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Die
Erfindung beschreibt die Verwendung eines Klebebands zum Umwickeln
von langgestrecktem Gut wie insbesondere Leitungen oder Kabelsätze
mit einem Träger und einer darauf zumindest einseitig beschichteten
insbesondere druckempfindlichen Klebemasse.
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Mikroballon
geschäumte (Selbst-)Klebemassen sind seit langem bekannt
und beschrieben. Sie zeichnen sich durch eine definierte Zellstruktur
mit einer gleichmäßigen Größenverteilung
der Schaumzellen aus. Es sind geschlossenzellige Mikroschäume
ohne Kavitäten bekannt, wodurch im Vergleich zu offenzelligen
Varianten eine bessere Dichtung empfindlicher Güter gegen
Staub und flüssige Medien erzielt werden kann.
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Durch
ihre flexible, thermoplastische Polymerschale besitzen derartige
Schäume eine höhere Anpassungsfähigkeit
als solche, die mit nicht expandierbaren, nicht polymeren Mikrohohlkugeln
(wie zum Beispiel Glashohlkugeln) gefüllt sind. Sie eignen
sich besser zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen, wie sie zum
Beispiel bei Spritzgussteilen die Regel sind, und können
aufgrund ihres Schaumcharakters auch thermische Spannungen besser
kompensieren.
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Des
Weiteren können durch die Auswahl des thermoplastischen
Harzes der Polymerschale die mechanischen Eigenschaften des Schaums
weiter beeinflusst werden. So ist es beispielsweise möglich,
selbst dann, wenn der Schaum eine geringere Dichte als die Matrix
aufweist, Schäume mit höherer Kohäsionsfestigkeit
als mit der Polymermatrix allein herzustellen. So können
typische Schaumeigenschaften wie die Anpassungsfähigkeit
an raue Untergründe mit einer hohen Kohäsionsfestigkeit
für PSA-Schäume kombiniert werden.
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Klassisch
chemisch oder physikalisch geschäumte Materialien sind
demgegenüber für ein irreversibles Zusammenfallen
unter Druck und Temperatur anfälliger. Auch die Kohäsionsfestigkeit
ist hier niedriger.
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In
der
EP 1 102 809 A1 wird
ein Verfahren vorgeschlagen, in dem die Mikroballons teilweise vor
Austritt aus einer Beschichtungsdüse expandieren und gegebenenfalls
durch einen nachgeschalteten Schritt zur vollständigen
Expansion gebracht werden. Dieses Verfahren führt zu Produkten
mit deutlich geringerer Oberflächenrauhigkeit und damit
verbundenem geringerem Abfall der Schälfestigkeit. Allerdings
ist es in seiner Funktion bei der Masseviskosität stark
limitiert. Hoch viskose Massesysteme führen unweigerlich
im Düsenspalt zu einem hohen Spaltdruck, welcher die expandierten
Mikroballons komprimiert beziehungsweise verformt. Nach Austritt
aus der Düse nehmen die Mikroballons wieder ihre Ursprungsform
an und durchbrechen die Klebemassenoberfläche. Dieser Effekt
verstärkt sich durch zunehmende Masseviskosität,
abnehmende Schichtdicke und sinkendes Raumgewicht beziehungsweise
steigenden Mikroballonanteil.
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In
vielen Industriebereichen werden Bündel aus einer Vielzahl
von elektrischen Leitungen vor dem Einbau oder in bereits montiertem
Zustand beispielsweise mit Klebebändern umwickelt, um den
Raumbedarf des Leitungsbündels durch Bandagieren zu reduzieren
sowie um zusätzliche Schutzfunktionen zu erzielen. Mit
Folienklebebändern wird ein gewisser Schutz vor Flüssigkeitszutritt
erreicht, mit luftigen und voluminösen Klebebändern
auf Basis von dicken Vliesstoffen oder Schaumstoffen als Träger
erhält man dämpfende Eigenschaften, bei Verwendung
von abriebfesten, stabilen Trägermaterialien wird nach
heutigem Stand der Technik eine Schutzfunktion gegen Scheuern und
Reiben erzielt.
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Hochabriebfeste
Klebebänder für die Kabelbandagierung sind bekannt,
wobei allerdings die hohe Abriebfestigkeit praktisch ausschliesslich
durch den Träger dargestellt wird.
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Aus
der
DE 298 23 462
U1 ist ein Klebeband mit einem zweischichtigen Träger
bekannt, dessen untere Schicht mit einer Klebemasse beschichtet
ist. Die obere Schicht des Trägers besteht aus Wirkwarenvelours, die
untere bildet ein Synthetikfaservlies. Beide Schichten sind zumindest
bereichsweise verklebt, insbesondere mit einem thermoplastischen
Vlies.
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Wie
dem Fachmann bekannt ist, ist Wirkwarenvelours aufwändig
herzustellen und teuer.
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Die
EP 1 723 210 A1 offenbart
als Träger eine oberste Deckschicht A, die mit einer zweiten
Schicht C über die gesamte Fläche der Deckschicht
A fest verbunden ist, insbesondere vernäht/vernadelt, wobei
die Deckschicht A aus einem Velour, Gelege, Gewebe oder Gewirke,
insbesondere einem PET-Filamentgewebe oder einem Polyamid-Gewebe,
und die Schicht C aus einem porösen Flachengebilde wie
einem Textil mit einer offenen, aber stabilen dreidimensionalen
Struktur, aus einem Schaumstoff oder einer geschäumten
Folie besteht. Die Schicht C is voluminös, 0,2 bis 3 mm
dick und absorbiert die Abriebenergie und stellt eine Geräuschdämpfung
sicher. Auf der Schicht C, und zwar auf der der Schicht A gegenüberliegenden
Seite, ist eine weitere Schicht B aus Velour, Gewebe oder Gewirke
vorhanden.
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Allerdings
tragen dicke Zwischenschichten wie C stark auf. Des Weiteren sind
vernadelte Verbünde (wie die Schichten A/C) teuer.
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Die
EP 1 722 968 A2 offenbart
als Träger einen zweischichtigen Aufbau aus eine oberste
Deckschicht A, die mit einer zweiten Schicht B über eine
Zwischenschicht C verbunden ist, wobei Schichten A und B aus Gewebe
oder Gewirke bestehen und die Zwischenschicht C aus einer visko-elastischen
Klebmasse. Durch den Aufbau ist die Abriebfestigkeit des Verbundes
mindestens 150% der Summe der Einzellagen.
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Auch
hier wird die Abriebfestigkeit nur durch einen aufwändigen
und teuren Mehrlagenverbund erzielt.
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Die
EP 1 066 670 B1 beschreibt
einen mehrlagigen Verbund aus einer Vliesschicht und einem Wirkwaren-Velours,
die miteinander vollflächig oder bereichsweise verklebt
sind. Dieser Verbund zeigt zwar hohe Abriebfestigkeit, ist wegen
der Mehrlagigkeit und der Verwendung von Wirkwaren-Velours aber
auch aufwändig und teuer.
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Wie
man sieht, werden besonders hohe Abriebfestigkeiten bisher nur durch
die Auswahl sehr abriebfester Trägermaterialien, insbesondere
Textilien, meist noch verbunden mit mehrlagigen Aufbauten realisiert. Damit
sind nicht nur ein hoher Aufwand und hohe Kosten verbunden. Es entstehen
auch sehr dicke Klebebänder, die in der Anwendung stark
auftragen oder sehr steif sind und damit in der Anwendung zu „Flagging” neigen.
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Unter
Flagging versteht man die Neigung der Bandenden einer Wicklung abzustehen.
Die Ursache ist die Kombination von Haltekraft durch den Klebstoff,
der Steifigkeit des Trägers und des Durchmessers des Kabelsatzes.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, gegenüber dem Stand der Technik eine
merkliche Verbesserung zu erzielen und ein Klebeband bereitzustellen,
welches die Möglichkeit zur Bandagierung von Einzelleitungen
zu Kabelsätzen mit hohem Schutz gegen mechanische Schädigungen
durch Scheuern und Reiben an scharfen Kanten, Graten, oder Schweißpunkten
kombiniert.
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Gelöst
wird diese Aufgabe durch die Verwendung eines Klebebands, wie es
im Hauptanspruch näher gekennzeichnet ist. In den Unteransprüchen
sind vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Des
Weiteren ist ein mit dem Klebeband ummantelter Kabelbaum vom Erfindungsgedanken
umfasst.
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Demgemäß betrifft
die Erfindung die Verwendung eines Klebebands zum Umwickeln von
langgestrecktem Gut wie insbesondere Leitungen oder Kabelsätze
mit einem Träger und einer darauf zumindest einseitig beschichteten
insbesondere druckempfindlichen Klebemasse, wobei die Klebemasse
mit expandierten Mikroballons geschäumt ist.
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Es
ergibt sich, für den Fachmann nicht vorherzusehen, eine
wesentliche Verbesserung der Abriebbeständigkeit des Klebebands
durch den Einsatz einer geschäumten Selbstklebemasse im
Vergleich zu einer ungeschäumten flächengewichts-
und rezepturidentischen Selbstklebemasse, insgesamt also ein hoch
abriebfestes Klebeband.
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Der
Anteil der Mikroballons in der Klebemasse liegt gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zwischen größer
0 Gew.-% und 30 Gew.-%, insbesondere zwischen 1,5 Gew.-% und 10
Gew.-%, ganz insbesondere zwischen 5 und 8 Gew.-%, jeweils bezogen
auf die Gesamtzusammensetzung der Klebemasse.
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Weiter
vorzugsweise weisen die Mikroballons bei 25°C einen Durchmesser
von 3 μm bis 45 μm, insbesondere 5 μm
bis 20 μm, und/oder nach Temperatureinwirkung einen Durchmesser
von 20 μm bis 200 μm, insbesondere 40 μm
bis 100 μm, auf.
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Bei
Mikroballons handelt es sich um elastische Hohlkugeln, die eine
thermoplastische Polymerhülle aufweisen. Diese Kugeln sind
mit niedrigsiedenden Flüssigkeiten oder verflüssigtem
Gas gefüllt. Als Hüllenmaterial finden insbesondere
Polyacrylnitril, PVDC, PVC oder Polyacrylate Verwendung. Als niedrigsiedende Flüssigkeit
sind insbesondere Kohlenwasserstoffe der niederen Alkane, beispielsweise
Isobutan oder Isopentan geeignet, die als verflüssigtes
Gas unter Druck in der Polymerhülle eingeschlossen sind.
Durch ein Einwirken auf die Mikroballons, insbesondere durch eine
Wärmeeinwirkung erweicht die äußere Polymerhülle. Gleichzeitig
geht das in der Hülle befindliche flüssige Treibgas
in seinen gasförmigen Zustand über. Dabei dehnen
sich die Mikroballons irreversibel aus und expandieren dreidimensional.
Die Expansion ist beendet, wenn sich der Innen- und der Außendruck
ausgleichen. Da die polymere Hülle erhalten bleibt, erzielt
man so einen geschlossenzelligen Schaum.
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Es
ist eine Vielzahl an Mikroballontypen kommerziell erhältlich
wie zum Beispiel von der Firma Akzo Nobel die Expancel DU-Typen
(dry unexpanded), welche sich im Wesentlichen über ihre
Größe (6 bis 45 μm Durchmesser im unexpandierten
Zustand) und ihre zur Expansion benötigten Starttemperatur
(75 bis 220°C) differenzieren. Wenn der Mikroballontyp
beziehungsweise die Schäumungstemperatur auf das zur Massecompoundierung
benötigte Temperaturprofil und die Maschinenparameter abgestimmt
sind, können Massecompoundierung und Schäumung
auch gleichzeitig in einem Schritt erfolgen.
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Weiterhin
sind unexpandierte Mikroballontypen auch als wässrige Dispersion
mit einem Feststoff- beziehungsweise Mikroballonanteil von ca. 40
bis 45 Gew.-% erhältlich, weiterhin auch als polymergebundende Mikroballons
(Masterbatche), zum Beispiel in Ethylvinylacetat mit einer Mikroballonkonzentration
von ca. 65 Gew.-%. Sowohl die Mikroballon-Dispersionen als auch
die Masterbatche sind wie die DU-Typen zur Schäumung von
Klebemassen geeignet.
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Die
Dicke der Klebemasse auf dem bahnförmigen Trägermaterial
kann zwischen 20 μm und 3000 μm betragen, vorzugsweise
zwischen 40 μm und 150 μm.
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Die
Auswahl einer geeigneten Klebemassenbasis zur Herstellung des erfindungsgemäßen
Selbstklebebandes ist unkritisch. Sie kann aus der Gruppe der thermoplastischen
Elastomere, beinhaltend Natur- und Synthesekautschuke einschließlich
Blockcopolymere und deren Elends, gewählt sein, aber ebenso
aus der Gruppe der so genannten Polyacrylatklebemassen.
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Vorteilhafterweise
ist die Basis für die kautschukbasierenden Klebemassen
ein nichtthermoplastisches Elastomer, gewählt aus der Gruppe
der Naturkautschuke oder der Synthesekautschuke, oder besteht aus
einem beliebigen Elend aus Naturkautschuken und/oder Synthesekautschuken,
wobei der Naturkautschuk oder die Naturkautschuke grundsätzlich
aus allen erhältlichen Qualitäten wie zum Beispiel
Crepe-, RSS-, ADS-, TSR- oder CV-Typen, je nach benötigtem
Reinheits- und Viskositätsniveau, und der Synthesekautschuk
oder die Synthesekautschuke aus der Gruppe der statistisch copolymerisierten
Styrol-Butadien-Kautschuke (SBR), der Butadien-Kautschuke (BR),
der synthetischen Polyisoprene (IR), der Butyl-Kautschuke (IIR),
der halogenierten Butyl-Kautschuke (XIIR), der Acrylatkautschuke
(ACM), der Stylen-Vinylacetat-Copolymeren (EVA) und der Polyurethane
und/oder deren Elends gewählt werden können.
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Weiterhin
vorzugsweise können thermoplastische Elastomere als Basis
für die Klebemasse gewählt werden.
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Stellvertretend
genannt seien an dieser Stelle die Styrolblockcopolymere und vor
allem die Styrol-Isopren-Styrol(SIS)- und Styrol-Butadien-Styrol(SBS)-Typen.
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Weiterhin
vorzugsweise kann die Klebemasse auch aus der Gruppe der Polyacrylate
oder der Silikonkautschuke gewählt sein.
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Als
klebrigmachende Harze sind ausnahmslos alle vorbekannten und in
der Literatur beschriebenen Klebharze einsetzbar. Genannt seien
stellvertretend die Kolophoniumharze, deren disproportionierte,
hydrierte, polymerisierte, veresterte Derivate und Salze, die aliphatischen
und aromatischen Kohlenwasserstoffharze, Terpenharze und Terpenphenolharze.
Beliebige Kombinationen dieser und weiterer Harze können
eingesetzt werden, um die Eigenschaften der resultierenden Klebmasse
wunschgemäß einzustellen. Auf die Darstellung des
Wissensstandes im „Handbook of Pressure Sensitive
Adhesive Technology" von Donatas Satas (van Nostrand, 1989) sei
ausdrücklich hingewiesen.
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Als
Weichmacher können alle aus der Klebebandtechnologie bekannten
weichmachenden Substanzen eingesetzt werden. Dazu zählen
unter anderem die paraffinischen und naphthenischen Öle,
(funktionalisierte) Oligomere wie Oligobutadiene, -isoprene, flüssige
Nitrilkautschuke, flüssige Terpenharze, pflanzliche und
tierische Öle und Fette, Phthalate, funktionalisierte Acrylate.
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Zum
Zwecke der thermisch induzierten chemischen Vernetzung sind alle
vorbekannten thermisch aktivierbaren chemischen Vernetzer wie beschleunigte
Schwefel- oder Schwefelspendersysteme, Isocyanatsysteme, reaktive
Melamin-, Formaldehyd- und (optional halogenierter) Phenol-Formaldehydharze
beziehungsweise reaktive Phenolharz- oder Diisocyanatvernetzungssysteme
mit den entsprechenden Aktivatoren, epoxidierte Polyester- und Acrylat-Harze
sowie deren Kombinationen einsetzbar.
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Die
Vernetzer werden vorzugsweise aktiviert bei Temperaturen über
50°C, insbesondere bei Temperaturen von 100°C
bis 160°C, ganz besonders bevorzugt bei Temperaturen von
110°C bis 140°C.
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Die
thermische Anregung der Vernetzer kann auch durch IR-Strahlen oder
hochenergetische Wechselfelder erfolgen.
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Als
Trägermaterial für das einseitig klebende Klebeband
können alle bekannten textilen Träger wie eine
Schlingenware, ein Velour, ein Gelege, ein Gewebe, insbesondere
ein PET-Filamentgewebe oder ein Polyamid-Gewebe, ein Gewirke oder
ein Vlies eingesetzt werden, wobei unter „Vlies” zumindest
textile Flächengebilde gemäß EN
29092 (1988) sowie Nähwirkvliese und ähnliche
Systeme zu verstehen sind.
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Ebenfalls
können Abstandsgewebe und -gewirke mit Kaschierung verwendet
werden. Abstandsgewebe sind mattenförmige Schichtkörper
mit einer Deckschicht aus einem Faser- oder Filamentvlies, einer
Unterlagsschicht und zwischen diesen Schichten vorhandene einzelne
oder Büschel von Haltefasern, die über die Fläche
des Schichtkörpers verteilt durch die Partikelschicht hindurchgenadelt
sind und die Deckschicht und die Unterlagsschicht untereinander
verbinden. Die durch die Partikelschicht hindurchgenadelten Haltefasern
halten die Deckschicht und die Unterlagsschicht in einem Abstand
voneinander und sie sind mit der Deckschicht und der Unterlagsschicht
verbunden.
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Als
Vliesstoffe kommen besonders verfestigte Stapelfaservliese, jedoch
auch Filament-, Meltblown- sowie Spinnvliese in Frage, die meist
zusätzlich zu verfestigen sind. Als mögliche Verfestigungsmethoden
sind für Vliese die mechanische, die thermische sowie die
chemische Verfestigung bekannt. Werden bei mechanischen Verfestigungen
die Fasern meist durch Verwirbelung der Einzelfasern, durch Vermaschung
von Faserbündeln oder durch Einnähen von zusätzlichen
Fäden rein mechanisch zusammengehalten, so lassen sich durch
thermische als auch durch chemische Verfahren adhäsive
(mit Bindemittel) oder kohäsive (bindemittelfrei) Faser-Faser-Bindungen
erzielen. Diese lassen sich bei geeigneter Rezeptierung und Prozessführung
ausschließlich oder zumindest überwiegend auf
Faserknotenpunkte beschränken, so dass unter Erhalt der
lockeren, offenen Struktur im Vlies trotzdem ein stabiles, dreidimensionales
Netzwerk gebildet wird.
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Besonders
vorteilhaft haben sich Vliese erwiesen, die insbesondere durch ein Übernähen
mit separaten Fäden oder durch ein Vermaschen verfestigt
sind.
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Derartige
verfestigte Vliese werden beispielsweise auf Nähwirkmaschinen
des Typs „Malivlies” der Firma Karl Mayer, ehemals
Malimo, hergestellt und sind unter anderem bei den Firmen Naue Fasertechnik
und Techtex GmbH beziehbar. Ein Malivlies ist dadurch gekennzeichnet,
dass ein Querfaservlies durch die Bildung von Maschen aus Fasern
des Vlieses verfestigt wird.
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Als
Träger kann weiterhin ein Vlies vom Typ Kunitvlies oder
Multiknitvlies verwendet werden. Ein Kunitvlies ist dadurch gekennzeichnet,
dass es aus der Verarbeitung eines längsorientierten Faservlieses
zu einem Flächengebilde hervorgeht, das auf einer Seite
Maschen und auf der anderen Maschenstege oder Polfaser-Falten aufweist,
aber weder Fäden noch vorgefertigte Flächengebilde
besitzt. Auch ein derartiges Vlies wird beispielsweise auf Nähwirkmaschinen
des Typs „Kunitvlies” der Firma Karl Mayer schon
seit längerer Zeit hergestellt. Ein weiteres kennzeichnendes
Merkmal dieses Vlieses besteht darin, dass es als Längsfaservlies in
Längsrichtung hohe Zugkräfte aufnehmen kann. Ein
Multiknitvlies ist gegenüber dem Kunitvlies dadurch gekennzeichnet,
dass das Vlies durch das beidseitige Durchstechen mit Nadeln sowohl
auf der Ober- als auch auf der Unterseite eine Verfestigung erfährt.
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Schließlich
sind auch Nähvliese als Vorprodukt geeignet, das Klebeband
zu bilden. Ein Nähvlies wird aus einem Vliesmaterial mit
einer Vielzahl parallel zueinander verlaufender Nähte gebildet.
Diese Nähte entstehen durch das Einnähen oder
Nähwirken von durchgehenden textilen Fäden. Für
diesen Typ Vlies sind Nähwirkmaschinen des Typs „Maliwatt” der
Firma Karl Mayer, ehemals Malimo, bekannt.
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Sodann
ist das Caliweb® hervorragend geeignet.
Das Caliweb® besteht aus einem
thermisch fixierten Abstandsvliesstoff Multiknit mit zwei außenliegenden
Maschenschichten und einer innenliegenden Polschicht, die senkrecht
zu den Maschenschichten angeordnet sind.
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Weiterhin
besonders vorteilhaft ist ein Stapelfaservlies, das im ersten Schritt
durch mechanische Bearbeitung vorverfestigt wird oder das ein Nassvlies
ist, das hydrodynamisch gelegt wurde, wobei zwischen 2% und 50%
der Fasern des Vlieses Schmelzfasern sind, insbesondere zwischen
5% und 40% der Fasern des Vlieses.
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Ein
derartiges Vlies ist dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern nass
gelegt werden oder zum Beispiel ein Stapelfaservlies durch die Bildung
von Maschen aus Fasern des Vlieses oder durch Nadelung, Vernähung
beziehungsweise Luft- und/oder Wasserstrahlbearbeitung vorverfestigt
wird.
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In
einem zweiten Schritt erfolgt die Thermofixierung, wobei die Festigkeit
des Vlieses durch das Auf- oder Anschmelzen der Schmelzfasern nochmals
erhöht wird.
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Die
Verfestigung des Vliesträgers lässt sich auch
ohne Bindemittel beispielsweise durch Heißprägen mit
strukturierten Walzen erreichen, wobei über Druck, Temperatur,
Verweilzeit und die Prägegeometrie Eigenschaften wie Festigkeit,
Dicke, Dichte, Flexibilität und ähnlichem gesteuert
werden können.
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Besonders
vorteilhaft als Träger sind Gewebe, Gewirke oder Veloure
oder deren Kombinationen.
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Als
besonders geeignet haben sich des Weiteren Filamentgewebe aus Polyester
oder Polyamid erwiesen mit einer Gewebekonstruktion von 10 bis 50
Fäden pro cm in Kettrichtung sowie 10 bis 50 Fäden
pro cm in Schussrichtung. Derartige Gewebe weisen Flächengewichte
von 30 bis 250 g/m2 auf. Je nach Konstruktion und
verwendeten Garnen und Fasern weisen diese mittlere bis hohe Abriebfestigkeiten
auf. Diese können durch die Verwendung einer geschäumten
Masse weiter gesteigert werden. Darüber hinaus können
mit dünneren Textilien (beziehungsweise mit geringerem
Flächengewicht) durch die Verwendung von geschäumter Masse
die gleichen oder höhere Abriebfestigkeiten erzielt werden
wie bei dickeren Textilien (beziehungsweise höheren Flächengewichten).
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Als
Ausgangsmaterialien für die textilen Träger sind
insbesondere Polyester-, Polypropylen-, Viskose- oder Baumwollfasern
vorgesehen. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht auf die genannten
Materialien beschränkt, sondern es können, für
den Fachmann erkenntlich ohne erfinderisch tätig werden
zu müssen, eine Vielzahl weiterer Fasern zur Herstellung
des Vlieses eingesetzt werden. Insbesondere verschleißfeste Polymere
wie Polyester, Polyolefine, Polyamide oder Glas- oder Carbonfasern
Verwendung.
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Als
Trägermaterial eignen sich auch Träger aus Papier
(gekreppt und/oder ungekreppt), aus einem Laminat, aus einer Folie
(zum Beispiel Polyethylen-, Polypropylen-, mono- oder biaxial orientierte
Polypropylenfolien, Polyester-, PA-, PVC- und andere Folien), oder
aus bahnförmigen Schaumstoffen (beispielsweise aus Polyethylen
und Polyurethan).
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Auf
der Streichseite können die Oberflächen der Träger
chemisch oder physikalisch vorbehandelt sein, sowie die Rückseite
derselben einer antiadhäsiven physikalischen Behandlung
oder Beschichtung unterzogen sein.
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Die
Klebemasse kann in Längsrichtung des Klebebands in Form
eines Streifens aufgebracht sein, der eine geringere Breite aufweist
als der Träger des Klebebands.
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Je
nach Verwendungsfall können auch mehrere parallele Streifen
des Klebers auf dem Trägermaterial beschichtet sein.
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Die
Lage des Streifens auf dem Träger ist frei wählbar,
wobei eine Anordnung direkt an einer der Kanten des Trägers
bevorzugt wird.
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Bevorzugt
ist die Klebemasse vollflächig auf dem Träger
aufgetragen.
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Auf
der Klebebeschichtung des Trägers kann zumindest ein Streifen
einer Eindeckung vorgesehen sein, der oder die sich in Längsrichtung
des Klebebands erstrecken und der oder die zwischen 20% und 90% der
Klebebeschichtung abdecken.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist genau ein
Streifen der Eindeckung auf der Klebebeschichtung vorhanden.
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Die
Lage des Streifens auf der Klebebeschichtung ist frei wählbar,
wobei eine Anordnung direkt an einer der Längskanten des
Trägers bevorzugt wird. Auf diese Weise ergibt sich ein
in Längsrichtung des Klebebands erstreckender Klebestreifen,
der mit der anderen Längskante des Trägers abschließt.
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Wird
das Klebeband zur Ummantelung eines Kabelbaums eingesetzt, indem
das Klebeband in einer spiralförmigen Bewegung um den Kabelbaum
geführt wird, kann die Umhüllung des Kabelbaums
so erfolgen, dass die Klebemasse des Klebebands nur auf dem Klebeband
selbst verklebt wird, während das Gut mit keinem Kleber
in Berührung kommt.
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Der
so ummantelte Kabelbaum weist aufgrund der fehlenden Fixierung der
Kabel durch irgendeinen Kleber eine sehr hohe Flexibilität
auf. Damit ist seine Biegefähigkeit beim Einbau – gerade
auch in engen Durchgängen oder scharfen Abbiegungen – deutlich
erhöht.
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Falls
eine gewisse Fixierung des Klebebands auf dem Gut gewünscht
wird, kann die Ummantelung derartig erfolgen, dass der Klebestreifen
zu einem Teil auf dem Klebeband selbst und zu einem anderen Teil auf
dem Gut verklebt wird.
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Gemäß einer
anderen vorteilhaften Ausführungsform ist der Streifen
mittig auf der Klebebeschichtung aufgebracht, so dass sich zwei
an den Längskanten des Trägers in Längsrichtung
des Klebebands erstreckende Klebestreifen ergeben.
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Für
das sichere und wirtschaftliche Aufbringen des Klebebands in besagter
spiralförmiger Bewegung um den Kabelbaum und gegen das
Verrutschen der sich ergebenden Schutzumhüllung sind die
zwei jeweils an den Längskanten des Klebebands vorhandenen
Klebestreifen vorteilhaft, insbesondere wenn einer, der meist schmaler
als der zweite Streifen ist, als Fixierungshilfe dient und der zweite,
breitere Streifen als Verschluss dient. Auf diese Weise ist das
Klebeband so auf dem Kabel verklebt, dass der Kabelsatz gegen Verrutschen
gesichert und dennoch flexibel gestaltet ist.
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Daneben
gibt es Ausführungsformen, bei denen mehr als ein Streifen
der Eindeckung auf der Klebebeschichtung aufgebracht sind. Wenn
lediglich von einem Streifen die Rede ist, liest der Fachmann in
Gedanken mit, dass durchaus auch mehrere Streifen gleichzeitig die
Klebebeschichtung eindecken können.
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Bevorzugt
deckt der Streifen insgesamt zwischen 50% und 80% der Klebebeschichtung
ab. Der Abdeckungsgrad ist gewählt in Abhängigkeit
von der Anwendung und von dem Durchmesser des Kabelsatzes.
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Besonders
vorzugsweise verbleiben ein oder zwei Klebestreifen, deren Gesamtbreite
20 bis 50% der Breite des Trägers ausmacht.
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Insbesondere
wenn die Klebebeschichtung nicht vollflächig erfolgt, sondern
beispielsweise streifenförmig, beziehen sich die angegebenen
Prozentzahlen auf die Breite der Streifen der Eindeckung in Bezug
auf die Breite des Trägers, sprich erfindungsgemäß weisen
der oder die Streifen der Eindeckung eine Breite auf, die zwischen
20 und 90% der Breite des Trägers ausmacht.
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Als
Materialien für die Eindeckung kommen die insbesondere
für Kabelbandagierungsanwendungen üblichen Folien
basierend auf Polyolefinen (zum Beispiel Polyethylen-, Polypropylen-,
mono- oder biaxial orientierte Polypropylenfolien, Polyester-, PA-,
und andere Folien) oder PVC in Betracht, bevorzugt solche mit Weichmachergehalten
zwischen 20 und 60 phr.
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Des
Weiteren können der Träger und/oder die Klebebeschichtung
beispielsweise mit Hilfe eines aus Ammoniumpolyphosphat, Magnesiumhydroxid
und/oder Aluminiumhydroxid bestehenden Flammschutzmittels oder mit
Hilfe eines Chlorparaffins, gegebenenfalls in Kombination mit Antimontrioxid,
flammhemmend ausgerüstet sein. Die Flammschutzmittel können
auch bromorganische Verbindungen sein, bei Bedarf mit Synergisten
wie Antimontrioxid, wobei jedoch in Hinblick auf die Halogenfreiheit
des Klebebandes roter Phosphor, phosphororganische, mineralische
oder intumeszierende Verbindungen wie Ammoniumpolyphosphat allein
oder in Verbindung mit Synergisten bevorzugt Verwendung finden.
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Bei
der Herstellung einer bevorzugten Ausführungsform der druckempfindlichen
Klebemasse, die expandierte Mikroballons enthält, wird
folgendes Verfahren angewandt:
- • Die
Bestandteile zur Bildung der Klebemasse wie Polymere, Harze oder
Füllstoffe und nicht expandierte Mikroballons werden in
einem ersten Mischaggregat gemischt und unter Überdruck
auf Expansionstemperatur erhitzt.
- • Die Mikroballons werden beim Austritt aus dem Mischaggregat
expandiert.
- • Die Klebemassemischung mitsamt der expandierten Mikroballons
wird in einem Walzenauftragswerk zu einer Schicht ausgeformt.
- • Die Klebemassemischung mitsamt der expandierten Mikroballons
wird auf ein bahnförmiges Trägermaterial wie zum
Beispiel Gewebe, Vlies, Folie aufgebracht.
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In
der 1 ist ein besonders vorteilhaft gestaltetes Verfahren
zur Herstellung des erfindungsgemäßen geschäumten
druckempfindlichen Selbstklebebandes gezeigt.
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In
einem kontinuierlichen Mischaggregat wie zum Beispiel einem Planetwalzenextruder
(PWE) wird eine (Selbst-)Klebemasse hergestellt.
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Dazu
werden die Edukte E, die die Klebemasse bilden sollen, in den Planetwalzenextruder
PWE 1 aufgegeben. Gleichzeitig werden die nicht expandierten
Mikroballons MB während des Compoundierprozesses in die
Selbstklebemasse homogen und unter Überdruck eingearbeitet.
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Die
erforderlichen Temperaturen zur homogenen Herstellung der Selbstklebemasse
und zur Expansion der Mikroballons sind so aufeinander abgestimmt,
dass die Mikroballons beim Austritt aus dem PWE 1 durch
den Druckabfall bei Düsenaustritt in der Selbstklebemasse
M aufschäumen und dabei die Masseoberfläche durchbrechen.
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Mit
einem Walzenauftragswerk 3 als Ausformaggregat wird diese
schaumartige Klebemasse M kalandriert und auf ein bahnförmiges
Trägermaterial wie zum Beispiel Gewebe beschichtet, teilweise
kann noch eine Nachschäumung im Walzenspalt stattfinden.
Das Walzenauftragswerk 3 besteht aus einer Rakelwalze 31 und einer
Beschichtungswalze 32. An die letztere wird der Gewebeträger über
eine Aufnahmewalze 33 geführt, so dass das Gewebe
die Klebemasse K von der Beschichtungswalze 32 übernimmt.
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Gleichzeitig
werden die expandierten Mikroballons MB wieder in die Polymermatrix
der Klebemasse K gedrückt, und somit eine glatte und permanent
(nicht reversibel) klebende Oberfläche bei sehr niedrigen Raumgewichten
von bis zu 150 kg/m3 erzeugt.
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Als
weitere Beschichtungsverfahren sind auch direkte Düsenauftragsverfahren
denkbar. Dabei tritt die Schäumung ebenfalls durch den
Druckabfall am Düsenaustritt auf. Die/Der dabei gebildete
Masseschicht/Massevorhang wird anschließend direkt auf
den Träger beschichtet. Eventuell ist dabei durch Druck,
Temperatur und/oder elektrostatische Aufladung eine bessere Verankerung
auf dem Trägermaterial zu gewährleisten. Das Trägermaterial
kann der endgültige Träger des Klebebandes sein
oder aber ein Prozessträger, bei dem durch anschließende
Kaschierung die Klebmasse an den endgültigen Träger übergeben
wird.
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In 2 ist
das erfindungsgemäße hoch abriebfeste Selbstklebeband
dargestellt.
- – 51 Träger,
insbesondere textiler Träger wie zum Beispiel Gewebe oder
Vlies
- – 52 druckempfindliche Selbstklebemasse, Polymermatrix
- – 53 expandierte Mikroballons
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Der
Nutzen von geschäumten Klebemassen gegenüber nicht
geschäumten Klebemassen liegt unter anderem in der Kostenreduktion.
Es können Rohstoffe eingespart werden, da Masseaufträge
bei gleichen Schichtdicken um ein Vielfaches verringert werden können.
Zusätzlich können die Beschichtungsgeschwindigkeiten
bei gleichem Durchsatz oder Mengenherstellung von der Klebemasse
erhöht werden.
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Weiterhin
ergeben sich durch die Schäumung der Klebemasse, für
den Fachmann nicht vorhersehbar, verbesserte klebtechnische und
anwendungstechnische Eigenschaften wie die Erhöhung der
Abriebfestigkeit des erfindungsgemäßen Selbstklebebandes.
-
Dadurch
können:
- – Klebebänder
in ihrer Funktion als Abriebschutz verbessert werden,
- – bei mehrlagigen Trägerverbünden
Lagen eingespart, in der Dicke reduziert oder in ihrer beispielsweise textilen
Ausführung vereinfacht werden,
- – die Dicke oder das Flächengewicht von Trägern
reduziert werden, indem ein Teil der Abriebfestigkeit über die
geschäumte Klebmasse erzeugt wird. Durch die Verwendung
von dünneren Trägermaterialien können deren
Vorteile für hochabriebfeste Klebebänder genutzt
werden wie zum Beispiel geringeres Auftragen bei der Anwendung,
Querreißbarkeit der Klebebänder durch geringere
Zugkräfte der Trägermaterialien.
- – bisher schwer einzustellende Kombination von hohem
Abriebschutz und hoher Geräuschdämpfung durch die
Verwendung herkömmlicher Vliese kostengünstig
dargestellt werden.
-
Die
hohe Abriebbeständigkeit des erfindungsgemäßen
druckempfindlichen, geschäumten Selbstklebebandes wird – was
in dieser Form nicht bekannt war – über die Schäumung
der Selbstklebemasse erreicht und nicht wie gewöhnlich
beim heutigen Stand der Technik über die Umgestaltung oder
Anpassung des textilen Trägermaterials oder -verbundes,
welches das Endprodukt nur unnötig verteuert und den Herstellprozess
erschwert.
-
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt
- • die Abriebfestigkeit des Klebebandes
(gemessen nach ISO 6722, Kapitel 9.3 „Scrape Resistance")
zumindest 500 Hübe,
- • die Abriebfestigkeit des Klebebandes gemessen nach
Delphi ES-T-329-A, Probe einlagig aufgebracht) zumindest 100 mm
und/oder
- • die Abriebfestigkeit des Klebebandes (gemessen nach ISO
6722, Kapitel 9.3 „Scrape Resistance" oder nach
Delphi ES-T-329-A, Probe einlagig aufgebracht) zumindest 200% der
Abriebfestigkeit des Klebebandes ohne Mikroballons.
-
Weiter
vorzugsweise zerstört das Klebeband bei Verklebung auf
Kabeln mit PVC-Ummantelung und auf Kabeln mit Polyolefin-Ummantelung
dieselbigen nicht, wenn ein Verbund aus Kabeln und Klebeband gemäß der LV
312, Ausgabe Januar 2006, Abschnitt 5.5, bei Temperaturen über
100°C und bis zu 3000 h gelagert und anschließend
die Kabel um einen Dorn gebogen werden.
-
In
der 5 ist ein Ausschnitt eines Kabelbaums gezeigt,
der sich aus einer Bündelung von einzelnen Kabeln (7)
zusammensetzt und der mit dem erfindungsgemäßen
Klebeband ummantelt ist. Das Klebeband wird in einer spiralförmigen
Bewegung um den Kabelbaum geführt.
-
Der
gezeigte Ausschnitt des Kabelbaums zeigt zwei Wicklungen I und II
des Klebebands. Nach links hin würden sich würden
weitere Wicklungen erstrecken, diese sind hier nicht dargestellt.
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Auf
der Klebebeschichtung (4) ist ein Streifen (5)
der Eindeckung vorhanden, so dass sich ein in Längsrichtung
des Bands erstreckender Klebestreifen (6) ergibt. Es wechseln
sich nichtklebende Bereiche (11, 21, 23)
des Klebebands mit klebenden Bereichen (12, 22, 24)
ab. (Die Abschnitte 22, 24 sind im Gegensatz zur
offen liegenden Klebemasse 12 von außen nicht
sichtbar, weshalb die dichtere Schraffur zur Darstellung gewählt
ist.)
-
Die
Ummantelung des Kabelbaums erfolgt derartig, dass der Klebemassestreifen
(6) vollständig auf dem Klebeband verklebt. Eine
Verklebung mit den Kabeln (7) ist ausgeschlossen.
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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.
-
Prüfmethoden
-
Folgende
Prüfmethoden werden angewandt, um auch die in den Beispielen
die angegeben Messwerte zu bestimmen.
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Abriebfestigkeit nach ISO 6722
-
Als
Methode, die Abriebbeständigkeit von Schutzsystemen in
der Fahrzeugelektrik zu bestimmen, hat sich die internationale Norm ISO
6722, Kapitel 9.3 „Scrape abrasion test" (Ausgabe
April 2002), etabliert. Hier wird der Prüfling
(zum Beispiel die isolierte Kupferleitung oder aber das auf einen
Metalldorn geklebte Wickelband) mit einem dünnen Stahldraht
unter definierten Hubgeometrien und Gewichtsbelastung beansprucht,
bis die Schutzhülle durchgerieben ist, und es über
einen Kurzschluss zum Stoppen des mitlaufenden Zählwerkes kommt.
-
Sofern
nicht anders angegeben, beziehen sich alle Angaben zur Abriebfestigkeit
auf diese ISO 6722-Methode. Das Klebeband wird
dazu einlagig in Längsrichtung auf einem Metalldorn geklebt,
die Scheuerbewegung findet mittig auf dem Klebeband mit einer Gewichtsbelastung
von 7 N statt. Als Reibkörper wird ein Stahldraht gemäß ISO
8458-2 von 0,45 mm Durchmesser verwendet. Der Metalldorn
hat einen Durchmesser von 10 mm, oft wird auch ein Dorn von 5 mm
Durchmesser benutzt. Als Maßzahl für die Abriebfestigkeit
wird die Anzahl der Hübe bis zum Kurzschluss angegeben.
Der Dorndurchmesser wird mit angegeben.
-
Dieser
Test wird achtmal wiederholt und das Endergebnis in mm anschließend
gemittelt.
-
In 3 wird
Messmethode ISO 6722 grafisch abgebildet, wobei 31 das
zu untersuchende Selbstklebeband, 32 den Messdorn und 33 die
Gewichtsbelastung mit 7 kg darstellt.
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Abriebfestigkeit Sandpapier nach Delphi
ES-T-329-A
-
Eine
weitere Methode zur Bestimmung der Abriebfestigkeit von Klebebändern
ist der „Sandpaper Abrasion Test” nach Delphi
ES-T-329-A.
-
Zur
Vorbereitung des Testkörpers wird das zu untersuchende
Klebeband einlagig oder doppellagig (wird bei der Auswertung angegeben)
auf ein 900 mm langes und 7 mm breites Kabel verklebt und anschließend
in den „Sandpaper Abrasion Tester” (MIL-T-5438,
Janco # 1700) eingespannt.
-
Nun
ermittelt das erwähnte Messgerät durch kontinuierliches
Führen von 2,54 cm breiten 4/0 Granat-Sandpapier und unter
definiertem Gewicht (0,345 kg) auf dem präparierten Probekörper
in Laufrichtung die Länge des verbrauchten Sandpapiers
bis zum Kurschluss.
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Dieser
Test wird achtmal wiederholt und das Endergebnis in mm anschließend
gemittelt.
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In 4 wird
diese Messmethode grafisch abgebildet, wobei 41 das zu
untersuchende Selbstklebeband, 42 das Sandpapier und 43 die
Gewichtsbelastung mit 0,345 kg darstellt.
-
Neben
den genannten Messmethoden werden die Klebebänder gemäß der
Automobilprüfungsrichtlinie LV 312 (Ausgabe Januar
2006) in Abriebklassen (Klasse A gleich geringe Abriebbeständigkeit
bis Klasse E gleich höchste Abriebbeständigkeit)
eingeteilt.
-
Die
folgende Tabelle bietet eine Übersicht über die
beschriebene Klasseneinteilung:
Klasse | Einstufung | Anforderung
Anzahl Hübe |
A | kein/gering | < 100 |
B | gering | 100
bis 499 |
C | mittel | 500
bis 999 |
D | hoch | 1.000
bis 4.999 |
E | sehr
hoch | > 5.000 |
Tabelle
1: Klasseneinteilung Abriebbeständigkeit
-
Raumgewicht/Dichte
-
Das
Raumgewicht beziehungsweise die Dichte einer beschichteten Selbstklebemasse
wird über das Verhältnis vom Flächengewicht
zu der jeweiligen Schichtdicke bestimmt:
- MA
- = Masseauftrag/Flächengewicht
(ohne Trägergewicht) in [kg/m2]
- d
- = Schichtdicke (ohne
Trägerdicke) in [m]
-
Rohstoffliste
-
Folgende
Rohstoffe wurden in den nachstehenden Beispielen verwendet:
Handelsname | Rohstoff/IUPAC | Hersteller/Lieferant |
Kraton
D-1118 | Styrol-Butadien-Styrol
Blockcopolymer (SBS) | Kraton
Polymers |
Kraton
D-1102 CS | Styrol-Butadien-Styrol
Blockcopolymer | Kraton
Polymers |
Dercolyte
A 115 | Poly-α-Pinenharz | DRT
(Willers & Engel) |
Irganox
1076 | Octadecyl-3-(3,5-di-tert.butyl-4-hydroxyphenyl)-propionat | CIBA
GEIGY |
Colcolor
Uni 50 | Copolymerblend,
50% MCF-Pigment black-Gehalt | Lifocolor
Farben GmbH |
Expancel
051 DU 40 | Mikroballons
(MB) | Expancel
Nobel Industries |
Tabelle
2: Rohstoffliste
-
Folgende
Beispiele sollen die Erfindung erläutern, ohne deren Umfang
zu beschränken:
-
Beispiele
-
Beispiel 1
-
Abriebbeständigkeit ISO
6722 einer Selbstklebemasse auf Basis von SBS im Vergleich
zu einer geschäumten rezepturidentischen Selbstklebemasse
in Abhängigkeit zum
-
Masseauftrag:
-
Folgende
Rezepturen wurden nach dem oben dargestellten Verfahren, wie in
1 beschrieben,
hergestellt:
Rohstoffe | Rezeptur
A
[Gew-%] | B
[Gew.-%] |
Kraton
D 1118 | 22,5 | 25,0 |
Kraton
D 1102 | 22,5 | 25,0 |
Dercolyte
A 115 | 45,0 | 50,0 |
Expancel
051 DU 40 | 8,0 | 0,0 |
Irganox
1076 | 1,0 | 1,0 |
Colcolor
Uni 50 | 1,0 | 1,0 |
Dichte
[kg/m3] | 380,0 | 980,0 |
Tabelle
3: Rezepturen Beispiel 1
-
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wurden diese
Klebemassen in einem Walzenauftragswerk ausgeformt und auf ein bahnförmiges
Polyestergewebe (TTV GmbH, 70 g/m2, 150 μm)
mit abgestuften Flächengewichten aufgebracht.
-
In
der nachstehenden Tabelle sind die nach
ISO 6722 ermittelten
Abriebfestigkeiten zusammengefasst:
| Rezeptur
A | Rezeptur
B |
Masseauftrag | [g/m2] | 52 | 76 | 104 | 196 | 53 | 76 | 108 | 208 |
Massedicke | [μm] | 137 | 200 | 274 | 516 | 54 | 78 | 110 | 212 |
Abrieb
5 mm 7 N
ISO 6722 einlagig | Hübe | 617 | 911 | 2844 | 6531 | 264 | 314 | 985 | 2396 |
Tabelle 4: Auswertung Beispiel 1
-
In
oben stehender Tabelle ist deutlich zu erkennen, dass die Abriebfestigkeiten ISO
6722 der geschäumten Selbstklebebänder
bis zu einem Faktor 3 höher liegen als die der rezeptur-
und flächenidentischen ungeschäumten Selbstklebemasse.
-
Beispiel 2
-
Abriebbeständigkeit
Delphi-ES-T-329-A einer Selbstklebemasse auf Basis von SBS im Vergleich
zu einer geschäumten rezepturidentischen Selbstklebemasse
in Abhängigkeit zum Masseauftrag. Es wurden die Rezepturen
A und B aus dem Beispiel 1 verwendet. In der nachstehenden Tabelle
sind die nach Delphi ES-T-329-A ermittelten Abriebfestigkeiten zusammengefasst:
| Rezeptur
A | Rezeptur
B |
Masseauftrag | [g/m2] | 76 | 104 | 196 | 302 | 76 | 108 | 208 | 296 |
Massedicke | [μm] | 200 | 274 | 516 | 795 | 78 | 110 | 212 | 302 |
Abrieb
Sandapier
Delphi ES-T-329-A einlagig | [mm] | 125 | 251 | 1028 | 3179 | 75 | 150 | 225 | 316 |
Tabelle 5: Auswertung Beispiel 2
-
In
oben stehender Tabelle ist deutlich zu erkennen, dass die Abriebfestigkeiten
nach Delphi ES-T-329-A der geschäumten Selbstklebebänder
bis zu einem Faktor 10 höher liegen als die der rezeptur-
und flächenidentischen ungeschäumten Selbstklebemasse.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - EP 1102809
A1 [0006]
- - DE 29823462 U1 [0009]
- - EP 1723210 A1 [0011]
- - EP 1722968 A2 [0013]
- - EP 1066670 B1 [0015]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- - „Handbook
of Pressure Sensitive Adhesive Technology” von Donatas
Satas (van Nostrand, 1989) [0033]
- - EN 29092 (1988) [0038]
- - ISO 6722, Kapitel 9.3 „Scrape Resistance” [0086]
- - ISO 6722, Kapitel 9.3 „Scrape Resistance” [0086]
- - LV 312, Ausgabe Januar 2006, Abschnitt 5.5 [0087]
- - ISO 6722, Kapitel 9.3 „Scrape abrasion test” (Ausgabe
April 2002) [0094]
- - ISO 6722-Methode [0095]
- - ISO 8458-2 [0095]
- - ISO 6722 [0097]
- - LV 312 (Ausgabe Januar 2006) [0103]
- - ISO 6722 [0108]
- - ISO 6722 [0111]
- - ISO 6722 [0112]