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Die
Erfindung betrifft ein Klebeband insbesondere zur Abdeckung von
Fensterflanschen insbesondere in Automobilrohkarosserien, die mit
kathodischem Tauchlack (KTL) beschichtet sind. Das Klebeband soll
die Fensterflansche bei den nachfolgenden Lackier- und Einbrennprozessen
vor dem Überlackieren
derartig schützen,
dass nach dem Abziehen des Klebebandes auf dem dann wieder offenen
KTL-Haftgrund des Fensterflansches eine Automobilglasscheibe mit
einem reaktiven PU-Scheibenkleber eingeklebt werden kann.
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Im
modernen Automobilbau werden Windschutz- und Heckscheibe, teilweise
auch die Seitenscheiben, mit Reaktivklebstoffen (zum Beispiel auf
Polyurethanbasis) fixiert. Dabei wird der Rand der Scheibe mit dem
Klebstoff dick bestrichen und so auf die Karosserie aufgesetzt,
dass dieser auf dem so genannten Fensterflansch zu liegen kommt
und als Verbindungsglied zwischen Scheiben- und Fensterflanschoberfläche fungiert.
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Durch
die vollständige,
umlaufende Verklebung wirken die Scheiben, insbesondere die Windschutzscheiben,
heute als versteifendes Element in der Karosserie und dienen dadurch
bei Unfällen
dem Insassenschutz. Daher ist eine ausreichende Verklebungsfestigkeit
für die
Unfallsicherheit eines modernen Kraftfahrzeugs maßgeblich.
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Der
Lackaufbau zeitgemäßer Automobile
besteht aus diversen Schichten, die auf das geprimerte Karosseriemetall
schematisiert in folgender Reihenfolge aufgebracht werden:
- – elektrophoretischer
Tauchlack, meist kathodischer Tauchlack (KTL)
- – Füller- oder
Funktionsschicht
- – Farb-
oder Effektlack
- – Abschlußklarlack
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Nach
Römpp Lexikon
Chemie (Version 1.5, Stuttgart/New York: Georg Thieme Verlag 1998)
stellt die elektrophoretische Lackierung (Elektrotauchlackierung)
ein Tauchverfahren dar, bei dem die Beschichtung durch Einwirkung
eines elektrischen Feldes (50 bis 400 V) erfolgt. Der zu lackierende,
den elektrischen Strom leitende Körper wird als Anode oder Kathode
in das Farbbad eingebracht, in der Praxis fungiert die Beckenwand
als zweite Elektrode.
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Die
abgeschiedene Lackmenge ist der zugeführten Strommenge direkt proportional.
Die elektrophoretische Lackierung wird besonders zur Grundierung,
zum Beispiel in der Automobilindustrie eingesetzt. Es treten keine
Spritzverluste auf, und die erhaltenen Beschichtungen sind auch
an schwer zugänglichen
Stellen sehr gleichmäßig.
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Wird
die Automobilscheibe nach abgeschlossenem Lackiervorgang auf den
komplett mitlackierten Fensterflansch geklebt, sind folgende Nachteile
gegeben: Da der Scheibenkleber auf den Abschlußklarlack als Haftgrund abgestimmt
sein muss, kann sich bei der Vielzahl der bei einem Hersteller verwendeten
Abschlussklarlacke eine unnötig
hohe Komplexität
ergeben, weil diverse passende Kleber bereit gehalten werden müssen. Wichtiger
ist jedoch die Tatsache, dass die Gesamtverklebungsfestigkeit der
Automobilscheibe von der schwächsten
Stelle im vielschichtigen Lackaufbau abhängt und damit weit geringer
sein kann als die Verklebungsfestigkeit des Klebers auf dem Abschlußklarlack.
Im Falle von Nachlackierungen erhöht sich die Zahl der Lackschichten
nochmals.
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Es
ist daher vorteilhaft, die Scheibe auf die unterste Lackschicht,
die KTL-Schicht, aufzubringen. Die Zahl der verwendeten KTL-Präparate bei
einem Hersteller ist üblicherweise
geringer als die der Abschlussklarlacke. Zum einen liegen damit
wenige definierte Haftgründe
für den
Scheibenkleber vor, und zum anderen birgt der Aufbau geprimertes
Metall/KTL/Scheibenkleber mit zwei Grenzschichten eine geringere
Gefahr des Bruches als ein komplexer Gesamtlackaufbau.
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Etablierte
Abdeckhilfsmittel für
Lackierzwecke sind Klebebänder.
Für den
speziellen Fall der Abdeckung von Fensterflanschen nach der KTL
Grundierung müssen
die Klebebänder
eine Reihe von besonders hohen Ansprüchen erfüllen.
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Temperaturresistenz
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Ein
solches Klebeband muss eine große
Resistenz gegen hohe Temperaturen über relativ lange Zeiträume aufweisen,
da im gesamten Lackier- und Einbrennprozess mehrfach Temperaturen
von bis zu 170 °C, mitunter
sogar bis zu 180 °C,
erreicht werden. Temperaturspitzen treten beim Gelieren der Nahtabdichtungsmaterialien,
dem Trocknen der Füller
beziehungsweise Funktionsschichten und dem Trocknen des Abschlussklarlackes
auf.
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Das
Klebeband darf unter diesen Bedingungen nicht schrumpfen, sich in
verklebten Kurven nicht aufstellen, nicht delaminieren oder verspröden.
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Mechanische Eigenschaften
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Neben
der Temperaturbeständigkeit
erfordert ein solches Klebeband ein ausgewogenes mechanisches Eigenschaftsprofil.
Zum einen muss es sich von Hand um Kurven herum applizieren lassen.
Zum anderen verlangt der Markt eine Applizierbarkeit per Roboter
und somit eine relativ hohe Dehnfestigkeit, um nicht vom Roboter
verdehnt zu werden. Ein geeignetes Klebeband erfordert einen Kompromiss
zwischen Flexibilität einerseits
und Zugfestigkeit andererseits.
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Kanteneinreißfestigkeit
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Beim
Demaskieren nach durchlaufenem Lackier- und Einbrennprozess werden
mehrere Lackschichten durchtrennt, wobei an der gebildeten Lackkante
mikroskopisch kleine, scharfkantige Zacken entstehen. Das Abdeckhilfsmittel
muss so resistent gegen die Zacken sein, dass es nicht, ausgehend
von diesen, von der Kante her abreißt.
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Die
Punkte „Temperaturresistenz" und „mechanische
Eigenschaften" werden
von biaxial verstreckten Polyesterfolien wie PET (Polyethylenterephthalat)
oder PEN (Polyethylennaphthalat) recht gut erfüllt. Die Kanteneinreißfestigkeit
ist hingegen durch die Qualität
der Schnittkante bestimmt. Ist diese glatt, ist die Einreissbarkeit
von der Kante her sehr schwierig. Sobald die Schnittkanten mikroskopisch
oder gar deutlich sichtbar verletzt sind, tendiert die Kanteneinreißfestigkeit,
also praktisch die Weiterreißfestigkeit,
gegen null.
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Weich-PVC-Folien
bringen bei geeigneter Zusammensetzung und Stabilisierung eine hinreichende Temperaturresistenz
und eine von dem Zustand der Schnittkante eher unabhängige mittlere
bis hohe Kanteneinreißfestigkeit
mit, sind aber meist nicht zugfest genug, das heißt, sie
dehnen sich bereits erheblich unter der Zugbelastung eines Applikationsroboters.
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Weder
Klebebänder
mit einem Folienträger
aus PET beziehungsweise PEN noch Weich-PVC erfüllen die Anforderungen an ein
Klebeband zum Abdecken von Fensterflanschen in ausreichender Weise.
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Der
Stand der Technik zeigt, wie diese Aufgabe bislang gelöst wird,
ohne jedoch vollständig
zu befriedigen.
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Seit
mehreren Jahren wird die Maskierung mit einem Naturkautschukkleber
laminierten Weich-PVC/PET-Laminat-Verbund, auf der PET Seite selbstklebend
ausgerüstet
mit einer Naturkautschukselbstklebemasse, praktiziert. Dieses wird
vor dem Füllern
und Lackieren auf den KTL-beschichteten Fensterflansch geklebt und
nach erfolgtem Einbrennen mitsamt den darauf aufgebrachten Lackschichten
abgezogen Ein zweischichtiger Aufbau aus PET- und Weich-PVC-Folie,
verbunden mit einem Kaschierkleber, addiert die positiven Eigenschaften
beider Materialien. Beide sind ausreichend temperaturstabil. Die
PET-Folie bringt die hohe Zugfestigkeit und im unverletzten Zustand
eine hohe Kanteneinreißfestigkeit.
Das Weich-PVC schützt durch
seine Flexibilität
die Bandkante vor Verletzungen beim Durchtrennen der Lackschichten
beim Demaskieren. Eventuell doch auftretende Kantenverletzungen
fängt es
mit seiner generell höheren
Kanteneinreißfestigkeit
ab.
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Der
Hauptnachteil dieser Lösung
ist die Fehlerhäufigkeit
bei der Demaskierung, da das Laminat zum partiellen und vollflächigen Delaminieren
sowie zum Reißen
neigt. Insbesondere das partielle Delaminieren stellt ein Sicherheitsrisiko
dar, weil sich der Polyesterfilm, der auf dem Fensterflansch verbleibt,
farblich nur wenig vom KTL abhebt und daher leicht übersehen
werden kann. Diese Polyesterreste sind ein gänzlich ungeeignetes Haftmedium
für Scheibenkleber
und können
so zu mangelnder Scheibenhaftung führen. Offenbar ist die Verbindung
des Laminates vermittels des Naturkautschukklebers unter den harten
Prozessbedingen der Ofendurchläufe
nicht beständig
genug.
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In
der
DE 199 52 211
A1 ist ein Klebeband beschrieben, das dem oben genannten ähnelt, allerdings in
Abweichung dazu statt einem Naturkautschukkleber einen Verbundkleber
auf Basis von Acrylsäureestercopofymerisaten
aufweist und den oben genannten Nachteil des Naturkautschukklebers
lösen sollte.
In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, dass es beim Aufnehmen des
Klebebandendes nach abgeschlossenem Lackier- und Einbrennprozess
zum Zwecke des Demaskierens leicht zum Spalten des Laminates kommt,
bei dem nur die obenliegende Weich-PVC-Folie erfasst wird, die dünne Polyesterschicht
hingegen auf dem Fensterflansch verbleibt. Offenbar verlieren auch
die Verbundkleber auf Basis von Acrylsäureestercopolymerisaten unter
den harten Prozessbedingungen (lange Zeit bei hohen Temperaturen)
und dem Einfluss der Prozesschemikalien oder den Inhaltsstoffen
des Weich-PVC an innerer Festigkeit, was sich in einem starken Abfall
der Verbundhaftung niederschlägt.
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Das
ebenfalls in oben genannter Schrift zitierte, durch Einwirkung von
Druck und Hitze erzeugte Laminat aus Weich-PVC und siegelfähig geprimerten
Polyesterfolien, etwa Melinex® von DuPont, hat sich
unter den harten Praxisbedingungen ebenfalls nicht bewährt. Es
ist trotz guter Anfangshaftung zum Weich-PVC unter den schon erwähnten harten
Prozessbedingungen zu Delaminationen gekommen.
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Grundsätzlich ist
ein die positiven Eigenschaften addierender Verbund aus einer weniger
zugfesten, aber dafür
zäheren
Weich-PVC-Folie mit einer zugfesten, aber dafür kanteneinreißlabileren
Folie für
die Anwendung des Abdeckens von Fensterflanschen geeignet. Bislang
ist die Verbundzuverlässigkeit
im Prozess jedoch noch nicht überzeugend
gelungen.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Klebeband insbesondere zur Fensterflanschabdeckung
mit einem Trägermaterial
zu entwickeln, das die geschilderten Nachteile des Standes der Technik
nicht oder nicht in dem Maße
zeigt. Insbesondere soll das Klebeband die Fensterflansche derartig
schützen,
dass nach dem Abziehen des Klebebandes eine Automobilglasscheibe
auf diesen mit einem reaktiven PU-Scheibenkleber eingeklebt werden
kann.
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Gelöst wird
diese Aufgabe durch ein Klebeband, wie es im Hauptanspruch niedergelegt
ist. Gegenstand der Unteransprüche
sind dabei vorteilhafte Weiterbildungen des Klebebands.
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Die
Erfindung betrifft ein Klebeband insbesondere zum Abdecken von Fensterflanschen
von Automobilen umfassend einen Träger aus zwei übereinander
angeordneten Schichten, wobei die erste Schicht aus weichgemachtem
Polyvinylchlorid (Weich-PVC), die zweite aus unverstrecktem Polybutylenterephthalat
(PBT) besteht, sowie einer auf der ersten oder der zweiten Schicht
aufgebrachten Selbstklebemasse.
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Die
beiden übereinander
angeordneten Schichten aus Weich-PVC und unverstrecktem PBT sind
bevorzugt durch Einwirkung von Hitze und Druck ohne einen Kaschierkleber
miteinander verbunden.
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Die
Gesamtdicke des zweischichtigen Trägers beträgt 90 bis 300 Mikrometer, bevorzugt
130 bis 250 Mikrometer. Der Dickenanteil der Weich-PVC-Schicht am
zweischichtigen Träger
beträgt
50 bis 95 %, bevorzugt 60 bis 80 %.
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Die
Kraft, die zum Erreichen der Streckspannung des Trägers notwendig
ist, beträgt
25 bis 70 N/cm.
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Das
erfindungsgemäße Klebeband
vereinigt in hervorragender Weise eine hohe Zugfestigkeit mit einer
guten Verklebbarkeit auch in Kurven. Es kann daher gut von Hand,
aber auch automatisiert mit einem Applikationsroboter auf Fensterflansche
von Automobilkarossen aufgebracht werden. Das Klebeband ist hervorragend
geeignet, diverse Einbrennprozesse, etwa von Nahtabdichter, Füller, Deck-
oder Abschlußklarlack,
zu überstehen,
ohne thermischen Schaden zu nehmen, zu verspröden, sich aufzustellen oder
gar selbsttätig
abzulösen.
Es lässt
sich auch im mehrschichtig überlackierten
Zustand ohne Delamination der beiden Schichten oder gar Abreißen vom
Haftgrund entfernen. Die Bandrückseite
vermittelt eine gute Haftung zu den aufgetragenen Anstrichstoffen,
so dass die Karosserie beim Abziehen nicht in unerwünschter
Weise mit Lacksplittern verschmutzt wird.
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Als
Weich-PVC-Folien eignen sich prinzipiell alle mittels Kalander-,
Extruder- oder Gießverfahren
hergestellte innerlich oder äußerlich
weichgemachte PVC-Folien. Bei äußerer Weichmachung
sind Polymerweichmacher bevorzugt, da Monomerweichmacher, etwa Phthalate,
aliphatische Dicarbonsäureester
wie Sebazate, Phosphorsäureester
oder Sulfonsäureester
bei den hohen Temperaturen bereits flüchtig sind. Geeignete Polymerweichmacher
sind zum Beispiel Polyadipate, Polysebazate, Polyphthalate, Trimellitate.
Um die Zähigkeit des
Weich-PVC weiter zu steigern kann auch zusätzlich mit Polyethylenvinylacetat,
Nitrilkautschuk, Butadien-Acrylnitril-Styrolcopolymeren oder chlorierten
Polyolefinen verschnitten werden.
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Aufgrund
der starken thermischen Belastung über die vielfachen Temperaturzyklen
kommt der thermischen und oxidativen Stabilisierung über den
Folienherstellprozess hinaus eine besondere Bedeutung zu. Eine stoffliche
Einschränkung
gibt es hierbei nicht, so dass prinzipiell alle marktüblichen
Stabilisatoren auf Basis von Blei, Barium, Barium/Zink, Calcium/Zink,
Zinn oder organische Stabilisatoren wie Aminocrotonate, insbesondere
zusammen mit wirksamen Kostabilisatoren in ausreichender Dosierung
verwendet werden können.
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Füllstoffe
können
zur dimensionalen Stabilisierung der Weich-PVC-Folie bei den thermischen
Beanspruchungen, aber auch aus ökonomischen
Gründen
zugesetzt werden. Dazu empfehlen sich beispielsweise Calciumcarbonate
wie Kreide, Kaolin, Ruß,
Silicate wie Aerosil, Aluminiumhydroxid, Talkum, Dolomit, Titandioxid
oder Silica.
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Zur
besseren Verarbeitung können äußere Gleitmittel,
etwa Amidwachse, Stearinsäure,
Stearate, Oleate oder synthetische Wachse hilfreich sein sowie marktübliche innere
Gleitmittel auf Polymethylmethacrylatbasis.
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Die
farbliche Gestaltung der Weich-PVC-Folie mit pigmentierenden Füllstoffen
(zum Beispiel Titandioxid, Ruß,
Eisenoxid, Bleichromat, Phthalocyaninpigmente) oder organischen
Farbstoffen (zum Beispiel aus der Gruppe der Azo- oder Anthracenfarbstoffe)
dient nicht nur ästhetischen
Zwecken, sondern auch funktionalen, indem sie dem Verarbeiter eine
gute optische Unterscheidbarkeit vom Haftgrund zu ermöglicht.
So lassen sich Beklebungsfehlstellen optisch einfach detektieren.
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Polybutylenterephthalat
(PBT) gehört
in die Gruppe der thermoplastischen Polyester und ist formal ein Polykondensat
aus Terephthalsäure
und 1,4-Butandiol und kristallisiert aus der Schmelze rasch zu einem
teilkristallinen Kunststoff. Obwohl seine Hauptverwendung im Spritzguss
liegt, lassen sich auch Folien im Castverfahren extrudieren. Im
Gegensatz zu PET-Folien sind PBT-Folien auch in sehr dünnen Stärken (bis
etwa 20 Mikrometer) unverstreckt kommerziell erhältlich.
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Der
zweischichtige Aufbau aus Weich-PVC- und PBT-Folie wird vorzugsweise
durch Kaschieren der beiden Materialien in Folienform unter Einwirkung
von Druck und Temperatur erzeugt. Alternativ lässt sich auch eine Weich-PVC
Lösung,
ein Weich-PVC Plastisol oder eine Weich-PVC Schmelze auf eine PBT-Folie
auftragen, wobei die ersten beiden Varianten unter Wärmeeinfluss
verfilmt werden müssen.
Vor der Kaschierung der Weich-PVC-Folie respektive der Beschichtung
mit einer flüssigen
Weich-PVC Zuberei tung kann optional die dem Weich-PVC zugewandte
Seite der PBT-Folie mit Coronaentladung, Flammbehandlung, Plasmabeschichtung
oder einer nasschemischen Primerung zur Haftungssteigerung vorbehandelt
werden. Im Falle der Kaschierung mit einer Weich-PVC-Folie gilt Gleiches auch für die der
PBT-Folie zugewandte Seite der Weich-PVC-Folie.
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Während des
Kaschier- oder Beschichtungsvorganges kann der Verbund aus Weich-PVC und PBT durch
ein Prägewerkzeug
mit einer Struktur versehen werden.
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Es
entsprechen alle diejenigen Selbstklebemassen dem Erfindungsgedanken,
die die hohen Anforderungen der Temperaturbeaufschlagungen während des
Gebrauches des Klebebandes überstehen,
ohne sich zu zersetzen, ihre Klebkraft zu verlieren oder nach der
Anwendung Klebmasserückstände zu hinterlassen
und die eine anwendungsgerechte Klebkraft auf KTL von mehr als 2
N/cm aufweisen.
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Bevorzugt
sind hier thermisch vernetzende oder strahlenvernetzte, harzabgemischte
Naturkautschukselbstklebemassen, Acrylsäureestercopolymerisate (mit
und ohne Zusatz von Klebharzen), Silicon- und Polyurethanselbstklebemassen
sowie Synthesekautschukmassen, etwa auf Basis Butylkautschuk, Polyisobutylen oder
Polyethylenvinylacetat zu nennen.
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Alle
Selbstklebemassen können,
sofern so erhältlich,
aus Lösung,
aus der Schmelze oder als wässrige Dispersion
auf den Träger
mit geeigneten Beschichtungshilfsmitteln aufgetragen werden. Nach
erfolgter Beschichtung kann das Klebeband zu Rollen aufgewickelt
werden oder in Form von Blättern
oder Stanzteilen konfektioniert werden.
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Die
Selbstklebemasse kann sowohl auf der Weich-PVC als auch der PBT
Seite aufgetragen sein, bevorzugt jedoch auf der PBT Seite, da dann
die schützende
Wirkung der oben liegenden Weich-PVC-Folie im Hinblick auf die Verletzungen
der Klebebandkante beim Demaskieren besser zur Geltung kommt.
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Je
nach Art der Selbstklebemasse sind geeignete Primer zur Verbesserung
der Verankerung vorteilhaft.
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Zur
Erleichterung des Handlings kann ein abrollkraftreduzierender Lack
auf die nicht klebende Rückseite
des Klebebandes aufgetragen sein, der ein Trennmittel wie Silicon,
fluororganische Verbindungen oder Polyvinylstearylcarbamat enthält. Alternativ
kann das Klebeband auf einem leicht trennenden Abdeckmaterial, zum
Beispiel einem silikonbeschichteten Papier, dargereicht werden.
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Sinnvolle
Anwendungsbreiten sind 10 bis 30 mm, je nach Größe der einzuklebenden Scheibe.
Für eine kurvenförmige Verklebung
sollte die Breite des Klebebandes 15 mm nicht überschreiten, da dann ein faltenfreies
Applizieren kaum noch möglich
ist. Sie sollte 10 mm aber auch nicht unterschreiten, damit in jedem
Fall eine genügend
große
Fläche
zur sicheren Haftung von Scheibenkleber zu offen liegendem KTL vorhanden
ist. Für
die Roboterapplikation sind Einsatzbreiten von 12 bis 15 mm üblich. Die
Zugkraft des Roboters mit bis zu 30 Newton, besonders beim Anfahren
einer Verklebung, ist in der Regel größer als die einer verarbeitenden Person,
daher ist eine ausreichende Dehnfestigkeit eines Klebebandes für das Abdecken
von Fensterflanschen notwendig. Auf der anderen Seite darf die für eine Kurvenverklebung
nötige
Kraft auch nicht so groß sein,
dass sie von einer handverarbeitenden Person nicht aufgebracht werden
kann. Die oberste Grenze der Kraft bei Streckspannung für eine Verarbeitung
von Hand wurde empirisch zu 70 N/cm ermittelt.
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Das
erfindungsgemäße Klebeband
wird nachfolgend in bevorzugter Ausführung anhand mehrerer Beispiele
beschrieben, ohne damit die Erfindung in irgendeiner Weise beschränken zu
wollen. Des Weiteren sind Vergleichsbeispiele aufgeführt, in
denen untaugliche Klebebänder
dargestellt sind.
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Beispiele
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Im
Folgenden werden zwei Beispiele mit einem erfindungsgemäßen zweischichtigen
Laminat als Träger
als gut geeignetes Abdeckband für
Fensterflansche und neun Vergleichsbeispiele mit untauglichen Trägern, zum
Teil einschichtig, zum Teil zweischichtig, beschrieben.
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Die
genauen Beispielmusterkonstruktionen sowie die Kraft bei der Streckspannung
als Maß für die Dehnfähigkeit
des Trägers
gehen aus Tabelle 1 hervor.
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Verwendete Folien
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Alle
Weich-PVC-Folien bestanden aus einer einheitlichen Rezeptur auf
Basis eines mit Polyadipat weichgemachten PVC, hergestellt auf einem
Kalander. Die Festigkeit der Rezeptur bei einer Dehnung von 1 %
in Maschinenrichtung betrug bei 23 °C ca. 18 N/mm2.
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Als
PBT-Folie wurde eine nicht verstreckte Castfolie in verschiedenen
Dicken eingesetzt. Als PET-Folie kam eine handelsübliche biaxial
verstreckte Polyethylenterephthalatfolie in 25 μm zum Einsatz.
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Herstellung der Laminate
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Bei
den Beispielmustern 1, 2, 6, 7, 8 und 11 wurden die Weich-PVC- und
die PBT-Folie (bei Beispielmuster 11 in Abweichung dazu PET-Folie)
mit Druck und Hitze auf einem Prägekalander
bei 180 °C
und hohem Druck falten- und luftblasenfrei kaschiert.
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Bei
den Mustern 9 und 10 wurde der Verbund mit einer Selbstklebemasse
als Kaschierkleber hergestellt.
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Bei
Muster 9 wurde dazu die 25 μm
dicke PET-Folienbahn beidseitig mit einer Lösung aus 2 Teilen Naturkautschuk
in Toluol, die mit 1 Teil Diphenylmethandiisocyanat gemischt worden
war, geprimert.
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Die
Weich-PVC-Folie von 90 μm
Dicke, die zuvor mit einer Nitrilkautschuk/Naturkautschuklösung geprimert
worden war, wurde mit einer Lösung
einer Naturkautschukklebemasse in Benzin bestrichen. Diese bestand
aus 50 Teilen Naturkautschuk, 10 Teilen Zinkoxid, 3 Teilen Kolophoniumharz,
6 Teilen Alkylphenolharz, 17 Teilen Terpenphenolharz, 12 Teilen
Poly-β-Pinenharz
und 2 Teilen Mineralöl.
Die Strichstärke
wurde so gewählt,
dass nach dem Trocknen in der Wärme
ein Klebfilm von 30 μm
Dicke resultierte. Unmittelbar nach dem Trocknen vor der Aufwicklung
der Folienbahn wurde die geprimerte PET-Folie zugeführt und
zwischen zwei Kaschierwalzen unter hohem Druck faltenfrei fest angewalzt.
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Bei
Beispielmuster 10 hingegen wurde auf die 25 μm dicke PET-Folienbahn eine
Lösung
einer Selbstklebemasse aufgebracht, die aus 65 Gewichtsprozent eines
Polymerisates aus 40 Teilen Butylacrylat, 50 Teilen 2-Ethylhexylacrylat,
5 Teilen Methylacrylat und 5 Teilen Acrylsäure sowie 35 Gewichtsprozent
Terpenphenolharz bestand. Die Strichstärke wurde so gewählt, dass
nach dem Trocknen in der Wärme
ein Klebfilm von 30 μm
Dicke resultierte. Unmittelbar nach dem Trocknen vor der Aufwicklung
der Folienbahn wurde die Weich-PVC-Folie von 90 μm Dicke zugeführt und
zwischen zwei Kaschierwalzen unter hohem Druck faltenfrei fest angewalzt.
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Alle
Beispielmuster mit Ausnahme von Beispielmuster 3 wurden an einer
Laborstreichmaschine mit einer Lösung
aus 2 Teilen Naturkautschuk in Toluol, die mit 1 Teil Diphenylmethandiisocyanat
gemischt worden war, geprimert. Muster 3 wurde abweichend dazu mit
einer Lösung
aus Nitrilkautschuk und Naturkautschuk geprimert.
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Alle
Muster wurden in einem nachgeschalteten Arbeitsgang mit einer Naturkautschukselbstklebemasse
auf der Polyesterseite so beschichtet, dass ein Klebmassenflächengewicht
von etwa 30 g/m
2 resultierte. Die Naturkautschukselbstklebemasse
bestand aus 55 Teilen Naturkautschuk, 5 Teilen Zinkoxid, 6 Teilen
Kolophoniumglycerinesterharz, 6 Teilen Alkylphenolharz, 26 Teilen
Kohlenwasserstoffharz und 2 Teilen Mineralöl. Die Muster wurden zu Streifen
von 15 mm Breite geschnitten und auf sich selber zu Rollen aufgewickelt.
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Prüfkriterien
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Als
entscheidende Prüfkriterien
für die
Eignung eines Klebebandes zum Abdecken von Fensterflanschen wurden
folgende als wesentlich angesehen und herangezogen:
- • Verklebbarkeit
in Kurven
- • Demaskierverhalten
nach Prozessdurchlauf
- • Kraft
bei Streckspannung
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Durchführung der
Tests
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Verklebbarkeit in Kurven
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Die
Beispielmuster wurden als 15 mm breite Streifen jeweils S-förmig mit
einem Radius von ca. 10 cm auf ein Stahlblech von 20 × 50 cm2 verklebt, das zuvor mit dem kathodischen
Tauchlack Cathoguard 500 von BASF Coatings (aminmodifizierte Epoxyharzbasis,
isocyanatvernetzt) beschichtet worden und über 20 Minuten bei 175 °C eingebrannt
worden war.
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Die
Leichtigkeit des Maskierens wurde von einer geübten Testperson bewertet auf
folgender Skala, die zugleich eine Gewichtung der Ergebnisse beinhaltet:
0
= nicht applizierbar, reißt
bei der Kurvenverklebung beziehungsweise delaminiert
1 = schwierig
und nur faltig in Kurven applizierbar
3 = mäßig leicht, aber faltenfrei
applizierbar
4 = leicht und faltenfrei applizierbar
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Demaskierverhalten
nach Prozessdurchlauf
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Die
S-förmig
mit den Beispielmustern beklebten Bleche wurden dann in Anlehnung
an Praxisbedingungen mit einem Füller
beschichtet, der 40 min lang bei 170 °C eingebrannt wurde. Nach dem
Abkühlen
wurde darauf eine Lösungsmittelbasislackschicht
aufgetragen, die 5 min bei Raumtemperatur abgelüftet und anschließend mit
einem 2-Kompo nenten Klarlack abgedeckt wurde. Das Blech wurde nochmals
30 min bei 130 °C
im Ofen getrocknet.
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Zwei
Stunden nach dem Abkühlen
der Testbleche wurde der Streifen von einer geübten Testperson abgezogen,
wobei der gesamte Lackaufbau von den Beispielmustern durchtrennt
werden musste. Das Demaskierverhalten wurde im Hinblick auf Delaminationen
und Abreißen
der Bänder
beurteilt, wobei Reißen
weniger schwerwiegend angesehen wurde als Delaminieren, weil letzteres
ein Sicherheitsrisiko durch auf dem Fensterflansch verbleibende
Polyesterfolie darstellt, ersteres hingegen dem Anwender einen Mehraufwand beschert.
Die Beurteilung erfolgte nach folgendem Schema, wobei die Zahlen
die absolute Gewichtung widerspiegeln:
0 = Band reißt und delaminiert
beim Abziehen
2 = Band reißt
beim Abziehen
5 = Band ist ohne Reißen oder Delaminieren abziehbar
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Kraft bei Streckspannung
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Besonders
bei der Applikation per Roboter, die mit einer wirtschaftlichen
Geschwindigkeit erfolgen muss, treten besonders beim Ansetzen und
Anfahren Kraftspitzen von bis zu 30 Newton auf. Mit Hilfe eines Zugversuches
in einer Zugprüfmaschine
wurden die Kräfte
ermittelt, die zur irreversiblen Dehnung der Beispielmuster notwendig
sind. Dazu wurden 15 mm breite Streifen mit einer Einspannlänge von
50 mm in der Einspannvorrichtung der Zugprüfmaschine bei einer Temperatur
von 23 °C ± 1 °C platziert
und mit einer Geschwindigkeit von 100 mm/min gedehnt. Als Maß für die Dehnfestigkeit
der Muster wurde die Kraft herangezogen, ausgedrückt in Newton pro Zentimeter
(N/cm), die beim Erreichen der Streckspannung, sichtbar durch das
erste Maximum im Kraft-Dehnungsdiagramm, detektiert wurde.
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Um
vom Roboter nicht verdehnt zu werden, muss das Band bei einer typischen
Einsatzbreite von 12 mm also ca. 25 bis 30 N/cm Kraft bei der Streckspannung
erreichen. Die maximal tolerierbare Kraft wird limitiert durch die
handverarbeitenden Personen, die ein gutes Maskierergebnis bei Kurvenverklebungen
erreichen müssen.
Die Bewertung der Ergebnisse aus der Kraftmessung bei der Streckspannung
durchläuft
daher ein Maximum, da das Band bei zu geringen Kräften nicht
robotergängig
ist und bei zu großen
Kräften
nicht von Hand verarbeitet werden kann:
0 = Kraft bei Streckspannung
kleiner als 25 N/cm oder größer als
70 N/cm
2 = Kraft bei Streckspannung zwischen 25 N/cm und 70
N/cm
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Der
Wert 0 in diesem Test korreliert daher mit den Bewertungen 1 und
4 im Test „Verklebbarkeit
in Kurven", der
Wert 2 in diesem Test korreliert mit der Bewertung 3 im Test „Verklebbarkeit
in Kurven".
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Ergebnisse
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Die
Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengefasst. Das Gesamtergebnis
(„Summe") fällt mit
steigender Punktzahl zunehmend besser aus.
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Tabelle
2: Übersicht über die
Prüfergebnisse
der einzelnen Beispielmuster
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Aus
Tabelle 2 wird deutlich, dass gute Verklebbarkeit, einwandfreies
Demaskierverhalten und ausgewogene Dehneigenschaften nur von den
erfindungsgemäßen Mustern
gleichzeitig erfüllt
werden, die Gegenbeispiele hingegen stets einen Nachteil aufweisen,
der sie für
diese Anwendung nicht empfehlenswert macht.
