或季戊四醇的反应产物
由于特别适合用作汽车电缆线束的胶带的胶粘剂,鉴于不易起雾并且与PVC和不含PVC的芯线绝缘材料具有出色的相容性,无溶剂丙烯酸热熔组合物是优选的,正如DE 19807 752A1和DE 100 11 788A1中更详细地描述的那样。
适合作为胶粘剂的是基于丙烯酸酯热熔体的胶粘剂,其K值至少为20,尤其是大于30(在每种情况下均以在25℃、在甲苯中的1重量%溶液测量),通过将这种胶粘剂的溶液浓缩成可作为热熔体处理的体系来获得。
浓缩可以在适当装备的釜或挤出机中进行,并且特别是在相关联的脱气的情况下,优选的是脱气挤出机。
这种类型的胶粘剂在DE 43 13 008 C2中提出。在中间步骤中,将溶剂从以这种方式制备的这些丙烯酸酯组合物中完全除去。
K值特别是根据DIN 53 726确定。
此外,其他挥发性成分也被去除。由熔体进行涂布后,这些组合物(或称为胶粘剂)仅具有小部分的挥发性成分。因此可以采用上述专利中要求保护的所有单体/制剂。
组合物的溶液可以包含5-80重量%,特别是30-70重量%的溶剂。
优选使用商售溶剂,特别是低沸点烃,酮,醇和/或酯。
更优选地,使用具有一个或特别是两个或更多个脱气单元的单螺杆,双螺杆或多螺杆挤出机。
在基于丙烯酸酯热熔体的胶粘剂中可以聚合加入苯偶姻衍生物(安息香衍生物),例如苯偶姻丙烯酸酯或苯偶姻甲基丙烯酸酯,丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。这样的苯偶姻衍生物描述于EP 0 578 151 A中。
基于丙烯酸酯热熔体的胶粘剂可以是UV交联的。但是,其他类型的交联也是可能的,例如电子辐射交联。
在另一个优选的实施方案中,自粘组合物使用共聚物,所述共聚物由具有1至25个碳原子的(甲基)丙烯酸及其酯,马来酸,富马酸和/或衣康酸和/或其酯,取代的(甲基)丙烯酰胺,马来酸酐和其他乙烯基化合物,例如乙烯基酯,特别是乙酸乙烯酯,乙烯基醇和/或乙烯基醚得到。
胶粘剂可以选自天然橡胶或合成橡胶,也可以选自天然橡胶和/或合成橡胶的任何掺混物(共混物),其中原则上,该天然橡胶或这些天然橡胶可以从所有可用的品质中获得,例如Crepe,RSS,ADS,TSR或CV类型,取决于所需的纯度和粘度水平,并且该合成橡胶或这些合成橡胶可以选自无规共聚丁苯橡胶(SBR),丁二烯橡胶(BR),合成聚异戊二烯(IR),丁基橡胶(IIR),卤化丁基橡胶(XIIR),丙烯酸酯橡胶(ACM),乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)和聚氨酯和/或其共混物。
粘合剂涂层同样优选由基于合成橡胶的胶粘剂组成,即特别是由至少一种乙烯基芳族嵌段共聚物和至少一种增粘树脂组成的胶粘剂。嵌段共聚物的典型使用浓度在30重量%至70重量%的范围内,特别是在35重量%至55重量%的范围内。
其他聚合物可以是基于纯烃的那些,例如不饱和聚二烯,如天然或合成聚异戊二烯或聚丁二烯,化学上基本饱和的弹性体,例如饱和的乙烯-丙烯共聚物,α烯烃共聚物,聚异丁烯,丁基橡胶,乙丙橡胶以及化学官能化的烃,例如含卤素、含丙烯酸酯或含乙烯基醚的聚烯烃,它们可以取代多达一半的含乙烯基芳族的嵌段共聚物。
与苯乙烯嵌段共聚物的弹性体嵌段相容的增粘树脂用作增粘剂。
通常使用增塑剂,例如液态树脂、增塑剂油或低分子量液态聚合物,例如分子量<1500g/mol(数均)的低分子量聚异丁烯或液态EPDM类型。
作为另外的添加剂,可以将光稳定剂例如紫外线吸收剂,位阻胺,抗臭氧剂,金属减活剂,加工助剂和端嵌段增强树脂添加到所提及的所有类型的胶粘剂中。
可以使用填料,例如二氧化硅,玻璃(磨碎的或以作为实心或空心球体的球的形式),微球,氧化铝,氧化锌,碳酸钙,二氧化钛,炭黑,硅酸盐和白垩,仅举几例,也可以使用色彩颜料和染料以及荧光增白剂。
通常将压敏胶粘剂添加到主和辅抗氧化剂中,以改善其老化稳定性。主抗氧化剂在此与氧和过氧化物自由基反应,后者可在氧气存在下形成,并与之反应生成反应性较低的化合物。例如,辅抗氧化剂可将过氧化氢还原为醇。众所周知,主和辅抗老化剂之间具有协同作用,因此混合物的保护作用通常大于两种单独作用的总和。
此外,为了改善加工性,热塑性弹性体可以优选地以基于总弹性体比例的10至50重量%的重量比例被添加到橡胶中。
在此应以特别相容的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)类型为代表。用于共混的合适的弹性体还有例如EPDM或EPM橡胶,聚异丁烯,丁基橡胶,乙烯乙酸乙烯酯,来自二烯的氢化嵌段共聚物(例如通过对SBR,cSBR,BAN,NBR,SBS,SIS或IR进行氢化,这种聚合物例如被称为SEPS和SEBS)或丙烯酸酯共聚物诸如ACM。
此外,已证明基于苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)的100%体系是合适的。
本发明优选地包括在没有溶剂的情况下加工的基于天然橡胶的压敏胶粘剂。这些胶粘剂也称为热熔压敏胶粘剂或HMPSA。
这种类型的胶粘剂可以在捏合机中以不连续操作方式生产,也可以在根据Farrel连续混合器的原理的单元中以连续操作方式生产,或者也可以在挤出机如单螺杆或双螺杆挤出机或行星辊式挤出机中生产。
Banbury混合器已经成为非常特定类型的密闭式混合器的通用术语。混合器有一个密闭腔,两个装有捏合元件的转子在密闭腔中运行。
与Banbury混合器一样,术语“Farrel连续混合器”(简称FCM)表示一种非常特定类型的混合器,其可以进行剧烈混合。
这两种混合器都指定了一类惯用的混合器这一事实也可以在作者White和Kim撰写的专业书“Thermoplastic and Rubber Compounds”中看到。
这两种类型的混合器都有单独的章节专门介绍(Banbury:第234至245页;“Farrel连续混合器”:第261至263页)其中,关于“Farrel连续混合器”,还额外参考了较早的专利,其中描述了混合器类型(参见第272页,引文[199至202])。
为了本发明的目的,合适的配混单元是那些包含分布式混合元件的单元。分布式混合元件使压敏胶粘剂配制物的混合物中的熔融成分如树脂或聚合物均匀化。在无溶剂的不连续操作中,Banbury混合器、Buss捏合机或Baker-Perkins捏合机特别适合。在连续操作中,可优选使用以共同旋转运行方式的双螺杆挤出机。
生产根据本发明的天然橡胶组合物的特别优选的方法是从DE 198 96 609 A1已知地使用行星辊式挤出机,以及从WO 94/11175A1,WO 95/25774 A1和WO 97/07963 A1已知地使用双螺杆挤出机。
如果所述胶带的阻燃性是所希望的,这可以通过在载体和/或胶粘剂中添加阻燃剂来实现。这些可以是有机溴化合物,在必要时与增效剂(Synergisten)如三氧化二锑一起使用,但是鉴于胶带的无卤素性质,优选单独或与增效剂一起使用红磷、有机磷、无机或膨胀型化合物如多磷酸铵。
基于胶带面积的胶粘剂施加量优选地高达160g/m2,进一步在40至150g/m2之间,进一步优选地在50至130g/m2之间,进一步优选地在80至100g/m2之间。
胶带具有长度尺寸和宽度尺寸。胶带还具有垂直于两个尺寸延伸的厚度,宽度尺寸和长度尺寸比厚度大许多倍。在由胶带的长度和宽度决定的胶带的整个面状区域上,厚度应尽可能相等,最好完全相同。
胶带尤其是条状的。条被理解为是指其长度比宽度大很多倍的物体,并且沿着整个长度的宽度设计成大致、优选地完全保持相同。
根据优选实施方式,由胶带制成的板卷(Tellerrollen)的宽度在9至160mm之间,更优选地在15至38mm之间。
母卷的宽度可以在1000至3000mm之间,优选地在1500至2500mm之间。
通过根据本发明的方法生产的胶带可以有利地例如用作压敏胶带或用作用于绝缘和缠绕电线或电缆的胶带。
此外,其有利地适合于包覆细长的物品,例如特别是机动车辆中的电缆束,其中该胶带能够以螺旋线围绕细长的物品被引导,或者细长的物品能够在轴向上被胶带包裹。
最后,本发明的构思还包括一种细长的物品,其被根据本发明的胶带包裹。细长的物品优选是电缆束。
由于胶带的极好的适用性,它可以在由覆盖物构成的壳体中使用,其中至少在覆盖物的边缘区域中存在自粘式的胶带,该胶带胶粘到覆盖物上,从而使胶带在覆盖物的纵向边缘之一上延伸,更确切地说优选在与覆盖物的宽度相比较窄的边缘区域中延伸。
在EP 1 312 097 A1中公开了这样的物品及其优化的实施方式。在EP 1 300 452A2、DE 102 29 527 A1和WO 2006 108 871 A1中示出了进一步的扩展方式,根据本发明的胶带也非常适合于这些扩展方式。同样,根据本发明的胶带可以以EP 1 367 608 A2中公开的方法使用。
最后,EP 1 315 781 A1和DE 103 29 994 A1描述了胶带的实施方式,这些实施方式对于根据本发明的胶带也是可能的。
在下文中,将参考多个附图更详细地说明通过根据本发明的方法生产的胶带,而并不希望引起任何形式的限制。
描述了胶带在机动车辆中用于包裹电缆束的用途。
附图说明
图1以侧视图示出了胶带,
图2显示了线束的一部分,该线束由一束单独的电缆组成,并用胶带包裹,并且
图3示出了胶带的有利应用,
图4示出了用尺子测量标记的方式,
图5示出了胶带幅材的温度控制。
具体实施方式
在图1中,以横向(横截面)示出了胶带,该胶带由织造织品载体1组成,在该织造织品载体1的一侧上施加了基于丙烯酸酯分散体的自粘涂层2的层。
胶粘剂已沉入载体中20%,这确保了最佳的锚固效果,同时提高了载体的手撕性。
图2示出了线束的一部分,该线束由一束单独的电缆7组成并且被胶带11覆盖。胶带以螺旋运动的方式绕线束引导。
所示的线束部分显示了胶带的两个匝I和II。其他匝将向左延伸,这些在此处未显示。
在另一实施方式中,将根据本发明的两个配备有胶粘剂的带60、70与它们的胶粘剂(优选地,各自为50%)层压在一起,从而获得如图3所示的产品。
图5以非常简化的方式再次示出了根据本发明的方法。胶带如下制备:涂覆载体材料,此外还包括干燥和/或冷却过程(步骤A)。在步骤B中,对退绕的母卷进行了额外的温度处理,结果气味值和tVOC的值降低。最后(步骤C),将载体幅材重新卷绕成母卷,然后切成板卷。可替代地,也可以直接进行将载体幅材进一步加工成板卷的步骤,而无需卷绕的中间步骤。
下面,借助于实施例进一步解释本发明,而不希望由此不必要地限制本发明。
此外,比较例表明,用本发明的方法实际上显著降低了气味和VOC,而对其他性能,例如对基材的粘附力、翘边(Flagging)或展开力(Abrollkraft)没有损害。
测量方法说明
除非另有明确说明,否则测量均在23±1℃和50±5%相对湿度的测试环境下进行。
树脂软化温度
树脂软化温度根据被称为Ring&Ball并按ASTM E28标准化的相关方法进行。
使用SWAT方法测量耐翘边性
在将胶带螺旋缠绕在电缆上之后,使用SWAT测试来检查胶带的翘边行为。
该测试在标准气候(23±1℃和50±5%相对湿度)和40℃的环境下进行。升高的温度模拟了运输过程中更困难的要求。
测试使用19毫米宽的胶带。将其手动在用ETFE(乙烯四氟乙烯)包裹的电缆上卷绕四次(1440°)而无额外压力,该电缆直径为1mm。用剪刀剪裁胶带。
所认为的是,如果不压下胶带末端,则平均长度为5mm的标记(Fahne)仍然存在。
围绕电缆总共产生七个匝。
在标准气候下,用尺子在三天、十天和三十天后测量这些标记。这在图4中示出。绝对翘边值通过从标记的实际测量长度中减去5mm来计算。
因此,在图4中,翘边值是23毫米(28毫米-5毫米)。
作为结果给出的翘边值是七个匝的翘边值的平均值的结果。该测试类似地在常规干燥柜中在40℃下进行。
在下文中,使用指定的SWAT方法在干燥箱中在40℃下评估根据本发明的胶带。
≤2mm的值被认为非常好(1级),从2到5.5mm为好(2级),从5.6到7.5mm为令人满意(3级),从7.6到10毫米足够(4级),大于10毫米为不足(5级)。
粘附力测量
根据ASTM D3330测量对钢的粘附力。
玻璃化转变温度的测量
玻璃化转变温度是在德国Netzsch的动态差示热量计设备DSC 204F1“Phoenix”上在25μl带孔盖的铝坩埚中在氮气气氛下(20毫升/分钟气流)测定的。样品重量为8±1mg。从-140℃到200℃两次测量样品,加热速率为10K/min。分析第二加热曲线。
该方法基于DIN 53 765。
按照VDA 270的气味测试
VDA 270(VDA=汽车工业协会)定义了一种测试程序,用于评估暴露于车内材料和组件的温度和气候时的气味行为。气味表现被理解为是指材料在固定的温度和气候存储期后散发出具有可察觉气味的挥发性成分的趋势。
生产后立即量取200+/-20cm2的样品,将其与50ml去离子水一起放入1升具有无臭密封和盖的玻璃容器中,以使样品不与水接触(VDA 270的方案C),并根据DIN 12880在80+/-2℃下存放在加热柜中2小时+/-10分钟(VDA270的方案3)。在必须没有异味的房间中冷却至60℃之后,由三名考官进行验收测试,每位考官的评分均为满分。如果个别评估中的分数相差超过2分,则必须由五名考官进行重复测量。在进行气味测试时,将玻璃容器的盖尽可能地抬高,以最大程度地减少与周围环境的空气交换。
评估基于以下评估等级,其中可能有一半的中间步骤:
结果以“气味测试VDA 270(测试方案)(存储条件方案)-(等级)”给出,例如:
气味测试VDA 270C3-3级
在此,始终根据方案C3进行测量,因此等级规格已足够。
根据FLTM BZ 108-01:2017进行TVOC测量
TVOC测量基于福特公司的FLTM BZ 108-01:2017。
FLTM BZ 108-01:2017定义了一种测试程序,该程序用于确定用于汽车内饰件制造的非金属汽车内饰件的有机排放物。使用这种方法,可以确定某些个别排放的有机化合物的量和TVOC值。
TVOC值:对应于弱挥发性和中等挥发性化合物n-C6至n-C16的总和。
为了测量TVOC值,将面积为10x 20cm的胶带样品在23+/-2℃和50+/-5%相对湿度下调节72+/-2小时,然后包装到10L的聚氟乙烯袋(33x 50厘米)中。从其中抽出空气,并充满6.0+/-0.2L的氮气。然后将装有样品的/>袋在预热的烤箱中加热2小时+/-2分钟至65+/-5℃。然后有两种方式进行采样:/>
(1)以50至200mL/min的流量提取0.5-1.0L每个热脱附管(总共两个)。
(2)以500至1000mL/min的流速提取3-4L加入2,4-二硝基苯肼滤筒中。
然后类似于ISO/DIS 16000-6和Compendium TO-17(提取方法1)以及ISO/DIS16000-3和Compendium TO-11A(提取方法2)对样品进行分析。
然后由两个值形成平均值。
在此仅关注TVOC值。
评估标准
特别适合于电缆缠绕的面向应用的胶带的标准是
-根据SWAT测试的耐翘边性
-根据DIN EN 1944(1996-04)的展开力
-根据ASTM D3330的钢粘附力
-根据VDA 270的气味测试
-根据福特公司的FLTM BZ 108-01:2017的TVOC测量
为这些标准定义了五个区域,对结果进行了排序。
另外还指定了,哪些区域定义了很好或良好的行为,哪些区域表示了可接受的行为,哪些区域表示了不可接受的行为。
上述等级适用于气味的分类,其中尚未指定等级6。
以下数据适用于四个属性:
很好或良好 | 可接受 | 不可接受 | |
翘边 | 区域1至3 | 区域4至5 | |
展开力 | 区域2和3 | 区域4 | 区域1和5 |
粘附力 | 区域1至3 | 区域4至5 | |
气味 | 区域1至3 | 区域3,5 | 区域4和5 |
TVOC | 区域1和2 | 区域3至5 |
示例
为了解释本发明,通过根据本发明的方法生产胶带,并且为了比较的目的,利用其它方法生产胶带。
压敏胶粘剂的实例的组成
为了说明本发明的概念,正在测试具有以下组成的丙烯酸酯类压敏胶粘剂:
acResin A 258UV:从巴斯夫公司购买的产品
将这些聚合物混合物与树脂共混。
此外,还研究了两种基于合成橡胶的胶粘剂和一种基于天然橡胶的胶粘剂:
A | B | C | D | |
SR 1 | 40 | 60 | ||
SR 2 | 50 | 50 | ||
NR 1 | 45 | 55 |
普通填料也被添加到橡胶组合物中。
使用非织造物(即Maliwatt)和织造织品作为载体材料
纵向(经线)的典型线数为15/cm,线重为167dtex。横向(纬线)的典型支数为23/cm,线重为167dtex。
在一种织造织品的变型中,纵向(经线)的线数为49/cm,线重为50dtex,或者横向(纬线)的纱线支数(纬线)为24/cm,线重为450dtex。
选择线数和线重,以便获得所需的织造织品厚度。
非织造物(Vlies)是Maliwatt类型的缝制针织非织造物,由长度为64毫米,厚度为3den的PET纤维和50dtex的PET缝纫线组成,其以每英寸22线(相当于9线/厘米的非织造物宽度)以指定的厚度缝制。
在非织造物的一种变型中,使用了Maliwatt类型的缝制针织非织造物,其由长度为60至85mm,厚度为1.7至3.6den的PET纤维组成。
示例1至23
在示例1至23中,从母卷直接切下的23个板卷形式的胶带与23个其中母卷退卷的板卷形式的胶带相比较,在切割前使胶带幅材运行通过根据本发明的温度处理装置(示例5至18),将幅材卷回到母卷上,然后将其从幅材上切成条,再将该条卷成板卷。其他示例用作比较例,其中在温度处理期间温度太低或太高。
所有板卷的宽度为19毫米,有效长度为25m。
母卷的宽度为1180毫米,有效长度为4000m。
/>
/>
根据本发明,在示例5至18中可以观察到气味和tVOC值的急剧降低,而没有诸如钢粘附力或耐翘边性之类的其他性能变差。
在其他示例中,温度太低或太高,使得不会出现根据本发明的效果。如果温度太低,则没有发现明显的效果。如果温度太高,则首先可观察到对tVOC或气味值产生积极影响。然而,高温尤其导致翘边性能的不可接受的变差。如果温度进一步升高,这将不再对tVOC和气味产生有利影响。这表明对于实现给定的目的至关重要的是使用根据本发明的正确的温度范围。
示例24至33
在示例24至33中,将直接从母卷切下的板卷形式的胶带与额外地经过回火(即温度处理)的板卷形式的胶带进行比较。
所有板卷的宽度为19毫米,有效长度为25m。
母卷的宽度为1180毫米,有效长度为4000m。
与上述不同,当在中等温度下对制成的板卷进行温度处理而不是对母卷的单层材料进行根据本发明的温度处理时,气味和tVOC值没有观察到显著降低,不过,其他性能如钢粘附力或翘边也保持不变。温度和储存时间的增加明显高于根据本发明的温度处理的情况,这确实对tVOC或气味值有积极影响,但同时也会导致板卷的展开力增加到不可接受的程度。其他特性(钢粘附力和翘边)在80℃以上的高温或超过8小时的存储时间的温度处理下也会受到损害。
示例34至39
在示例34至39中,将直接从母卷切下的板卷形式的胶带与其中整个母卷在切割之前进行任选第二次温度处理的、板卷形式的胶带进行比较。
所有板卷的宽度为19毫米,有效长度为25m。
母卷的宽度为1180毫米,有效长度为4000m。
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与上述不同,通过调节控制整个母卷的温度而不是根据本发明地对母卷的单层材料进行温度处理,可以观察到气味和tVOC值均没有明显降低,但是其他性能如钢粘附力或翘边也基本保持不变。
结果
如果使用根据本发明的方法,则可以显著改善气味和VOC,而其他性能(粘附力、翘边、展开力)也不会显著劣化。
整个未切割巨幅卷的温度处理是无效的。
经切割的卷的温度处理也是可能的,但停留时间要长得多。该过程会导致大量的额外耗费,因为要控制多个单独的卷的温度(这些卷必须裸露地承受温度处理)并且停留时间更长。此外,可以对单个卷进行温度控制,只要这样选择温度和停留时间,使得能够识别出对tVOC和气味值的积极影响,对胶带卷的其他关键性能如展开力的负面影响。
Claims (46)
1.用于制造胶带板卷的方法,其中
提供处于室温下的胶带母卷,其中母卷由以阿基米德螺旋形式卷绕的幅材组成,其中所述幅材包括至少在一侧上施加有胶粘剂层的载体材料,
将所述母卷展开成幅材,
将所述幅材引导到温度处理装置中,在该装置中将所述幅材加热到至少80℃至145℃之间的温度,
将幅材在80℃和145℃之间的温度下保持至少一分钟的时间段,
将幅材引导出所述温度处理装置,
将幅材直接切割并卷绕成胶带板卷,或者将幅材再次卷绕成母卷,并将母卷第二次展开,将幅材切割并卷绕成胶带板卷。
2.用于制造胶带板卷的方法,其中
提供处于室温下的胶带母卷,其中母卷由以阿基米德螺旋形式卷绕的幅材组成,其中所述幅材包括至少在一侧上施加有胶粘剂层的载体材料,
将所述母卷展开成幅材,
将所述幅材引导到温度处理装置中,在该装置中将所述幅材加热到至少80℃至145℃之间的温度,
将幅材在80℃和145℃之间的温度下保持至少一分钟的时间段,
将幅材引导出所述温度处理装置,
将幅材再次卷绕成母卷,
从母胶带卷的端部依次切下胶带板卷。
3.根据权利要求1或2所述的方法,
其特征在于,
用衬垫覆盖两个胶粘剂层中的至少一个。
4.根据权利要求1或2所述的方法,
其特征在于,
所述温度处理装置是通道干燥器。
5.根据权利要求1或2所述的方法,
其特征在于,
所述幅材在所述温度处理装置中暴露于预定温度的时间段为两分钟。
6.根据权利要求1或2所述的方法,
其特征在于,
所述幅材在所述温度处理装置中暴露于预定温度的时间段为四分钟。
7.根据权利要求1或2所述的方法,
其特征在于,
所述幅材在所述温度处理装置中暴露于预定温度的时间段为最多十分钟。
8.根据权利要求7所述的方法,
其特征在于,
所述幅材在所述温度处理装置中暴露于预定温度的时间段为最多五分钟。
9.根据权利要求中1或2所述的方法,
其特征在于,
所述温度处理装置内的温度跨度在至少80℃和145℃之间。
10.根据权利要求9所述的方法,
其特征在于,
所述温度处理装置内的温度跨度在90℃和130℃之间。
11.根据权利要求1或2所述的方法,
其特征在于,
载体材料是织物载体。
12.根据权利要求11所述的方法,
其特征在于,
载体材料是织造织品或非织造物。
13.根据权利要求11所述的方法,
其特征在于,
所述载体材料具有至多300 µm的厚度和/或具有30至250 g/m2的基重。
14.根据权利要求13所述的方法,
其特征在于,
所述载体材料具有170至230 µm的厚度。
15.根据权利要求13所述的方法,
其特征在于,
所述载体材料具有190至210 µm的厚度。
16.根据权利要求13所述的方法,
其特征在于,
所述载体材料具有50至200 g/m2的基重。
17.根据权利要求13所述的方法,
其特征在于,
所述载体材料具有60至150 g/m2的基重。
18.根据权利要求1或2所述的方法,
其特征在于,
室温被理解为在15和23℃之间的温度。
19.根据权利要求1或2所述的方法,
其特征在于,
所述幅材被引导通过温度处理装置的幅材速度在10 m/分钟至75 m/分钟之间。
20.根据权利要求11所述的方法,
其特征在于,
所述织物载体是聚酯或聚酰胺织物。
21.根据权利要求12所述的方法,
其特征在于,
所述织造织品具有以下构造:
•经纱中的线数为10至60/cm
•纬纱中的线数为10至40/cm
•经纱线具有在40和400分特克斯之间的纱线重量
•纬纱线具有在40和660分特克斯之间的纱线重量。
22.根据权利要求21所述的方法,
其特征在于,
经纱线具有在44和330分特克斯之间的纱线重量。
23.根据权利要求21所述的方法,
其特征在于,
经纱线具有167分特克斯的纱线重量。
24.根据权利要求21所述的方法,
其特征在于,
纬纱线具有在44和400分特克斯之间的纱线重量。
25.根据权利要求21所述的方法,
其特征在于,
纬纱线具有167分特克斯的纱线重量。
26.根据权利要求21所述的方法,
其特征在于,
经纱中的线数为40至50/cm。
27.根据权利要求21所述的方法,
其特征在于,
纬纱中的线数为18至22/cm。
28.根据权利要求12所述的方法,
其特征在于,
所述织造织品为织造聚酯织品。
29.根据权利要求12所述的方法,
其特征在于,
所述非织造物在其底侧上设有膜,其在另一侧上装配有压敏胶粘剂。
30.根据权利要求29所述的方法,
其特征在于,
所述膜具有12 µm至100 µm的厚度。
31.根据权利要求29所述的方法,
其特征在于,
所述膜为有色的和/或透明的。
32.根据权利要求1或2所述的方法,
其特征在于,
所述胶粘剂是干燥的聚合物分散体形式的压敏胶粘剂,其中所述聚合物由以下构成:
(a) 95.0-100.0重量%的丙烯酸正丁酯和/或丙烯酸2-乙基己酯
(b) 0.0-5.0重量%的具有酸或酸酐官能团的烯属不饱和单体。
33.根据权利要求1或2所述的方法,
其特征在于,
所述胶粘剂的是基于丙烯酸酯热熔体的胶粘剂,其K值至少为20,以在25℃、在甲苯中的1重量%溶液测量。
34.根据权利要求33所述的方法,
其特征在于,
K值为大于30。
35.根据权利要求1或2所述的方法,
其特征在于,
胶带板卷的宽度在9至160mm之间。
36.根据权利要求35所述的方法,
其特征在于,
胶带板卷的宽度在15至38mm之间。
37.根据权利要求1或2所述的方法,
其特征在于,
母卷的宽度在1000至3000mm之间。
38.根据权利要求37所述的方法,
其特征在于,
母卷的宽度在1500至2500mm之间。
39.胶带,其能通过根据权利要求1至38中任一项所述的方法获得。
40.根据权利要求39所述的胶带,其中基于胶带面积的胶粘剂施加量高达160g/m²。
41.根据权利要求40所述的胶带,其中基于胶带面积的胶粘剂施加量在40至150g/m²之间。
42.根据权利要求40所述的胶带,其中基于胶带面积的胶粘剂施加量在50至130g/m²之间。
43.根据权利要求40所述的胶带,其中基于胶带面积的胶粘剂施加量在80至100g/m²之间。
44.根据权利要求39至43中任一项所述的胶带作为压敏胶带的用途。
45.根据权利要求39至43中任一项所述的胶带用于包护细长物品的用途,其中所述胶带以螺旋线围绕所述细长物品被引导,或所述细长物品在轴向上被带包封。
46.根据权利要求45所述的用途,其中所述细长物品为机动车中的电缆束。
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