DE102008021741A1

DE102008021741A1 - Abdeckklebeband aus einem Ethylenpolymer

Info

Publication number: DE102008021741A1
Application number: DE102008021741A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Dr. Müssig
Original assignee: Tesa SE
Current assignee: Tesa SE
Priority date: 2008-04-30
Filing date: 2008-04-30
Publication date: 2009-11-05

Abstract

Klebeband mit einer Klebemasse aus einem Ethylenpolymer und einem Klebharz zum Abdecken von Oberflächen zum Lackieren, Sandstrahlen, Putzen mit Mörtel oder Transportieren insbesondere für Anwendungen mit Außenbewitterung. Das Ethylenpolymer hat eine Dichte zwischen 0,86 und 0,89 g/cm3, einen Kristallitschmelzpunkt von mindestens 105°C, einen Biegemodul von weniger als 26 MPa und einen Schmelzindex von weniger als 6 g/10 min. Das Klebharz weist eine Polydispersität von weniger als 2,1 auf.

Description

Die Erfindung betrifft ein Klebeband mit einer Klebemasse aus einem Ethylenpolymer und einem Klebharz zum Abdecken von Oberflächen zum Lackieren, Sandstrahlen, Putzen mit Mörtel oder Transportieren insbesondere für Anwendungen mit Außenbewitterung und vor allem zum Schutz der Lackierung von Fahrzeugen.
Stand der Technik
Kautschukklebemassen bestehen üblicherweise aus Naturkaustchuk, einem Klebharz, einem Weichmacher und einem phenolischen Antioxidant. Kautschukklebemassen sind relativ wenig Alterungs- und UV-beständig. Acrylatklebemassen weisen eine hervorragende Alterungs- und UV-Stabilität auf, leider haften sie auf unpolaren Untergründen schlecht. Sie sind von sehr polaren Untergründen wie Aluminium, Glas oder PVC nicht wieder entfernbar und daher für solche Maskierungsanwendungen ungeeignet. Insbesondere nach längerer Bewitterung sind fast alle Klebebänder nicht mehr völlig rückstandsfrei entfernbar. Es bleibt die Aufgabe eine Haftklebemasse für ein Abdeckklebeband aufzufinden welches alterungs- und UV-stabil, die Haftung für polare und unpolare Untergründe adjustierbar und auch lösungsmittelfrei verarbeitbar ist.
Beschreibung der Erfindung
Dem gemäß betrifft die Erfindung ein Abdeckklebeband mit einer Klebemasse aus einem Ethylenpolymer und einem Klebharz. Ethylenpolymere gelten dem Fachmann für hochwertige Haftklebemassen als nicht geeignet. Überraschenderweise können aus Ethylenpolymeren mit einer Dichte zwischen 0,86 und 0,89 vorzugsweise zwischen 0,86 und 0,88 besonders bevorzugt zwischen 0,86 und 0,87 g/cm³ und einem Kristallitschmelzpunkt von mindestens 105 vorzugsweise mindestens 115°C Haftklebemassen mit hoher Klebkraft, Tack und Scherfestigkeit hergestellt werden welche für Klebebänder geeignet sind. Das erfindungsgemäße Ethylenpolymer weist vorzugsweise einen Schmelzindex von weniger als 6 besonders bevorzugt weniger als 1,5 g/10 min auf. Der Biegemodul des Ethylenpolymers beträgt vorzugsweise weniger als 26 besonders bevorzugt weniger als 17 MPa. Das Ethylenpolymer enthält vorzugsweise ein C₃- bis C₁₀-Olefin insbesondere 1-Octen als Comonomer. Das Ethylenpolymer weist bevorzugt eine Struktur aus kristallinen Polyethylenblöcken und im Wesentlichen amorphen Blöcken aus Ethylen und einem C₃- bis C₁₀-Olefin auf.
Die Dichte des Ethylenpolymers wird nach ISO 1183 ermittelt und in g/cm³ ausgedrückt. Der Schmelzindex wird nach ISO 1133 bei 190°C und 2,16 kg geprüft und in g/10 min ausgedrückt. Der Kristallitschmelzpunkt (T) wird mit DSC bei einer Aufheizrate von 10°C/min nach ISO 3146 ermittelt. Der Biegemodul (flexural modulus) ist nach ASTM D 790 (2% Secant) zu bestimmen.
Das erfindungsgemäße Ethylenpolymer kann mit den bei Kautschukmassen bekannten Elastomeren wie Naturkautschuk oder Synthesekautschuken kombiniert werden. Vorzugsweise werden wegen der UV-Stabilität ungesättigte Elastomere wie Naturkautschuk, SBR, NBR oder ungesättigten Styrolblockcopolymere nur in geringen Mengen oder besonders bevorzugt gar nicht verwendet. In der Hauptkette gesättigte Synthesekautschuke wie Polyisobutylen, Butylkautschuk, EPM, EPDM oder hydrierte Styrolblockcopolymere werden für den Fall einer gewünschten Modifikation bevorzugt.
Es stellte sich überraschenderweise heraus dass Klebrigkeit (Tack) und Klebkraft bei der neuen polyethylenbasierten Klebemasse im Gegensatz zu konventionellen Kautschukmassen von der Polydispersität des Harzes extrem abhängig sind. Die Polydispersität ist das Verhältnis von Gewichtsmittel zu Zahlenmittel der Molmassenverteilung und kann durch Gelpermeationschromatographie ermittelt werden. Als Klebharz werden daher solche mit einer Polydispersität von weniger als 2,1 vorzugsweise weniger als 1,8 besonders bevorzugt weniger als 1,6 eingesetzt. Den höchsten Tack ist mit Harzen mit einer Polydispersität von 1,0 bis 1,4 zu erreichen.
Als Klebharz hat sich herausgestellt dass der Harze auf Basis von Kolophonium (zum Beispiel Balsamharz) oder Kolophoniumderivaten (zum Beispiel disproportioniertes, dimerisiertes oder verestertes Kolophonium) vorzugsweise partiell oder vollständig hydriert gut geeignet sind. Sie weisen von allen Klebharzen den höchsten Tack (Klebrigkeit, Anfassvermögen) auf, vermutlich liegt das an der geringen Polydispersität von 1,0 bis 1,2. Terpenphenolharze sind ebenfalls geeignet führen aber zu nur mäßigem Tack aber dafür sehr guter Scherfestigkeit und guter Alterungsbeständigkeit.
Bevorzugt werden ebenfalls Kohlenwasserstoffharze die vermutlich aufgrund Ihrer Polarität gut verträglich sind. Dies sind zum Beispiel aromatische Harze wie Cumaron-Inden-Harze oder Harze auf Basis Styrol oder α-Methylstyrol oder cycloaliphatische Kohlenwasserstoffharze aus der Polymerisation von C₅-Monomeren wie Piperylen aus oder C₅- oder C₉-Fraktionen von Crackern oder Terpenen wie β-Pinen oder δ-Limonen oder Kombinationen hiervon vorzugsweise partiell oder vollständig hydriert und Kohlenwasserstoffharze gewonnen durch Hydrierung von aromatenhaltigen Kohlenwasserstoffharzen oder Cyclopentadien-Polymeren.
Die Klebemasse enthält vorzugsweise einen flüssigen Mineralöl-freien Weichmacher wie beispielsweise Ester der Phthal-, Trimellit-, Zitronen- oder Adipinsäure, Wollwachs, flüssige Kautschuke (zum Beispiel niedermolekulare Nitril-, Butadien- oder Polyisoprenkautschuke), flüssige Polymerisate aus reinem Isobuten oder Isobuten-Buten-Copolymer, Flüssig- und Weichharze mit einem Schmelzpunkt unter 40°C auf Basis der Rohstoffe von Klebharzen insbesondere der oben aufgeführten Klassen an Klebharz. Besonders bevorzugt werden flüssige Polymerisate aus Isobuten und vor allem Copolymere aus Isobuten und Buten. Mineralöle eignen sich zwar sehr gut um das erfindungsgemäße Ethylenpolymer klebrig einzustellen, sind jedoch zu flüchtig um gute Fogging-Werte (DIN 75201) also zum Beispiel > 60 zu erreichen, um Ghosting (Rückstände bei Masken- und Oberflächenschutzbändern) oder Durchfetten von Papierträgern bei Wärmelagerung der Rollen zu vermeiden. Aus besagten Gründen ist die Klebemasse daher im Wesentlichen frei von Mineralölen.
Anstelle eines flüssigen Weichmachers kann auch ein sehr weiches und kaum kristallines Ethylenpolymer verwendet werden. Dieses ist vorzugsweise ein Copolymer aus Ethylen und Buten-(1), Hexen-(1) oder Octen-(1) zum Beispiel unter den Handelsnamen Exact^TM Engage^TM, Vistamaxx^TM oder Tafmer^TM bekannt oder ein Terpolymer aus Ethylen, Propylen und Buten-(1), Hexen-(1) oder Octen-(1) wobei der Biegemodul vorzugsweise unter 10 MPa und der Kristallitschmelzpunkt vorzugsweise unter 50°C liegt. Weitere bevorzugte Ethylenpolymere sind ölfreie EPM oder EPDM also Co- oder Terpolymere aus Ethylen und Propylen und optional einem Dien wie Ethylidenenorbornen vorzugsweise mit einem Ethylengehalt von 40 bis 70 Gewichts-%, einer Mooney-Viskosität (Bedingungen 1 + 4, 125°C) unter 50 und/oder einer Dichte unter 0,88 besonders bevorzugt unter 0,87 g/cm³. Da solche Ethylenpolymere zwar sehr weich verglichen mit einem flüssigen Weichmacher relativ hart sind sollte die Menge im Verhältnis zum erfindungsgemäßen Ethylenpolymer sehr hoch sein, also deutlich über 100 phr.
Zur Optimierung der Eigenschaften kann die zum Einsatz kommende Selbstklebemasse mit Additiven wie primären oder sekundären Antioxidantien, Füllstoffen, Flammschutzmitteln, Pigmenten, UV-Absorbern, Antiozonantien, Metalldesaktivatoren, Flamm-, Lichtschutz-, Vernetzungsmitteln oder Vernetzungspromotoren abgemischt sein. Für Außenanwendungen werden vorzugsweise Lichtschutzmittel und/oder UV-Absorber eingesetzt wie sie zum Beispiel unter den Handelsnamen Chimasssorb und Tinuvin bekannt sind. Besonders bevorzugt sind aminische Lichtschutzmittel die der Fachmann als HALS bezeichnet. Geeignete Füllstoffe und Pigmente sind beispielsweise Ruß, Titandioxid, Calciumcarbonat, Zinkcarbonat, Zinkoxid, Silicate oder Kieselsäure.
Die Herstellung und Verarbeitung der Haftklebemassen kann aus Lösung sowie aus der Schmelze erfolgen. Bevorzugte Herstell- und Verarbeitungsverfahren erfolgen aus der Schmelze. Für den letzteren Fall umfassen geeignete Herstellprozesse sowohl Batchverfahren als auch kontinuierliche Verfahren. Besonders bevorzugt ist die kontinuierliche Fertigung der Haftklebemasse mit Hilfe eines Extruders und anschließender Beschichtung direkt auf das zu beschichtende Substrat bei entsprechend hoher Temperatur der Klebmasse. Als Beschichtungsverfahren werden Extrusionsbeschichtung mit Breitschlitzdüsen und Kalanderbeschichtung bevorzugt.
Der Masseauftrag (Beschichtungsstärke) liegt vorzugsweise zwischen 10 und 120 besonders bevorzugt zwischen 20 und 70 g/m². Die Klebkräfte werden bei einem Abzugswinkel von 180° nach AFERA 4001 an 15 mm breiten Teststreifen bestimmt. Hierbei werden als Prüfuntergrund Stahlplatten nach AFERA-Norm bzw. die Rückseite des Klebebandes verwendet.
Als Trägermaterial können die für Klebeband Träger wie Gewebe, Vliese, Papiere wie flache oder gekreppte Sorten oder unverstreckte oder verstreckte Folien aus Polypropylen, Polyethylen, Polyester oder PVC eingesetzt werden wobei ein Papier oder eine unverstreckte Polypropylenfolie bevorzugt werden. Derartige Papiere enthalten in der Regel eine Imprägnierung und eine antiadhäsive Releasebeschichtung.
Auf der Streichseite (Beschichtungsseite) können die Oberflächen der Träger chemisch oder physikalisch vorbehandelt sein, sowie die Rückseite derselben einer antiadhäsiven physikalischen Behandlung oder Beschichtung unterzogen sein.
Der allgemeine Ausdruck „Klebeband” umfasst im Sinne dieser Erfindung alle flächigen Gebilde wie in zwei Dimensionen ausgedehnte Folien oder Folienabschnitte, Bänder mit ausgedehnter Länge und begrenzter Breite, Bandabschnitte, Stanzlinge, Etiketten und dergleichen.
Das erfindungsgemäße Klebeband ist zum Abdecken von Oberflächen zum Lackieren, Sandstrahlen, Putzen mit Mörtel oder Transportieren insbesondere für Anwendungen mit Außenbewitterung und vor allem zum Schutz der Lackierung von Fahrzeugen geeignet.
Im Folgenden wird die Erfindung durch einige Beispiele näher erläutert ohne die Erfindung damit einschränken zu wollen.
Rohstoffe der Beispiele:

IN FUSS 9107: Copolymer aus Ethylen und Octen-(1), Schmelzindex 1 g/10 min, Dichte 0,866 g/cm³, Biegemodul 15,5 MPa, Kristallitschmelzpunkt 121°C
LD 251: LDPE, Schmelzindex 8 g/10 min, Dichte 0,9155 g/cm³, Biegemodul 180 MPa, Kristallitschmelzpunkt 104°C
Engage 7467: Copolymer aus Ethylen und Buten-(1), Schmelzindex 1,2 g/10 min, Dichte 0,862 g/cm³, Biegemodul 4 MPa, Kristallitschmelzpunkt 34°C
Oppanol B 10: flüssiges Poly-iso-buten
Buna EP G 3440: EPDM, Dichte von 0,86 g/cm³, Mooney-Viskosität 28, 48 Gewichts-% Ethylen, 48 Gewichts-% Propylen und 4 Gewichts-% Dien
PB 0300 M: Polybuten, Schmelzindex 4 g/10 min, Dichte 0,915 g/cm³, Biegemodul 450 MPa, Kristallitschmelzpunkt 116°C
Regalite 1100: hydriertes aromatisches Kohlenwasserstoffharz mit einem Schmelzpunkt von 100°C und einer Polydispersität von 1,6
Foral 85: voll hydrierter Glycerinester des Kolophoniums mit einem Schmelzpunkt von 85°C und einer Polydispersität von 1,2
Irganox 1076: phenolisches Antioxidant
Tinuvin 622: UV-Stabilisator auf HALS-Basis

Beispiel 1
Die Klebemasse bestehend aus folgenden Komponenten:
100 phr IN FUSS 9107, 100 phr Buna EP G 3440, 425 phr Regalite 1100, 50 phr Kreide, 8 phr Irganox 1076 und 8 phr Tinuvin 622. Die Klebemasse wird in einem Extruder kontinuierlich hergestellt und mittels Düsenbeschichtung auf einem fertig ausgerüsteten Papierträger SC/042 P (Gessner, 60 g/m²) mit 40 g/m² aus der Schmelze aufgetragen.
Das Klebeband wird auf einem Bleck mit 2K-PU-Lack wie für KFZ gebräuchlich verklebt und einer Außenbewitterung in Hamburg unterzogen, nach 4 Wochen lässt sich das Klebeband rückstandfrei wieder abziehen. Nach 4 Wochen Lagerung der Rollen bei 70°C ist das Papier nicht durchfettet und die Rolle nur geringfügig deformiert.
Beispiel 2
Die Ausführung erfolgt wie in Beispiel 1 beschrieben, jedoch besteht die Masse aus 100 phr IN FUSS 9107, 140 phr Oppanol B 10, 250 phr Foral 85, 8 phr Irganox 1076 und 5 phr Tinuvin 622. Die Beschichtung erfolgt mit 15 g/m² auf der Basisschicht einer Trägerfolie. Diese besteht aus einer 50 μm dicken Basisschicht aus 59,7 Gew.-Teilen aus PP-Homopolymer, 30 Gew.-Teilen LLDPE, 10 Gew.-Teilen anorganisch gecoatetem Titandioxid und 0.3 Gew.-Teilen eines HALS-Stabilisators (Tinuvin 622). und einer 15 μm dicken Deckschicht aus 30 Gew.-Teilen aus PP-Homopolymer und 70 Gew.-Teilen LDPE. Die Deckschicht wird vor der Klebemassebeschichtung mit einem Trennlack auf Basis Polyvinylstearylcarbamat versehen.
Das resultierende Produkt wird auf einem Blech mit 2K-PU-Lack wie für KFZ gebräuchlich verklebt und einer UV-Alterung unterzogen (1750 h Xenotest 150 entsprechend 97 kLy), nach dem nachfolgendem Abziehen traten keine Klebemasserückstände auf.
Vergleichsbeispiel 1
Die Ausführung erfolgt wie in Beispiel 1 beschrieben, jedoch mit einer Masse aus 100 phr LD 251, 78.4 phr Ondina 933, 212 phr Escorez 1310, 8 phr Irganox 1726. Die Beschichtung ist nicht haftklebrig sondern hart mit öliger Oberfläche.
Vergleichsbeispiel 2
Die Ausführung erfolgt wie in Beispiel 1 beschrieben, jedoch mit einer Masse aus 100 phr Engage 7467, 78.4 phr Ondina 933, 212 phr Escorez 1310, 8 phr Irganox 1726. Die Beschichtung ist sehr weich und klebrig. Eine Klebkraftmessung nicht möglich (Kohäsionsbruch).
Vergleichsbeispiel 3
Die Ausführung erfolgt wie in Beispiel 1 beschrieben, jedoch mit einer Masse aus 100 phr IN FUSS 9107, 78.4 phr PB 0300 M, 212 phr Escorez 1310, 8 phr Irganox 1076. Die Beschichtung erfolgt wie in Beispiel 1. Die Beschichtung ist nicht haftklebrig.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

- ISO 1183 [0004]
- ISO 1133 [0004]
- ISO 3146 [0004]
- ASTM D 790 [0004]
- DIN 75201 [0009]
- AFERA 4001 [0013]

Claims

Abdeckklebeband mit einer mindestens einseitig aus der Schmelze beschichteten Klebemasse aus einem Ethylenpolymer mit einer Dichte zwischen 0,86 und 0,89 vorzugsweise zwischen 0,86 und 0,88 besonders bevorzugt zwischen 0,86 und 0,87 g/cm³ und einem Kristallitschmelzpunkt von mindestens 105 vorzugsweise mindestens 115°C und einem Klebharz.
Abdeckklebeband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ethylenpolymer – einen Schmelzindex von weniger als 6 vorzugsweise weniger als 1,5 g/10 min, – und/oder einen Biegemodul von weniger als 26 vorzugsweise weniger als 17 MPa aufweist – und/oder ein C₃- bis C₁₀-Olefin vorzugsweise 1-Octen enthält
Abdeckklebeband nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebemasse – ein primäres Antioxidant vorzugsweise in einer Menge von mindestens 2 besonders bevorzugt mindestens 6 phr und/oder mit einer sterisch gehinderten phenolischen Gruppe, – ein sekundäres Antioxidant in einer Menge von 0 bis 5 vorzugsweise in einer Menge von 0,5 bis 1 phr und/oder aus der Klasse der Schwefelverbindungen oder der Klasse der Phosphite – ein Lichtschutzmittel vorzugsweise ein HALS und/oder – einen UV-Absorber enthält
Abdeckklebeband nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Masseauftrag zwischen 10 und 120 vorzugsweise zwischen 20 und 70 g/m² liegt
Abdeckklebeband nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Klebharz eine Polydispersität von weniger als 2,1 vorzugsweise weniger als 1,8 besonders bevorzugt weniger als 1,6 insbesondere zwischen 1,0 und 1,4 aufweist.
Abdeckklebeband nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Klebharz ein Kohlenwasserstoff ist vorzugsweise dass das Klebharz gewählt ist aus der Gruppe – der Harze auf Basis von Kolophonium oder Kolophoniumderivaten vorzugsweise partiell oder vollständig hydriert, – der Kohlenwasserstoffharze auf Basis von C₅-Monomeren vorzugsweise partiell oder vollständig hydriert, – der Kohlenwasserstoffharze aus Hydrierung von aromatenhaltigen Kohlenwasserstoffharzen, – der Kohlenwasserstoffharze auf Basis von hydrierten Cyclopentadien-Polymeren, und – der Harze auf Basis von Polyterpenen vorzugsweise partiell oder vollständig hydriert
Abdeckklebeband nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebemasse einen Weichmacher aus der Gruppe der flüssigen Polymerisate aus reinem Isobuten oder Isobuten mit Buten oder der Ester der Phthal-, Trimellit-, Zitronen- oder Adipinsäure enthält.
Abdeckklebeband nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebemasse ein Copolymer aus Ethylen und Buten-(1), Hexen-(1) oder Octen-(1) oder ein Terpolymer aus Ethylen, Propylen und Buten-(1), Hexen-(1) oder Octen-(1) enthält wobei der Biegemodul des Copolymers oder Terpolymers vorzugsweise unter 10 MPa und der Kristallitschmelzpunkt vorzugsweise unter 50°C liegt oder ein EPM oder EPDM vorzugsweise mit einem Ethylengehalt von 40 bis 70 Gewichts-% und/oder einer Dichte unter 0,88 besonders bevorzugt unter 0,87 g/cm³ wobei die Menge an Copolymer oder Terpolymer vorzugsweise über 100 phr beträgt
Abdeckklebeband nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger Papier, Gewebe, Gewirke, Tissue, unverstreckte oder verstreckte Folie aus Polypropylen, Polyethylen, Polyester oder PVC vorzugsweise ein Papier oder eine unverstreckte Polypropylenfolie ist
Verwendung eines Klebebandes nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche zum Abdecken von Oberflächen zum Lackieren, Sandstrahlen, Putzen mit Mörtel oder Transportieren insbesondere für Anwendungen mit Außenbewitterung und vor allem zum Schutz der Lackierung von Fahrzeugen.