DE102015217840A1 - Flexibles klebendes flächiges Gebilde zur strukturellen Verklebung - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines flexiblen Klebebands zur strukturellen Verklebung, insbesondere zum Spaltmaßausgleich, diverser Materialien, wie z. B. Metall, Holz, Glas und/oder Kunststoff.

Description

  • Technisches Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines flexiblen klebenden flächigen Gebildes zur strukturellen Verklebung, insbesondere zum Spaltmaßausgleich, diverser Materialien, wie z. B. Metall, Holz, Glas und/oder Kunststoff, insbesondere von Karosserieteilen in der Automobilindustrie.
  • Allgemeiner Stand der Technik
  • Strukturelles Verkleben von Bauteilen, wie z. B. im Automobilbau, mit Hilfe von thermisch härtenden Flüssigklebern auf Epoxid- oder Urethanbasis ist seit Jahren bekannt. Diese werden über komplex gesteuerte Dosiermaschinen aufgetragen und verfügen in der Regel über keine initiale Haftklebrigkeit (Tack), so dass die Bauteile über den Aushärtungszeitraum in Position gehalten werden müssen, um nicht zu verrutschen.
  • Nachteil derartiger Flüssigkleber ist, dass sie im thermischen Aushärtungsschritt eine sehr niedrigviskose Phase durchlaufen, wodurch sie sich in der Klebefuge und darüber hinaus ausbreiten können bzw. ”ausbluten”, wodurch die zu verklebenden Bauteile mit dem Flüssigkleber kontaminiert werden. Teilweise fließen sogar so große Anteile an Flüssigkleber aus der Klebefuge heraus, dass keine gute Verklebung der Bauteile mehr gewährleistet werden kann. Dieses Problem ist vor allem bei großflächigen Verklebungen und/oder bei solchen Anwendungen problematisch, bei denen die Oberflächen der zu verklebenden Bauteile uneben, z. B. geneigt oder in komplexer 3D Form, mit Spaltunterschieden bis zu einigen mm vorliegen. Zudem erfolgt die Aktivierung des Flüssigklebers in der Regel bei erhöhten Temperaturen, was für empfindliche Bauteile problematisch sein kann.
  • DE 10 2011 008 191 A1 beschreibt ein hitzeaktivierbares strukturelles Haftklebeband mit einem Gewebeträger, mit dessen Hilfe mehrere Klebeschichten zusammenkaschiert werden, wodurch eine Dicke erreicht wird, die Toleranzen in der Anwendung ausgleichen und sich besser an gewölbte oder gekrümmte Oberflächen anpassen kann. Weiterhin gestattet das Gewebe dem Klebstoff, wenn er während der Erwärmung flüssig ist, hindurchzufließen und sich mit dem Klebstoff auf der anderen Seite des Gewebes zu verbinden. Das Aufsaugen von flüssigen Bestandteilen des Klebstoffs durch das Gewebe kann dazu führen, dass der Klebstoff das Gewebe nicht gleichmäßig durchdringt. Das Aufsaugen sorgt jedoch dafür, dass ein noch nicht vollständig gehärteter Verbund nicht verrutscht. Nachteilig an dem Haftklebesystem ist, dass der Gewebeträger begrenzt hitzebeständig ist, so dass er nicht zusammen mit Klebmassen verwendet werden kann, die zum Aushärten hohe Temperaturen benötigen. Dementsprechend lässt sich das beschriebene Haftklebesystem zum Beispiel für die Anbringung eines Spiegelfußhalters auf der Scheibe eines Automobils einsetzen, nicht aber für andere typische Klebeanwendungen, die im Fertigungsprozess eines Automobils vorangehen und üblicherweise Temperaturen von 180°C über 30 min erfordern.
  • Es besteht folglich ein Bedarf nach einem (Haft-)Klebesystem zur strukturellen Verklebung, das die oben beschriebenen Probleme löst und das insbesondere eine zufriedenstellende Verklebungsfestigkeit der damit verklebten Bauteile ermöglicht, ohne dass die Klebemasse während der Härtung ausfließt.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung
  • Der vorliegenden Erfindung liegt insofern die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Herstellung eines verbesserten, flexiblen klebenden flächigen Gebildes bereitzustellen, das zur strukturellen Verklebung, insbesondere zum Ausgleich von Spaltunterschieden der zu verklebenden Bauteile, geeignet ist. Vor diesem Hintergrund schlägt die vorliegende Erfindung ein Verfahren wie in den Ansprüchen 1 bis 8 definiert vor, um ein flexibles klebendes flächiges Gebilde herzustellen, das die oben beschriebenen Probleme bekannter Flüssigkleber umgeht.
  • Insbesondere wird durch das erfindungsgemäße Verfahren ein flexibles klebendes flächiges Gebilde bereitgestellt, das einfach zu handhaben ist und bei geeigneter Wahl der Klebemasse bereits eine Haftklebrigkeit aufweist, so dass es zu keinem Verrutschen bei der Applikation auf die zu verklebenden Bauteile kommt und eine exaktere Verklebung als bei den im Stand der Technik bekannten Flüssigklebern ermöglicht wird. Außerdem ist das flexible klebende flächige Gebilde der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Klebemasse im thermischen Aushärtungsschritt dimensionsstabil bleibt und folglich nicht aus der Klebefuge herausfließt oder ”ausblutet”, so dass die Verklebung der zu verklebenden Bauteile schnell und dauerhaft gewährleistet ist und gleichzeitig hohe Verklebungsfestigkeiten erzielt werden können. Zudem können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren flexible klebende flächige Gebilde bereitgestellt werden, die Spaltunterschiede bis zu einigen mm zwischen den zu verklebenden Bauteilen ausgleichen können (sogenannter Spaltmaßausgleich oder auch ”gap filling”).
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines flexiblen klebenden flächigen Gebildes, umfassend eine homogene Klebemasse und ein flexibles, offenzelliges Schaumsubstrat, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
    • A. Bereitstellen der homogenen Klebemasse durch (I) Auflösen und/oder Feinverteilen der Inhaltsstoffe, gegebenenfalls in einem oder mehreren Lösemittel(n), gegebenenfalls unter Einwirkung von Wärme und/oder Scherung, oder (II) Aufschmelzen einer homogenen Hotmelt-Klebemasse, die die Inhaltsstoffe umfasst, unter Einwirkung von Wärme;
    • B. In Kontakt bringen eines flexiblen, offenzelligen Schaumsubstrats mit der homogenen Klebemasse aus Schritt A;
    • C. (I) Verdunsten des Lösemittels, falls vorhanden, und/oder (II) gegebenenfalls Abkühlen des mit der Klebemasse in Kontakt gebrachten Schaumsubstrats aus Schritt B; und
    • D. gegebenenfalls Aufwickeln des flexiblen klebenden flächigen Gebildes nach Schritt C, gegebenenfalls zusammen mit einem Trennliner, zu einer Rolle;
    wobei die Inhaltsstoffe mindestens ein (i) Polymer, mindestens eine (ii) Reaktivkomponente und mindestens einen (iii) Aktivator sowie gegebenenfalls weitere Additive und/oder Hilfsstoffe umfassen, und wobei die nach Schritt A erhaltene, flüssige Klebemasse in Schritt B von dem offenzelligen Schaumsubstrat aufgenommen wird.
  • Das flexible klebende flächige Gebilde, das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlich ist, ist zur strukturellen Verklebung, insbesondere zum Ausgleich von Spaltunterschieden der zu verklebenden Bauteile (Spaltmaßausgleich oder ”gap filling”), insbesondere in der Automobilindustrie, geeignet.
  • Außerdem werden ein Kit, umfassend mindestens ein flexibles klebendes flächiges Gebilde, das durch das erfindungsgemäße Verfahren erhältlich ist, und ein Verbundkörper, der mit dem durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellten, flexiblen klebenden flächigen Gebilde oder dem entsprechend ausgehärteten klebenden flächigen Gebilde verbunden ist, bereitgestellt.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Erfindungsgemäß wird die oben beschriebene Aufgabe über die Bereitstellung eines flexiblen klebenden flächigen Gebildes gelöst, das nach dem in den Ansprüchen 1 bis 8 definierten Verfahren erhältlich ist.
  • Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung im Detail beschrieben.
  • Verfahren zur Herstellung eines flexiblen Klebebands
  • Das erfindungsgemäße klebende flächige Gebilde wird durch das nachfolgend beschriebene Verfahren hergestellt:
    In einem ersten Schritt A wird eine homogene Klebemasse bereitgestellt, wobei nachfolgend zwei alternative Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens, wie in Anspruch 1 definiert, beschrieben werden:
  • Schritt A. (I)
  • In einem ersten Schritt (Schritt A. (I)) werden die Inhaltsstoffe in einem oder mehreren Lösemittel(n) gelöst bzw. fein verteilt und vermischt, um eine homogene, flüssige Klebemasse bereitzustellen. Gegebenenfalls geschieht dies unter Einwirkung von Wärme und/oder Scherung. Zur Herstellung der Mischung werden übliche Rührgeräte eingesetzt. Alternativ ist kein Lösemittel notwendig, da die Inhaltsstoffe bereits vollständig ineinander löslich sind (ggf. unter Einwirkung von Wärme und/oder Scherung).
  • Geeignete Lösemittel sind im Stand der Technik bekannt, wobei bevorzugt Lösemittel eingesetzt werden, in denen mindestens einer der Inhaltsstoffe eine gute Löslichkeit aufweist. Besonders bevorzugt sind Butanon oder Aceton.
  • Der Gesamtfeststoffgehalt der nach Schritt A. (I) erhaltenen, flüssigen Klebemasse liegt, falls ein oder mehrere Lösemittel eingesetzt werden, erfindungsgemäß im Bereich von 5 bis 90 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 20 bis 80 Gew.-% und besonders bevorzugt im Bereich von 40 bis 70 Gew.-%. Der Gesamtfeststoffgehalt der Klebemasse steht hier für die gesamte Menge der Feststoffe der Inhaltsstoffe sowie weiterer optional vorliegender Komponenten, die als Summe (in Gew.-%) erhalten wird.
  • Wie hierin verwendet, umfasst der Begriff ”Inhaltsstoff” das eingesetzte Polymer (i), die Reaktivkomponente (ii), den Aktivator (iii) sowie gegebenenfalls weitere Additive und/oder Hilfsstoffe, wie nachfolgend definiert.
  • Polymer (i)
  • Das Polymer (i) kann ein Polymer oder eine Mischung mehrerer verschiedener Polymere sein. Bevorzugt ist das mindestens eine Polymer ein Elastomer oder ein Thermoplast.
  • Beispiele für Polymere sind Elastomere, wie sie im Bereich der Klebemassen üblicherweise verwendet werden, wie sie zum Beispiel in dem "Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology" von Donatas Satas (Satas & Associates, Warwick 1999) beschrieben sind.
  • Dies sind zum Beispiel Elastomere auf der Basis von Acrylaten und/oder Methacrylaten, Polyurethanen, Naturkautschuken, Synthesekautschuken wie Butyl-, (Iso)Butyl-, Nitril- oder Butadienkautschuke, Styrolblockcopolymeren mit einem Elastomerblock aus ungesättigten oder teilweise oder vollständig hydrierten Polydienblöcken (Polybutadien, Polyisopren, Poly(iso)butylen, Copolymeren aus diesen sowie weitere, dem Fachmann geläufige Elastomerblöcke), Polyolefinen, Fluorpolymeren und/oder Silikonen.
  • Kommen Kautschuk oder Synthesekautschuk oder daraus erzeugte Verschnitte als Basismaterial für die Klebemasse zum Einsatz, dann kann der Naturkautschuk 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 Acrylat-Kautschuke (ACM), der Ethylenvinylacetat-Copolymere (EVA) oder der Polyurethane und/oder deren Verschnitten gewählt werden.
  • Als das mindestens eine Polymer kann auch jegliche dem Fachmann bekannte Art von Thermoplasten zum Einsatz kommen, wie sie zum Beispiel in den Lehrbüchern "Chemie und Physik der synthetischen Polymere" von J. M. G. Cowie (Vieweg, Braunschweig) und "Makromolekulare Chemie" von B. Tieke (VCH Weinheim, 1997) beschrieben sind, wie z. B. Poly(ethylen), Poly(propylen), Poly(vinylchlorid), Poly(styrol), Poly(oxymethylene), Poly(ethylenoxid), Poly(ethylenterephthalat), Poly(carbonate), Poly(phenylenoxide), Poly(urethane), Poly(harnstoffe), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Poly(amide) (PA), Poly(lactat) (PLA), Poly(etheretherketon) (PEEK), Poly(sulfon) (PSU), und Poly(ethersulfon) (PES).
  • Vorteilhafte Polymere für sehr hohe Verklebungsfestigkeiten sind Poly(amide), Polyurethane, Acrylnitril-Butadien-Kautschuke und Poly(harnstoffe), Poly(etheretherketon) (PEEK), Poly(sulfon) (PSU), und Poly(ethersulfon) (PES).
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden Polyurethane und/oder Acrylnitril-Butadien-Kautschuke als Polymer (i) eingesetzt.
  • Das Polymer kann von linearer, verzweigter, sternförmiger oder gepfropfter Struktur sein, um nur einige Beispiele zu geben, und als Homopolymer, als statistisches Copolymer, als alternierendes oder als Blockcopolymer aufgebaut sein. Die Bezeichnung ”statistisches Copolymer” beinhaltet im Sinne dieser Erfindung nicht nur solche Copolymere, in denen die bei der Polymerisation eingesetzten Comonomere rein statistisch eingebaut sind, sondern auch solche, bei denen Gradienten in der Comonomerzusammensetzung und/oder lokale Anreicherungen einzelner Comonomersorten in den Polymerketten vorkommen. Einzelne Polymerblöcke können als Copolymerblock (statistisch oder alternierend) aufgebaut sein.
  • Die Menge des Polymers (i) liegt erfindungsgemäß im Bereich von etwa 5–40 Gew.-%, bevorzugt etwa 15–30 Gew.-%, bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt der Klebemasse. Der Gesamtfeststoffgehalt der Klebemasse steht hier für die gesamte Menge der Feststoffe des eingesetzten Polymers (i), der Reaktivkomponente (ii), des Aktivators (iii) sowie weiterer optional vorliegender Komponenten, die als Summe (in Gew.-%) erhalten wird.
  • Reaktivkomponente (ii)
  • Als Reaktivkomponente können im Prinzip alle, dem Fachmann im Bereich der Haftklebemassen oder Reaktivklebstoffe bekannten, in einer Aufbaureaktion vernetzende Makromoleküle bildenden reaktiven Konstituenten verwendet werden, wie sie zum Beispiel in Gerd Habenicht: Kleben – Grundlagen, Technologien, Anwendungen, 6. Auflage, Springer, 2009, beschrieben sind. Dies sind beispielhaft Konstituenten, die Epoxide, Polyester, Polyether, Polyurethane, Phenolharz-, Kresol oder Novolak basierte Polymere, Polysulfide oder Acrylpolymere (Acryl, Methacryl) bilden. Der Aufbau und die chemische Beschaffenheit der Reaktivkomponente sind nicht kritisch, solange sie aus Vorläufern hergestellt werden kann, die mit der Polymerphase zumindest teilweise mischbar sind und die Aufbaureaktion unter Bedingungen, insbesondere hinsichtlich der angewendeten Temperaturen, Art der verwendeten Katalysatoren und dergleichen, durchgeführt werden kann, die zu keiner wesentlichen Beeinträchtigung und/oder Zersetzung der Polymerphase führen.
  • Erfindungsgemäß ist eine geeignete Reaktivkomponente ausgewählt aus Vinylverbindungen; Acrylsäure, Acrylsäureestern, Methacrylsäure und/oder Methacrylsäureestern, wie z. B. Methylmethacrylat; und/oder Reaktivharzen, umfassend Acryl- und Methacrylsäureester mit Alkylgruppen bestehend aus 4 bis 18 C-Atomen. Spezifische Beispiele für entsprechende Verbindungen sind, ohne sich durch diese Aufzählung einschränken zu wollen, n-Butylacrylat, n-Butylmethacrylat, n-Pentylacrylat, n-Pentylmethacrylat, n-Hexylacrylat, n-Hexylmethacrylat, n-Heptylacrylat, n-Heptylmethacrylat, n-Octylacrylat, n-Octylmethacrylat, n-Nonylacrylat, n-Nonylmethacrylat, Laurylacrylat, Laurylmethacrylat, Hexadecylacrylat, Hexadecylmethacrylat, Stearylacrylat, Stearylmethacrylat, Behenylacrylat, Behenylmethacrylat, deren verzweigte Isomere wie zum Beispiel 2-Ethylhexylacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat, iso-Octylacrylat, iso-Octylmethacrylat, iso-Decylacrylat, iso-Decylmethacrylat, Tridecylacrylat, Tridecylmethacrylat sowie cyclische Monomere wie zum Beispiel Cyclohexylacrylat, Cyclohexylmethacrylat, Tetrahydrofurfurylacrylat, Tetrahydrofurfurylmethacrylat, Dihydrodicyclopentadienylacrylat, Dihydrodicyclopendadienylmethacrylat, 4-tert-Butylcyclohexylacrylat, 4-tert-Butylcyclohexylmethacrylat, Norbornylacrylat, Norbornylmethacrylat, Isobornylacrylat und Isobornylmethacrylat.
  • Weiterhin einsetzbar sind Acryloylmorpholin, Methacryloylmorpholin, Trimethylolpropanformalmonoacrylat, Trimethylolpropanformalmonomethacrylat, propoxyliertes Neopentylmethylethermonoacrylat, propoxyliertes Neopentylmethylethermonomethacrylat, Tripropylenglykolmethylethermonoacrylat, Tripropylenglykolmethylethermonomethacrylat, ethoxyliertes Ethylacrylat wie Ethyldiglykolacrylat, ethoxyliertes Ethylmethacrylat, wie Ethyldiglykolmethacrylat, propoxyliertes Propylacrylat und propoxyliertes Propylmethacrylat.
  • Ebenfalls einsetzbar als Reaktivkomponente (oder auch Reaktivharz) sind Acryl- und Methacrylsäureester, die aromatische Reste enthalten, wie zum Beispiel Phenylacrylat, Benzylacrylat, Phenylmethacrylat, Benzylmethacrylat, Phenoxyethylacrylat, Phenoxyethylmethacrylat, ethoxyliertes Phenolacrylat, ethoxyliertes Phenolmethacrylat, ethoxyliertes Nonylphenolacrylat oder ethoxyliertes Nonylphenolmethacrylat.
  • Weiterhin können aliphatische oder aromatische insbesondere ethoxylierte oder propoxylierte Polyethermono(meth)acrylate, aliphatische oder aromatische Polyestermono(meth)acrylate, aliphatische oder aromatische Urethanmono(meth)acrylate oder aliphatische oder aromatische Epoxymono(meth)acrylate als Verbindungen, die eine (Meth)acrylat-Funktion tragen, eingesetzt werden.
  • Bevorzugt werden als Verbindungen, die zumindest zwei (Meth)acrylat-Funktionen tragen, eine oder mehrere Verbindungen aus der Liste, umfassend difunktionelle aliphatische (Meth)acrylate wie 1,3-Propandioldi(meth)acrylat, 1,4-Butandioldi(meth)acrylat, 1,6-Hexandioldi(meth)acrylat, 1,5-Neopentyldi(meth)acrylat, Dipropylenglykoldi(meth)acrylat, Tricyclodecandimethyloldi(meth)acrylat, Cyclohexandimethanoldi(meth)acrylat, trifunktionelle aliphatische (Meth)acrylate, wie Trimethylolpropantri(meth)acrylat, tetrafunktionelle aliphatische (Meth)acrylate, wie Ditrimethylolpropantetra(meth)acrylat oder Ditrimethylolpropantetra(meth)acrylat, pentafunktionelle aliphatische (Meth)acrylate, wie Dipentaerythritolmonohydroxypenta(meth)acrylat, hexafunktionelle aliphatische (Meth)acrylate, wie Dipentaerythritolhexa(meth)acrylat eingesetzt. Ferner, wenn höherfunktionalisierte Verbindungen eingesetzt werden, können aliphatische oder aromatische, insbesondere ethoxylierte und propoxylierte, Polyether(meth)acrylate mit insbesondere zwei, drei, vier oder sechs (Meth)acrylat-Funktionen, wie ethoxyliertes Bisphenol A Di(meth)acrylat, Polyethylenglykoldi(meth)acrylat, propoxyliertes Trimethylolpropantri(meth)acrylat, propoxyliertes Glyceroltri(meth)acrylat, propoxyliertes Neopentylglyceroldi(meth)acrylat, ethoxyliertes Trimethyloltri(meth)acrylat, ethoxyliertes Trimethylolpropandi(meth)acrylat, ethoxyliertes Trimethylolpropantri(meth)acrylat, Tetraethylenglykoldi(meth)acrylat, ethoxyliertes Neopentylglykoldi(meth)acrylat, propoxyliertes Pentaerythritoltri(meth)acrylat, Dipropylenglykoldi(meth)acrylat, ethoxyliertes Trimethylolpropanmethyletherdi(meth)acrylat, aliphatische oder aromatische Polyester(meth)acrylate mit insbesondere zwei, drei, vier oder sechs (Meth)acrylat-Funktionen, aliphatische oder aromatische Urethan(meth)acrylate mit insbesondere zwei, drei, vier oder sechs (Meth)acrylat-Funktionen, aliphatische oder aromatische Epoxy(meth)acrylate mit insbesondere zwei, drei, vier oder sechs (Meth)acrylat-Funktionen genutzt werden.
  • Besonders bevorzugt sind erfindungsgemäß Epoxidharze und/oder eine Mischung verschiedener Epoxidharze als Reaktivkomponente (ii) der Klebemasse vorgesehen, wie z. B. monomere oder polymere, aliphatische, cycloaliphatische oder aromatische Epoxide. Diese Materialien weisen im Allgemeinen im Durchschnitt wenigstens zwei Epoxidgruppen pro Molekül, vorzugsweise mehr als zwei Epoxidgruppen pro Molekül, auf.
  • Die ”durchschnittliche” Anzahl an Epoxidgruppen pro Molekül wird als die Anzahl an Epoxidgruppen in dem epoxidhaltigen Material dividiert durch die Gesamtanzahl an vorliegenden Epoxidmolekülen definiert. Die polymeren Epoxide umfassen lineare Polymere mit endständigen Epoxidgruppen (z. B. ein Diglycidylether eines Polyoxyalkylenglycols), Polymere mit Gerüstoxiraneinheiten (z. B. Polybutadien-Polyepoxid) und Polymere mit Epoxidseitengruppen (z. B. ein Glycidylmethacrylatpolymer oder -copolymer). Das Molekulargewicht des epoxidhaltigen Materials kann von 58 bis etwa 100.000 g/mol, oder mehr, variieren.
  • Mischungen aus verschiedenen, epoxidhaltigen Materialien können auch in Hotmelt-Zusammensetzungen der Erfindung verwendet werden, wie nachfolgend in Schritt A. (II) erläutert. Hierbei wird der Begriff ”Hotmelt” so definiert, dass die Klebmasse ohne Lösungsmittel durch Erwärmung in eine zu verarbeitende Viskosität gebracht wird. Die erfindungsgemäßen Klebstoffe können sowohl als Hotmelt ohne Lösungsmittel, als auch in Lösungsmitteln eingesetzt werden.
  • Nützliche epoxidhaltige Materialien umfassen jene, die Cyclohexenoxidgruppen enthalten, insbesondere Epoxycyclohexancarboxylate, wie z. B. 3, 4-Epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexancarboxylat, 3,4-Epoxy-2-methylcyclohexylmethyl-3,4-epoxy-2-methylcyclohexancarboxylat und Bis(3,4-epoxy-6-methylcyclohexylme-thyl)adipat.
  • Weitere epoxidhaltige Materialien, die erfindungsgemäß nützlich sind, sind Glycidylether mehrwertiger Phenole, die durch Reaktion eines mehrwertigen Phenols mit einem Überschuss an Chlorhydrin, wie Epichlorhydrin (z. B. der Diglycidylether von 2,2-Bis-(2,3-epoxypropoxyphenol)propan), erhalten werden. Weitere Beispiele von Epoxiden dieses Typs, die bei der Anwendung dieser Erfindung verwendet werden können, sind in U.S. Patent Nr. 3,018,262 beschrieben.
  • Es gibt eine Vielzahl an im Handel erhältlichen epoxidhaltigen Materialien, die in dieser Erfindung verwendet werden können. Insbesondere sind hier zu nennen: Octadecylenoxid, Epichlorhydrin, Styroloxid, Vinylcyclohexenoxid, Glycidol, Glycidylmethacrylat, Diglycidylether von Bisphenol A (z. B. jene, die unter den Handelsbezeichnungen EPON 828, EPON 1004 und EPON 1001F von Shell Chemical Co. und DER-332 und DER-334 von Dow Chemical Co. erhältlich sind), Diglycidylether von Bisphenol F (z. B. ARALDITE GY281 von Ciba-Geigy), Vinylcyclohexendioxid (z. B. ERL 4206 von Union Carbide Corp.), 3,4-Epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexencarboxylat (z. B. ERL-4221 von Union Carbide Corp.), 2-(3,4-Epo-xycyclohexyl-5,5-spiro-3,4-epoxy)cyclohexan-metadioxan (z. B. ERL-4234 von Union Carbide Corp.), Bis(3,4-epoxycyclohexyl)adipat (z. B. ERL-4299 von Union Carbide Corp.), Dipentendioxid (z. B. ERL-4269 von Union Carbide Corp.), epoxidiertes Polybutadien (z. B. OXIRON 2001 von FMC Corp.), silikon-harzhaltige Epoxidfunktionalität, Epoxysilane (z. B. beta-(3,4-Epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilan und gamma-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, im Handel erhältlich von Union Carbide), feuerhemmende Epoxidharze (z. B. DER-542, ein bromiertes bisphenolartiges Epoxidharz, erhältlich von Dow Chemical Co.), 1,4-Butandioldiglycidylether (z. B. ARALDITE RD-2 von Ciba-Geigy), hydrierte, auf Bisphenol A-Epichlorhydrin basierende Epoxidharze (z. B. EPONEX 1510 von Shell Chemical Co.) und Polyglycidylether von Phenolformaldehyd-Novolak (z. B. DEN-431 und DEN-438 von Dow Chemical Co.).
  • Die Reaktivkomponente und/oder der nachfolgend definierte Aktivator können ebenfalls in blockierter Form vorliegen, wobei die blockierte Form durch einen äußeren Einfluss nach dem Mischen der Klebmasse in die aktive Form überführt werden kann. Als Beispiele seien hier geblockte Isocyanate, Alkohole und Amine zu nennen. Die Blockierung der reaktiven Funktionen und die dafür eingesetzten Stoffe bzw. der Einsatz von Rohstoffen mit blockierten Funktionalitäten sind dem Fachmann bekannt.
  • Die Menge der Reaktivkomponente wird hier als Verhältnis des Anteils der Reaktivkomponente zum Anteil der Polymerkomponente definiert. Auf 100 Teile Polymerkomponente werden erfindungsgemäß 20 bis 800 Teile, bevorzugt 50 bis 600 Teile und besonders bevorzugt 100 bis 400 Teile, verwendet. Unter dem Anteil der Reaktivkomponente wird die Summe aller in der Klebmasse vorhandenen Reaktivkomponenten verstanden. Ebenso stellt der Anteil der Polymerkomponente die Summe aller in der Klebmasse vorhandenen Polymerkomponenten dar.
  • Aktivator (iii)
  • Wie hierin verwendet, steht der Begriff ”Aktivator” (oder auch ”Initiator” oder ”Härter”) für eine Verbindung, die eine Polymerisationsreaktion oder Vernetzung der Klebemasse einleiten kann bzw. selbst an dieser als Reaktionspartner der Reaktivkomponente teilnehmen kann.
  • Der erfindungsgemäßen Klebemasse wird mindestens ein Aktivator (iii) zugesetzt. Es können alle im Stand der Technik bekannten Aktivatoren, je nach gewählter Reaktivkomponente (ii), eingesetzt werden. Für reaktive Monomere auf Acrylatbasis werden radikalische Aktivatoren, wie z. B. Peroxide, Hydroperoxide und Azoverbindungen, verwendet. Für Reaktivharze auf Epoxidbasis werden aminische oder thiolische Aktivatoren oder auch saure Aktivatoren eingesetzt, wie z. B. aliphatische Amine, aromatische Amine, modifizierte Amine, Polyamidharze, Säureanhydride, sekundäre Amine, Mercaptane, insbesondere Polymercaptane, Polysulfide, Dicyandiamid und organische Säurehydrazide.
  • Besonders bevorzugt werden erfindungsgemäß aminische Aktivatoren (iii), insbesondere Dicyandiamid, für die oben beschriebenen Reaktivkomponenten (ii) auf Epoxidbasis eingesetzt. Der Aktivator wird, je nach gewählter Reaktivkomponente, in stöchiometrischen Mengen, wie z. B. bei einem Epoxidharz-System mit aminischem Aktivator, oder in unterstöchiometrischen Mengen, wie z. B. bei einem Acrylat-System mit radikalischem Aktivator, eingesetzt.
  • Beschleuniger
  • Wie hier verwendet, steht der Begriff ”Beschleuniger” (oder auch ”Akzelerator” oder ”Booster”) für eine Verbindung, die bereits bei sehr geringen Konzentrationen den Ablauf der Polymerisation beschleunigt.
  • In der vorliegenden Erfindung kann der Klebemasse ein Beschleuniger zugesetzt werden. Dieser bewirkt, dass die Starttemperatur für die Polymerisations- bzw. Vernetzungsreaktion der Reaktivkomponente, insbesondere des Epoxidharzes, verringert wird. Damit wird die Handhabung bei der Verklebung verbessert.
  • Als Beschleuniger können insbesondere modifizierte und unmodifizierte Imidazole, Harnstoffderivate, Säureanhydride, tertiäre Amine, Polyamine und Kombinationen hiervon verwendet werden, wie z. B. Urone der Dyhard®-Serie, die von der AlzChem AG, CHEMIEPARK TROSTBERG, Postfach 1262, 83303 Trostberg, Deutschland, erhältlich sind. Beispielhaft sind hier Accelerator 960-1, Accelerator 2950, Accelerator 3130, DT 3126-2, XB 5730, oder DY 070 zu nennen, die von der Huntsman International LLC erhältlich sind.
  • Die Menge des Beschleunigers wird in Relation zum Reaktivharzanteil ermittelt und in phr (parts per hundred resin) angegeben. Erfindungsgemäß liegt die Menge im Bereich von größer 0 bis etwa 10 phr, bevorzugt etwa 0,1–3,0 phr. Am stärksten bevorzugt werden etwa 0,2–1,0 phr, jeweils bezogen auf die Gesamtmenge an Reaktivharzen der thermisch härtbaren Haftklebstoffmasse, eingesetzt.
  • Weitere Bestandteile der Klebemasse
  • Die reaktiven Klebstofffilme der vorliegenden Erfindung können gegebenenfalls weitere Additive und/oder Hilfsstoffe enthalten, die im Stand der Technik bekannt sind, wie z. B. Rheologie-Modifikatoren, Schäumungsmittel, Füllstoffe, Weichmacher, Vernetzer, Flammschutzmittel, UV-Stabilisatoren, Antioxidantien oder Adhäsionsvermittler.
  • Vorteilhaft können der thermisch härtbaren Haftklebemasse induktiv erhitzbare (iv) Metalle in fein verteilter Form zugegeben werden, so dass über Induktion erhitzt werden kann.
  • Schritt A. (II)
  • In einer alternativen Ausführungsform (Schritt A. (II)) kann eine Hotmelt-Klebemasse, die mindestens ein Polymer (i), mindestens eine Reaktivkomponente (ii) und mindestens einen Aktivator (iii) umfasst, wie oben und in den Ansprüchen definiert, unter Erwärmen auf Temperaturen je nach verwendeter Klebmasse im Bereich von 40°C bis zu 140°C aufgeschmolzen oder verflüssigt werden, um so eine flüssige bis pastöse Klebemasse zu erhalten, die zur weiteren Verarbeitung nach Schritt B geeignet ist. ”Aufschmelzen” im Sinne der Erfindung soll folglich umfassen, die Hotmelt-Klebemasse in eine fließfähige Form zu bringen.
  • Eine ”Hotmelt-Klebemasse” steht hier für eine Klebemasse, die bei Raumtemperatur (23°C) fest vorliegt und nach Erwärmen auf Temperaturen im Bereich von 40°C bis zu 140°C in eine fließfähige Form überführt wird. Die über Temperaturerhöhung fließfähig gemachte Hotmelt-Klebemasse wird typischerweise im heißen Zustand mit dem offenzelligen Schaumsubstrat in Kontakt gebracht und bildet beim Abkühlen eine feste Verbindung unter Aushärten.
  • Folglich ist eine Hotmelt-Haftklebemasse erfindungsgemäß ein sehr viskoser Haftkleber oder ein sehr fließfähiger Hotmelt-Kleber (Schmelzkleber), die beide ihre Fließeigenschaften unter Erwärmung drastisch verändern.
  • Erfindungsgemäß können z. B. die folgenden Hotmelt-Klebemassen eingesetzt werden:
    Beispiel: K1 K2 K3
    Gew. teile Gew. teile Gew. teile
    Breon N41H80 -
    Desmomelt 530 20 30 40
    Epon Resin 828 - - -
    PolyDis PD3611 - - -
    PolyDis PD3691 - - -
    Tactix 556 80 70 60
    Dyhard 100S 4,62 4,04 3,47
    Dyhard UR500 0,4 0,35 0,3
  • Die eingesetzten Ausgangsmaterialien sind wie folgt:
    Breon N41H80 Nitril-Butadien-Kautschuk mit einem Acrylnitrilanteil von 41 von Zeon Chemicals (London, UK)
    Desmomelt 530 Weitgehend lineares Hydroxylpolyurethan. Desmomelt 530 ist ein stark kristallisierendes, elastisches Polyurethan sehr geringer Thermoplastizität der Firma Bayer MaterialScience
    Epon Resin 828 Difunktionelles Bisphenol-A/epichlorhydrin Flüssigepoxid mit einem Gewicht pro Epoxid von 185–192 g/eq der Firma Momentive.
    PolyDis PD3611 Nitrilkautschukmodifiziertes Epoxidharz auf der Basis von Bisphenol-F-diglycidylether mit einem Elastomergehalt von 40% und einem Gewicht pro Epoxid von 550 g/eq der Firma Schill + Seilacher ”Struktol”.
    PolyDis PD3691 Nitrilkautschukmodifiziertes Epoxidharz auf der Basis von Bisphenol-A-diglycidylether mit einem Elastomergehalt von 5% und einem Gewicht pro Epoxid von 205 g/eq der Firma Schill + Seilacher ”Struktol”.
    Tactix 556 Dicyclopentadien-Epoxy-Novolak Harz mit einem Gewicht pro Epoxid von 215–235 g/eq und einem Erweichungspunkt von 53°C der Firma Huntsman.
    Dyhard 100S Latenter Härter der Firma AlzChem für Epoxidsysteme bestehend aus mikronisiertem Dicyandiamid bei dem 98% der Partikel kleiner 10 μm sind.
    Dyhard UR500 Difunktioneller, latenter Uronbeschleuniger für Epoxidsysteme bei dem 98% der Partikel kleiner 10 μm sind.
  • Schritt B
  • Daraufhin wird in einem zweiten Schritt (Schritt B) ein offenzelliges Schaumsubstrat, wie nachfolgend beschrieben, mit der Mischung der aufgelösten bzw. fein verteilten Inhaltsstoffe nach Schritt A. (I), d. h. einer homogenen, flüssigen Klebemasse, oder einer unter Erwärmung aufgeschmolzenen Hotmelt-Klebemasse nach Schritt A. (II), die die Inhaltsstoffe umfasst, in Kontakt gebracht, so dass das offenzellige Schaumsubstrat die flüssige Klebemasse bzw. aufgeschmolzene Hotmelt-Klebemasse aufnehmen kann.
  • Um das Aufnehmen der flüssigen Klebemasse nach Schritt A. (I) oder der aufgeschmolzenen Hotmelt-Klebemasse nach Schritt A. (II) in das Schaumsubstrat zu beschleunigen, kann das Schaumsubstrat einmal oder mehrmals mit einem Gewicht, wie z. B. 30 mN pro mm2, einige Sekunden, wie z. B. 5 Sekunden, komprimiert werden, um sich anschließend wieder auszudehnen und weiter Klebemasse aufzunehmen.
  • Der Schritt des in Kontakt Bringens mit der flüssigen Klebemasse oder der aufgeschmolzenen Hotmelt-Klebemasse, d. h. das Aufsaugen der Klebemasse durch die Poren des Schaumsubstrats, erfolgt erfindungsgemäß etwa 5 Sekunden bis zu 15 Minuten lang, bevorzugt etwa 5 bis 10 Minuten, bei Raumtemperatur (23°C). Im Anschluss wird das Schaumsubstrat aus der Klebemasse entnommen und typischerweise auf einem Trennliner gelagert.
  • Das Aufnehmen der flüssigen Klebemasse oder der aufgeschmolzenen Hotmelt-Klebemasse in die Poren des offenzelligen Schaumsubstrats kann auch als ein Aufsaugen bzw. Tränken betrachtet werden. Erfindungsgemäß werden während Schritt B bevorzugt mindestens 50% der Poren des offenzelligen Schaumsubstrats mit der flüssigen Klebemasse oder der aufgeschmolzenen Hotmelt-Klebemasse, idealerweise vollständig, gefüllt.
  • Der Prozess des Tränkens eines offenzelligen Schaumes mit Klebmasse kann auch in einem effizienten Rolle-zu-Rolle Prozess durchgeführt werden. Der Ablauf des Prozesses ist analog dem in der Textilindustrie etablierten Foulardierungsprozess (oder Vollbadimprägnierungsprozess), der zur Veredlung von Stoffen großtechnisch erfolgreich eingesetzt wird. Für die vorliegende Erfindung kann eine geeignete Foulard-Maschine eingesetzt werden. Das offenzellige Schaumsubstrat wird an einem Ende der Maschine abgewickelt und über geeignete Förderrollen durch ein mit der Klebmasse gefülltes Bad geführt. Durch die Einstellung der Maschinengeschwindigkeit wird die Verweilzeit im Bad gesteuert. Anschließend wird der mit Klebmasse getränkte Schaum durch zwei oder mehrere Walzenpaare geleitet, die überschüssige Klebmasse abstreifen können und über einen einstellbaren Druck eine genaue Einstellung der Menge der Klebmasse in dem Schaum (= Füllgrad des Schaumes mit Klebmasse) erlauben.
  • Erfindungsgemäß kann der Füllgrad der Poren des offenzelligen Schaumes über den Feststoffgehalt der aufzusaugenden, flüssigen Klebemasse, falls ein Lösemittel verwendet wird, bzw. über die Viskosität der flüssigen Klebemasse oder der aufgeschmolzenen Hotmelt-Klebemasse eingestellt werden. Über den Füllgrad der Poren des offenzelligen Schaumes kann wiederum erfindungsgemäß die Scherfestigkeit der erzielten Verklebung, d. h. die erzielte Verklebungsfestigkeit, eingestellt werden. Grundsätzlich gilt hierbei: (i) Je höher der Feststoffgehalt, umso höher die erzielte Scherfestigkeit bzw. Verklebungsfestigkeit des ausgehärteten klebenden flächigen Gebildes zwischen den zu verklebenden Substraten im verklebten Zustand. Bevorzugt liegt der Feststoffgehalt der flüssigen Klebemasse nach Schritt A. (I), wie oben erläutert, erfindungsgemäß im Bereich von 5 bis 90 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 20 bis 80 Gew.-% und besonders bevorzugt im Bereich von 40 bis 70 Gew.-%. (ii) Je niedriger die Viskosität, umso höher die erzielte Scherfestigkeit bzw. Verklebungsfestigkeit des ausgehärteten klebenden flächigen Gebildes zwischen den zu verklebenden Substraten im verklebten Zustand. Bevorzugt liegt die Viskosität der aufgeschmolzenen Klebemasse nach Schritt A. (II) bei der zum Aufschmelzen verwendeten Temperatur, wie oben erläutert, erfindungsgemäß im Bereich von 1–1000 Pa·s, bevorzugt im Bereich von 5–100 Pa·s, besonders bevorzugt im Bereich von 10–50 Pa·s.
  • Zudem kann über den gewählten Feststoffgehalt der flüssigen Klebemasse erfindungsgemäß die gewünschte Bruchform des ausgehärteten klebenden flächigen Gebildes zwischen den zu verklebenden Substraten im verklebten, ausgehärteten Zustand eingestellt werden, d. h. ob ein adhäsiver oder kohäsiver Bruch stattfindet. Ein ”adhäsiver Bruch” liegt vor, wenn die Ablösung der miteinander über das erfindungsgemäße klebende flächige Gebilde verklebten Teile an der Grenzfläche erfolgt, d. h. das klebende flächige Gebilde vollständig auf einem der verklebten Substrate zurückbleibt. Dagegen liegt ein ”kohäsiver Bruch” vor, wenn keine vollständige Ablösung der miteinander über das erfindungsgemäße klebende flächige Gebilde verklebten Substrate an der Grenzfläche erfolgt, d. h. Reste des erfindungsgemäßen klebenden flächigen Gebildes auf den verklebten Substraten zurückbleiben. Ein adhäsiver Bruch erfolgt bevorzugt bei einem Feststoffgehalt von etwa 50 Gew.-% oder mehr, z. B. etwa 50 bis 90 Gew.-%, bevorzugt etwa 55 bis 70 Gew.-%, wogegen ein kohäsiver Bruch erfindungsgemäß bevorzugt bei einem Feststoffgehalt von etwa 45 Gew.-% oder weniger, z. B. etwa 10 bis 45 Gew.-%, bevorzugt 15 bis 35 Gew.-%, erfolgt.
  • Offenzelliges Schaumsubstrat
  • Ein ”offenzelliges Schaumsubstrat” (oder auch ”offenzelliger (Filter-)Schaum” bzw. ”offenzelliger Schaumstoff”) ist ein Substrat mit zelliger Struktur und niedriger Dichte (oder Raumgewicht), das durch Druck sein Volumen deutlich verkleinern kann, d. h. kompressibel ist, dabei aber immer noch elastisches/viskoelastisches Verhalten mit einer Mindestrückstellkraft aufweist. ”Offenzellig” bedeutet in diesem Zusammenhang, dass das Substrat Zellwände enthält, die offen sind, d. h. dass Flüssigkeiten aufgenommen werden können. Das ”offenzellige Schaumsubstrat” im Sinne der Erfindung muss grundsätzlich in der Lage sein, Flüssigkeiten (bzw. die flüssige Klebemasse oder aufgeschmolzene Hotmelt-Klebemasse) aufzunehmen, d. h. auch gemischtzellige Schaumsubstrate sind grundsätzlich für die Erfindung geeignet. Im Extremfall besteht das offenzellige Schaumsubstrat erfindungsgemäß nur aus Zellstegen. Im Gegensatz dazu sind geschlossenzellige Schaumsubstrate zu nennen, worin die Wände zwischen den einzelnen Zellen komplett geschlossen sind, d. h. grundsätzlich keine Flüssigkeiten aufgenommen werden können. Gemischtzellige Schaumstoffe enthalten beide Arten von Zellen.
  • Aufgabe dieses Schaumsubstrats ist es, ein inertes Grundgerüst für die Klebemasse zu bilden, so dass diese nicht die im Stand der Technik genannten Probleme auslösen können, sondern vor oder während des in Kontakt Bringens mit dem offenzelligen Schaumsubstrat aufgenommen (oder aufgesogen) wird und anschließend in dieses eingelagert ist. Auf diese Art wird eine einfachere Handhabung gewährleistet und ein Herausfließen (oder ”Ausbluten”) der Klebemasse verhindert, so dass die zu erreichende Verklebung im Endprodukt jederzeit gewährleistet wird. Das Schaumsubstrat ist im Schritt B flexibel bzw. kompressibel. Nach der Verklebung und Härtung/Vernetzung ist das Schaumsubstrat nicht mehr flexibel, sondern durch die in den Poren des Schaumsubstrats ausgehärtete Klebemasse in der gewünschten Form fixiert.
  • ”Inert” bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Reaktivkomponente (ii) der Klebemasse, d. h. reaktive Monomere und/oder Reaktivharze wie Epoxidharze, wie oben definiert, unter geeignet gewählten Bedingungen (z. B. bei ausreichend geringen Temperaturen) im Wesentlichen nicht mit dem Schaumsubstrat reagieren.
  • Als offenzelliges Schaumsubstrat verwendbar im Sinne der vorliegenden Erfindung sind alle Schäume, die offenzellig sind. Eine Ausführung des Schaumes mit einem Gradienten in der Dichte kann vorteilhaft sein, um den Füllgrad der Klebmasse im Schaum ebenfalls mit einem Gradienten zu versehen und so das Bruchverhalten nach Aushärtung der Klebmasse zu beeinflussen. Prinzipiell können auch Gewebe, Vliese oder jede andere Struktur erfindungsgemäß eingesetzt werden, die eine offenzellige Struktur oder einen strukturell offenen Aufbau hat, der als inertes Grundgerüst für die flüssige Klebemasse bzw. die aufgeschmolzene Hotmelt-Klebemasse, wie oben erläutert, dienen kann, so dass die flüssige Klebemasse bzw. die aufgeschmolzene Hotmelt-Klebemasse erfindungsgemäß in dieses aufgenommen bzw. aufgesogen werden kann.
  • Das offenzellige Schaumsubstrat kann in jeder beliebigen Form vorliegen. Bevorzugt liegt das offenzellige Schaumsubstrat bereits in Form einer Folie, eines Bands oder eines Streifens beliebiger Breite oder auch eines Pads beliebiger Kontur vor, die gegebenenfalls auf eine Rolle aufgewickelt werden können. Alternativ kann das offenzellige Schaumsubstrat während des Verfahrens (Schritt D) auf eine Rolle aufgewickelt werden und in ein Band beliebiger Breite, in Streifen beliebiger Breite oder Pads beliebiger Kontur geschnitten werden. Grundsätzlich muss die flüssige Klebemasse nach Schritt A. (I) oder A. (II) das Schaumsubstrat im Schritt B benetzen können. Vorzugsweise ist die Temperaturstabilität des Schaumsubstrats höher als die Vernetzungstemperatur der Klebemasse. Bevorzugt werden polare Schaumsubstrate mit hoher Oberflächenenergie eingesetzt, so dass die Oberflächenenergie des Schaumsubstrats höher als die Oberflächenenergie der Klebemasse ist.
  • Geeignete offenzelligen Schaumsubstrate zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung sind vorzugsweise ausgewählt aus der folgenden Liste: Polyurethan und/oder Derivate hiervon, insbesondere elastomere Polyurethanester und -ether, Melamin und/oder Derivate hiervon, Nitrilkautschuk, Polystyrol und Phenoplaste.
  • In einer bevorzugten, erfindungsgemäßen Ausführungsform wird ein Polyurethanweichschaum, insbesondere ein elastomerer Polyurethanester oder -ether, eingesetzt.
  • In einer besonders bevorzugten, erfindungsgemäßen Ausführungsform werden Schaumsubstrate der Inducon®-Reihe eingesetzt, die im Handel bei der Mayser GmbH & Co. KG Polymer Electric, Örlinger Str. 1–3, 89073 Ulm, Deutschland, erhältlich sind. Schaumsubstrate der Inducon®-Reihe sind zellige Polyurethan-Elastomere, die auf thermisch verdichtetem Ester- oder Ether-Weichschaum basieren.
  • Die Dicke des Schaumsubstrats liegt erfindungsgemäß im Bereich von etwa 0,1 mm bis 5 mm, bevorzugt etwa 0,2 bis 1 mm.
  • Die Porenanzahl des Schaumsubstrats liegt erfindungsgemäß im Bereich von etwa 10 bis 110 PPI (PPI = Poren pro Inch), bevorzugt etwa 60 bis 80 PPI. Die Poren sind bevorzugt regelmäßig bzw. definiert.
  • Das Raumgewicht (oder die Dichte) des Schaumsubstrats liegt erfindungsgemäß im Bereich von etwa 5 kg/m3 bis 1000 kg/m3, bevorzugt 40 kg/m3 bis 800 kg/m3, insbesondere bevorzugt 100 kg/m3 bis 500 kg/m3. Je höher die Dichte des Schaums, umso niedriger ist der zu erreichende Füllgrad mit der flüssigen bzw. aufgeschmolzenen (Hotmelt-)Klebmasse nach der Tränkung. Über die Dichte des Schaumsubstrats kann erfindungsgemäß ebenfalls die Scherrate bzw. Verklebungsfestigkeit des klebenden flächigen Gebildes im ausgehärteten, verklebten Zustand gesteuert werden.
  • Schritt C
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Viskosität der Klebemasse nach dem in Kontakt Bringen mit dem Schaumsubstrat, aber vor der Verwendung, erhöht. Dies kann durch (I) Abdampfen eines Lösungsmittels, falls vorhanden, bei Raumtemperatur (23°C) oder höheren Temperaturen – bevorzugt unter der Siedetemperatur des verwendeten Lösungsmittels – über einen Zeitraum von mehreren Minuten bis zu mehreren Stunden, wie z. B. über Nacht, (II) Abkühlen des aus Schritt B erhaltene Produkts auf Raumtemperatur (23°C), falls eine Hotmelt-Klebemasse nach Schritt A. (II) eingesetzt wurde oder die Klebemasse nach Schritt A. (I) erwärmt wurde, oder (III) Vorvernetzung (oder Vorhärtung) des Klebstoffes durch Strahlung oder chemische Reaktion bei erhöhter Temperatur erreicht werden. Die Vorvernetzung kann z. B. durch Elektronenstahl-Behandlung durchgeführt werden. Dies verbessert die klebtechnischen Eigenschaften im unausgehärteten Zustand und verhindert ein Ausfließen der Klebmasse aus der Schaummatrix bei Anlegen eines Druckes, wie er z. B. beim Wickeln einer Klebebandrolle auftritt.
  • Schritt D
  • Gegebenenfalls kann das so erhaltene, flexible klebende flächige Gebilde in einem weiteren Schritt (Schritt D) zu einer Rolle aufgewickelt werden. Alternativ werden hieraus nach im Stand der Technik üblichen Verfahren Stanzteile hergestellt.
  • Zur Lagerung werden die erfindungsgemäßen, flexiblen klebenden flächigen Gebilde bevorzugt mit einem Trennliner oder -papier abgedeckt.
  • Flexibles klebendes flächiges Gebilde
  • Das flexible klebende flächige Gebilde, das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wird, umfasst im einfachsten Fall ein offenzelliges Schaumsubstrat und die thermisch härtbare (Hotmelt-)Klebemasse, sowie es sich nach dem hierin beschriebenen Verfahren darstellen lässt.
  • Ein ”klebendes flächiges Gebilde” steht hier für ein mit (Hotmelt-)Klebmasse getränktes, flächiges Schaumsubstrat als Trägermaterial, das gegebenenfalls beidseitig mit einem Releaseliner abgedeckt ist und gegebenenfalls auf eine archimedische Rolle aufgewickelt ist. Aus dem klebenden flächigen Gebilde können durch Bedrucken und Stanzen auch selbstklebende Etiketten in Bandform durch im Stand der Technik bekannte Verfahren hergestellt werden.
  • Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältliche klebende flächige Gebilde ist bevorzugt eine flexible Klebefolie, ein flexibles Klebeband, ein flexibler Klebestreifen oder ein flexibles klebendes Pad, insbesondere jeweils haftklebrig ausgebildet, was durch Wahl geeigneter Klebemassen eingestellt werden kann. Geeignete Haftklebmassen umfassen Klebmassen auf Acrylat-, Polyurethan-, Synthesekautschuk-, Naturkautschuk-, Silikon- oder Epoxid-Basis.
  • In einer bevorzugten, erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst das flexible klebende flächige Gebilde einen offenzelligen Polyurethan-Weichschaum, der mindestens zum Teil mit einer thermisch härtbaren Klebemasse getränkt ist, die die folgenden Bestandteile umfasst: (i) Nitril-Butadienkautschuk, (ii) Epoxidharz auf der Basis von Bisphenol-A-diglycidylether, (iii) Dicyandiamid und (iv) ein 1,1-Dialkyl-3-arylharnstoff (Uronbeschleuniger).
  • In einer alternativen bevorzugten, erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst das flexible klebende flächige Gebilde einen offenzelligen Polyurethan-Weichschaum, der mindestens zum Teil mit einer thermisch härtbaren Klebemasse getränkt ist, die die folgenden Bestandteile umfasst: (i) ein elastisches Polyurethan, (ii) Dicyclopentadien-Epoxy-Novolak-Harz, (iii) Dicyandiamid und (iv) ein 1,1-Dialkyl-3-arylharnstoff (Uronbeschleuniger).
  • Das flexible klebende flächige Gebilde, erhältlich durch das erfindungsgemäße Verfahren, besitzt in der Regel eine Schichtdicke im Bereich von etwa 0,1 mm–10 mm, bevorzugt etwa 0,25 mm–5 mm und besonders bevorzugt etwa 1–3 mm. Für Anwendungen im Automobil-Rohbau ist eine Schichtdicke von 0,25 mm–0,5 mm besonders bevorzugt. Zur Herstellung größerer Schichtdicken kann es von Vorteil sein, mehrere klebende flächige Gebilde zusammen zu laminieren.
  • Darüber hinaus ist das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältliche klebende flächige Gebilde besonders vorteilhaft, wenn die Verklebungsfestigkeit des ausgehärteten haftklebrigen flächigen Gebildes, gemessen mit dem dynamischen Schertest auf Stahl, wie nachfolgend beschrieben, mindestens 2 MPa, bevorzugt 5 MPa, besonders bevorzugt mehr als 10 MPa, beträgt. Solche Verklebungsfestigkeiten sorgen für eine sehr stabile und dauerhafte Verbindung zwischen den zu verklebenden Materialien und sind beispielsweise auch für Verklebungen mit hohen Ansprüchen an die Verklebungsfestigkeit, wie z. B. in der Automobilindustrie, geeignet. Weiterhin können durch das erfindungsgemäße Verfahren mit einem Klebstoff unterschiedliche – den jeweiligen Anforderungen verschiedener Anwendungen angepasste – Festigkeiten erreicht werden, indem der Füllgrad des Schaumes mit Klebmasse variiert wird. Durch diesen Prozess kann ebenfalls bei geeignetem Füllgrad des Schaumes mit Klebmasse ein kohäsives Bruchbild erzeugt werden, das für viele Anwendungen eine Voraussetzung ist, mit der reinen Klebmasse aber oft nicht zu erreichen ist.
  • Weiterhin kann das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältliche klebende flächige Gebilde weitere Filme, Schichten, Klebstoffe, (permanente oder temporäre) Träger, Trennpapiere und/oder Trennliner umfassen.
  • Substrate
  • Geeignete Substrate, die zur Verklebung über das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältliche klebende flächige Gebilde geeignet sind, sind Metalle, Glas, Holz, Beton, Stein, Keramik, Textil und/oder Kunststoffe. Die zu verklebenden Substrate können gleich oder verschieden sein.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältliche klebende flächige Gebilde zur Verklebung von Metallen, Glas und Kunststoffen, insbesondere mit geölten Oberflächen, eingesetzt.
  • Die Substrate können zudem lackiert, bedruckt, bedampft, besputtert oder anderweitig vorbehandelt sein, wie z. B. über Beflammen, Corona, Plasma oder chemische Verfahren, wie Auftragen eines flüssigen Haftvermittlers/Primers, vorbereitet. Insbesondere bei Anwendung auf Metallen, z. B. in der Automobil-Industrie, können die Substrate auch mit einem Öl beschichtet sein.
  • Die zu verklebenden Substrate können jede beliebige Form annehmen, die für die Verwendung des resultierenden Verbundkörpers erforderlich ist. In der einfachsten Form sind die Substrate eben. Außerdem können auch dreidimensionale Substrate, die z. B. geneigt sind oder eine komplexe 3D-Struktur haben, mit dem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen klebenden flächigen Gebilde verklebt werden. Insbesondere können zwischen den Substraten auftretende Spaltunterschiede ausgeglichen werden (sogenannter ”Spaltmaßausgleich”).
  • Kit
  • Außerdem wird erfindungsgemäß ein Kit zur Bereitstellung eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen klebenden flächigen Gebildes bereitgestellt, wobei das Kit mindestens ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes klebendes flächiges Gebilde, wie oben beschrieben, enthält. Ein weitere Bestandteil des Kit könnten beispielsweise ein zu verklebendes Formteil, ein Innenverkleidungselement für ein Automobil oder ein Hilfsmittel sein, mit dem sich das flexible haftklebrige flächige Gebilde auf ein Substrat aufbringen lässt, wobei die Bestandteile des Kits in einer gemeinsamen Verpackung vorliegen können.
  • Typischerweise wird das flexible haftklebrige flächige Gebilde eines erfindungsgemäßen Kits wie folgt verwendet:
    Das klebende flächige Gebilde wird auf eine Oberfläche eines zu verklebenden Substrats aufgebracht. Dieses wird daraufhin mit einer Oberfläche eines zweiten zu verklebenden Substrats in Kontakt gebracht und über eine Verpresszeit im Bereich von einigen Sekunden bis zu mehreren Minuten bei Raumtemperatur (23°C) in Kontakt gelassen und anschließend im Bereich von einigen Minuten bis zu einigen Stunden bei erhöhten Temperaturen, wie z. B. 100 bis 200°C, bevorzugt etwa 160°C, erhitzt, wodurch eine Polymerisationsreaktion startet und die Klebemasse aushärtet (thermische Härtung). Alternativ kann über Strahleninduktion, wie z. B. mit UV-Licht oder einem Lichtblitz, die Polymerisationsreaktion gestartet bzw. gehärtet werden. Die Wahl der Härtungsmethode hängt von der gewählten Reaktivkomponente ab.
  • Nach der thermischen oder strahleninduzierten Härtung verliert das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte klebende flächige Gebilde seine Flexibilität und erstarrt in der durch die zu verklebenden Substrate vorgegebenen Form, wobei hier eine Überbrückung von Spaltunterschieden erzielt werden kann, so dass auch komplex geformte Substrate, die nicht exakt zueinander passen, d. h. durch eine ungleichmäßige Klebefuge gekennzeichnet sind, miteinander verklebt werden können.
  • Verbundkörper
  • Ferner wird erfindungsgemäß ein Verbundkörper bereitgestellt, der durch das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte klebende flächige Gebilde, wie oben definiert, oder durch das erfindungsgemäße Kit, wie oben definiert, oder durch das gehärtete klebende flächige Gebilde verbunden ist. Ein ”Verbundkörper” ist hierbei jeder dreidimensionale Gegenstand, der aus mindestens zwei Substraten besteht, die über das erfindungsgemäße klebende flächige Gebilde nach der Aushärtung zusammengeklebt bzw. zusammengehalten werden.
  • Experimenteller Teil
  • Die nachfolgenden Beispiele dienen zur Verdeutlichung der vorliegenden Erfindung, sollen aber keinesfalls als Einschränkung des Schutzbereichs verstanden werden.
  • Messmethoden
  • Verklebungsfestigkeit (Zugscherung):
  • Als Kenngröße für die Qualität der erzielten Verklebung wurde die Verklebungsfestigkeit eines mit dem erfindungsgemäßen Haftklebeband hergestellten Verbunds für die unterschiedlichen Haftklebebänder ermittelt. Hierzu wurde die Verklebungsfestigkeit in einem dynamischen Zugscherversuch in Anlehnung an DIN-EN 1465 bei 23°C und 50% relativer Luftfeuchte mit einer Prüfgeschwindigkeit von 10 mm/min jeweils quantitativ bestimmt (Ergebnisse in N/mm2 = MPa). Als zu verklebende Materialien wurden Materialien aus Stahl verwendet, welche vor der Verklebung mit Aceton gereinigt wurden. Angegeben ist der Mittelwert aus drei Messungen.
  • Viskositätsmessung:
  • Ein Maß für die Fließfähigkeit des fluiden Beschichtungsmaterials ist die dynamische Viskosität. Die dynamische Viskosität kann nach DIN 53019 bestimmt werden. Als Fluid wird eine Viskosität von weniger als 108 Pa·s bezeichnet. Die Viskosität wird in einem Zylinderrotationsviskosimeter mit einer Standardgeometrie nach DIN 53019-1 bei einer Messtemperatur von 23°C und einer Schergeschwindigkeit 1 s–1 gemessen.
  • Beispiel 1 – Screening der Schaumsubstrate
  • Die in Tabelle 1 aufgelisteten Schaumsubstrate wurden verwendet. Tabelle 1: Verwendete Schaumsubstrate
    Schaumsubstrat Raumgewicht Dicke Zugfestigkeit Bruchdehnung Shorehärte Zellstruktur
    kg/m3 mm kPa % Shore 0
    Inducon S 150 w* 150 0,8 > 500 > 190 gemischt
    Inducon S 150* 150 1,0 > 1080 > 140 28 ± 3 gemischt
    Inducon S 230* 230 0,6 > 950 > 200 22 ± 3 gemischt
    Inducon S 230* 230 2,0 > 950 > 200 22 ± 3 gemischt
    Inducon S 230* 230 3,0 > 950 > 200 22 ± 3 gemischt
    Inducon S 400* 400 0,4 > 2000 > 150 48 ± 3 gemischt
    Inducon S 430* 430 0,7 > 1500 > 190 52 ± 3 gemischt
    Inducon S PPI 80* 100 3,0 > 900 > 230 17 ± 3 offen
    Inducon S PPI 80* 150 2,0 > 900 > 230 17 ± 3 offen
    Inducon S PPI 80* 160 1,0 > 900 > 230 17 ± 3 offen
    Inducon S PPI 80* 200 2,0 > 900 > 230 17 ± 3 offen
    Inducon T 95** 95 3,0 > 200 > 160 gemischt
    Inducon T 150** 150 1,5 > 421 > 145 gemischt
    Inducon T LO 250** 250 1,0 > 720 > 180 gemischt
    Mayser TG-S 130 Bluefoam 130 1,0 > 600 > 220 gemischt
    *Polyurethan-Ester **Polyurethan-Ether
  • Im Kneter wurde eine 25%ige Lösung eines Acylnitril/Butadien Copolymer-Elastomers (z. B. Nipol 1401LG) in Butanon bei 23°C hergestellt. Diese wurde als Polymer bzw. Schlagzähmodifizierer zu einem flüssigen Epoxidharz – das aus Bisphenol-A und Epichlorhydrin Diepoxid hergestellt wird (z. B. Epikote 828; eeq = 187 g/eq) zu 7.5% zugegeben. Unter starkem Rühren wurde ein Dicyandiamid-basierter Härter (z. B. Dyhard 100S) zugegeben. Der Feststoffgehalt wurde mit Butanon auf 40 Gew.-% eingestellt. Die einzelnen Komponenten der Klebemasse sind nachfolgend aufgeführt:
    Formulierung 1
    Nipol 1401LG 6,5 g
    Epikote 828 87,5 g
    Dyhard 100S 6,0 g
    Butanon 150 g
  • Zur Herstellung des Klebebands wurden die oben angeführten Schaumsubstrate zunächst in 25 mm × 25 mm große Stücke gestanzt und 10-mal mit einer 4 kg Gewichtsrolle übergerollt. Die Schaumsubstrate wurden in die Klebstoffmasse gegeben und 5-mal mit einem 2 kg Gewicht ca. 5 s komprimiert, um das Aufsaugen der Klebmasse in den Schaumsubstraten zu beschleunigen. Nach 10 Minuten in der Klebstoffmasse wurden die Proben aus der Klebemasse genommen. Die Proben wurden gewogen. Nach dem vollständigen Abdampfen des Lösungsmittels, was durch wiederholtes Wiegen bis zur Massekonstanz überprüft wurde, wurden die Proben zwischen zwei ASTM-Stahlplatten aufgebracht. Die beiden Platten wurden zusätzlich mit Klebeband fixiert.
  • Die Proben wurden mit 6 kg für eine Minute verpresst. Anschließend wurden die Proben für 30 Minuten bei 160°C im Ofen vernetzt. Nach Abkühlen wurden dynamische Schertests, wie oben erläutert, mit 50 mm/min durchgeführt.
  • In 1 sind die Ergebnisse der Schertests der oben angeführten Schaumsubstrate, die nach dem oben beschriebenen Verfahren mit der Klebemasse getränkt wurden, dargestellt. Grundsätzlich unterscheiden sich die eingesetzten Schaumsubstrate in Dicke, Dichte und Typ (Polyether-/Polyester-Polyurethanschaum), wie in Tabelle 1 dargelegt.
  • Wie aus 1 ersichtlich, können mit den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Klebebändern unter Verwendung verschiedener Schaumtypen hervorragende Scherraten bzw. Verklebungsfestigkeiten nach der Verklebung bzw. Härtung erzielt werden. Über den Schaumtyp können grundsätzlich die gewünschten Festigkeiten eingestellt werden.
  • Beispiel 2 – Screening des Feststoffgehalts
  • Es wurde als Schaumsubstrat Inducon S PPI 80 mit einem Raumgewicht von 160 kg/m3 verwendet. Die thermisch härtbare Klebemasse nach Beispiel 1 wurde hinsichtlich des Feststoffgehalts auf (1) 33 Gew.-% Feststoff in Butanon/Aceton (1:1), (2) 25 Gew.-% Feststoff in Butanon/Aceton (1:2) und (3) 17 Gew.-% Feststoff in Butanon/Aceton (1:4) eingestellt. Drei Schaumsubstrate wurden, wie oben erläutert, mit den drei Klebemassen (1) bis (3) getränkt.
  • 2a zeigt, dass sich der Füllgrad des offenzelligen Schaumes über den Feststoffgehalt der Klebemassen einstellen lässt, wie aus der Gewichtszunahme des getränkten Schaums ersichtlich ist. Der maximal erreichbare Füllgrad ist dabei u. a. von der Viskosität der Klebemasse abhängig.
  • Wie aus 2b ersichtlich, korreliert die Scherfestigkeit der erzielten Verklebung mit dem Füllgrad des Schaumes durch die Klebemasse. Die Scherfestigkeit wiederum ist ein Maß für die erzielte Verklebungsfestigkeit. Folglich kann über den Feststoffgehalt prinzipiell die Scherfestigkeit bzw. Verklebungsfestigkeit der verklebten Substrate eingestellt werden.
  • Beispiel 3 – Screening des Füllgrads über die Dichte des Schaums
  • Es wurden die unten aufgeführten Schaumsubstrate verwendet. Die thermisch härtbare Klebemasse nach Beispiel 1 wurde zur Tränkung der Schäume, wie oben beschrieben, verwendet.
  • Die nachfolgende Tabelle 2 verdeutlicht die prozentuale Gewichtszunahme der getränkten Schaumsubstrate. Tabelle 2. Prozentuale Gewichtszunahme
    Schaum Dichte [kg/m3] Prozentuale Gewichtszunahme
    Inducon S 150 W 150,0 367,8
    Inducon S 430 430,0 150,9
  • Je höher die Dichte des Schaums, umso niedriger ist der Füllgrad mit der Klebmasse nach der Tränkung. Über die Dichte des Schaums kann folglich ebenfalls die Scherrate bzw. Endfestigkeit des ausgehärteten Produkts gesteuert werden.
  • Beispiel 4 – Kohäsiver vs. Adhäsiver Bruch
  • Ebenso wie in Beispiel 2 wurde als Schaumsubstrat Inducon S PPI 80 mit einem Raumgewicht von 160 kg/m3 verwendet. Die thermisch härtbare Klebemasse mit der in Tabelle 3 aufgeführten Zusammensetzung wurde hinsichtlich des Feststoffgehalts auf (1) 50 Gew.-% Feststoff in Butanon/Aceton (1:1,3), (2) 35 Gew.-% Feststoff in Butanon/Aceton (1:3,3), (3) 20 Gew.-% Feststoff in Butanon/Aceton (1:8,0) und (4) 10 Gew.-% Feststoff in Butanon/Aceton (1:18,9) eingestellt. Vier Schaumsubstrate wurden, wie oben erläutert, mit den vier Klebemassen (1) bis (4) getränkt. Tabelle 3: Zusammensetzung der Klebmasse für Besipiel 4
    Formulierung 2
    Desmomelt 530 20 g
    Tactix 556 80 g
    Dyhard 100S 4,62 g
    Dyhard UR500 0,4 g
    Butanon 47,45 g
  • Zur Herstellung des Klebebands wurden die vier Schaumsubstrate zunächst in 15 mm × 15 mm große Stücke gestanzt. Die Schaumsubstrate wurden in die Klebstoffmasse gelegt. Nach 1 Stunde in der Klebstoffmasse wurden die Proben aus der Klebemasse genommen. Die Proben wurden gewogen. Nach dem vollständigen Abdampfen des Lösungsmittels über Nacht auf einem Releaseliner, was durch wiederholtes Wiegen bis zur Massekonstanz überprüft wurde, wurden die Proben zwischen zwei ASTM-Stahlplatten aufgebracht. Die beiden Platten wurden zusätzlich mit Klebeband und einer weiteren ASTM-Stahlplatte fixiert.
  • Die Proben wurden mit 50 g Gewicht für eine Minute verpresst. Anschließend wurden die Proben für 1 Stunde bei 180°C im Ofen vernetzt. Nach Abkühlen wurden dynamische Schertests, wie oben erläutert, mit 10 mm/min durchgeführt.
  • In 3 sind die Ergebnisse der Schertests der vier Schaumsubstrate, die nach dem oben beschriebenen Verfahren mit der Klebemasse getränkt wurden, dargestellt. Wie aus 3 ersichtlich, korreliert die Scherfestigkeit der erzielten Verklebung mit dem Feststoffgehalt der Klebemasse. Je höher der Feststoffgehalt, umso höher die erzielte Scherfestigkeit des ausgehärteten Klebebands im verklebten Zustand. Hohe Scherfestigkeiten deuten auf hohe Verklebungsfestigkeiten hin. Folglich können mit den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Klebebändern hohe Verklebungsfestigkeiten im verklebten, ausgehärteten Produkt erzielt werden.
  • Der Bruch der vier auseinandergerissenen Proben mit den vier unterschiedlichen Feststoffgehalten erfolgte entweder adhäsiv, d. h. die Ablösung erfolgte an der Grenzfläche und das Klebeband blieb vollständig auf einer Platte zurück, oder kohäsiv, d. h. es fand keine vollständige Ablösung des Klebebands statt, sondern es blieben auf beiden Platten Reste des Klebebands zurück. Ein adhäsiver Bruch fand bei einem Feststoffgehalt von 50 Gew.-% statt, wogegen ein kohäsiver Bruch bei einem Feststoffgehalt von 35 Gew.-%, 20 Gew.-% bzw. 10 Gew.-% erfolgte.
  • Damit kann je nach Feststoffgehalt auch die gewünschte Bruchform eingestellt werden. Z. B. ist ein kohäsiver Bruch vor allem im Automobilbau von Vorteil, da die Substrate somit nie ungeschützt der Umgebung ausgesetzt sind (und so z. B. korrodieren können), sondern die Klebebandreste einen Schutz der Substrate gewährleisten.
  • Zudem lief praktisch keine Klebemasse aus dem jeweiligen Klebeband aus, da die Klebemasse – trotz Erniedrigung der Viskosität während der thermischen Härtung – durch die offenzellige Struktur des Schaumsubstrats fixiert wurde.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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    • DIN 53019 [0094]
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Claims (16)

  1. Verfahren zur Herstellung eines flexiblen klebenden flächigen Gebildes, umfassend eine homogene Klebemasse und ein flexibles, offenzelliges Schaumsubstrat, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: A. Bereitstellen der homogenen Klebemasse durch (I) Auflösen und/oder Feinverteilen der Inhaltsstoffe, gegebenenfalls in einem oder mehreren Lösemittel(n), gegebenenfalls unter Einwirkung von Wärme und/oder Scherung, oder (II) Aufschmelzen einer homogenen Hotmelt-Klebemasse, die die Inhaltsstoffe umfasst, unter Einwirkung von Wärme; B. in Kontakt Bringen eines flexiblen, offenzelligen Schaumsubstrats mit der homogenen Klebemasse aus Schritt A; C. (I) Verdunsten des Lösemittels, falls vorhanden, und/oder (II) gegebenenfalls Abkühlen des mit der Klebemasse in Kontakt gebrachten Schaumsubstrats aus Schritt B; und D. gegebenenfalls Aufwickeln des flexiblen klebenden flächigen Gebildes nach Schritt C, gegebenenfalls zusammen mit einem Trennliner, zu einer Rolle; wobei die Inhaltsstoffe mindestens ein (i) Polymer, mindestens eine (ii) Reaktivkomponente und mindestens einen (iii) Aktivator sowie gegebenenfalls weitere Additive und/oder Hilfsstoffe umfassen, wobei die nach Schritt A erhaltene, flüssige Klebemasse in Schritt B von dem offenzelligen Schaumsubstrat aufgenommen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei in Schritt B das flexible, offenzellige Schaumsubstrat in einem Foulardierprozess mit der homogenen Klebemasse nach Schritt A in Kontakt gebracht wird und gegebenenfalls über zwei oder mehrere Walzenpaare geleitet wird; und/oder ferner nach Schritt B ein Schritt zur Erhöhung der Festigkeit der Klebmasse nach Einbringen in das Schaumsubstrat erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das offenzellige Schaumsubstrat ein Polyurethan und/oder ein Derivat hiervon, ein Melamin und/oder ein Derivat hiervon, ein Nitrilkautschuk, ein Polystyrol oder ein Phenoplast, insbesondere ein elastomerer Polyurethan-Weichschaum, ist.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei (4.1) das Polymer (i) aus einem Elastomer auf der Basis von Acrylaten und/oder Methacrylaten, Polyurethanen, Naturkautschuken, Synthesekautschuken, wie Butyl-, (Iso)Butyl-, Nitril- oder Butadienkautschuken; Styrolblockcopolymeren mit einem Elastomerblock aus ungesättigten oder teilweise oder vollständig hydrierten Polydienblöcken, Polyolefinen, Fluorpolymeren und/oder Silikonen; oder einem Thermoplasten, wie Poly(ethylen), Poly(propylen), Poly(vinylchlorid), Poly(acrylat), Poly(methacrylat), Poly(styrol), Poly(oxymethylen), Poly(ethylenoxid), Poly(ethylenterephthalat), Poly(carbonat), Poly(phenylenoxid); ausgewählt ist; und/oder (4.2) die Reaktivkomponente (ii) ein Reaktivharz, umfassend mindestens einen (Meth)Acrylsäureester mit 4 bis 18 C-Atomen; oder ein Epoxidharz und/oder eine Mischung verschiedener Epoxidharze, insbesondere ein Epoxidharz auf Basis von Bisphenol-A, Bisphenol-S, oder Bisphenol-F; ein Epoxy-Novolak; ein Epoxy-Kresol-Novolak oder ein epoxidierter Nitrilkautschuk; ist; und/oder (4.3) der Aktivator (iii) aus der Gruppe, bestehend aus einem aliphatischen Amin, aromatischen Amin, modifizierten Amin, Polyamidharz, Säureanhydrid, sekundären Amin, Mercaptan, und/oder Dicyandiamid, ausgewählt ist.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als Inhaltsstoff ferner (iv) induktiv erhitzbare Metalle in fein verteilter Form enthalten sind.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das offenzellige Schaumsubstrat ein Raumgewicht im Bereich von etwa 5 kg/m3 bis 1000 kg/m3, bevorzugt 40 kg/m3 bis 800 kg/m3, insbesondere bevorzugt 100 kg/m3 bis 500 kg/m3, besitzt.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Gesamtfeststoffgehalt der nach Schritt A. (I) erhaltenen Klebemasse im Bereich von 5 bis 90 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 20 bis 80 Gew.-% und besonders bevorzugt im Bereich von 40 bis 70 Gew.-%, bezogen auf die Klebemasse, liegt; und/oder wobei die Viskosität der nach Schritt A. (II) erhaltenen Hotmelt-Klebemasse bei der Temperatur der Verarbeitung im Bereich von 1–1000 Pa·s, bevorzugt im Bereich von 5–100 Pa·s, besonders bevorzugt im Bereich von 10–50 Pa·s liegt.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gewicht des offenzelligen Schaumsubstrats nach Schritt C oder D um mehr als 100 bevorzugt mehr als 150 besonders bevorzugt mehr als 250 bezogen auf das unbehandelte, offenzellige Schaumsubstrat vor Schritt B, zugenommen hat.
  9. Flexibles klebendes flächiges Gebilde, erhältlich durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
  10. Flexibles klebendes flächiges Gebilde nach Anspruch 9, wobei das flexible klebende flächige Gebilde eine flexible Klebefolie, ein flexibles Klebeband, ein flexibler Klebestreifen oder ein flexibles klebendes Pad, insbesondere jeweils haftklebrig ausgebildet, ist.
  11. Flexibles klebendes flächiges Gebilde nach Anspruch 9 oder 10, umfassend weitere Filme, Schichten, Klebstoffe, Träger, Trennpapier und/oder Trennliner.
  12. Verwendung des flexiblen klebenden flächigen Gebildes nach einem der Ansprüche 9 bis 11 zur Verklebung von Materialien aus Metall, Holz, Glas und/oder Kunststoff, insbesondere in strukturellen Verklebungen zum Spaltmaßausgleich.
  13. Verwendung nach Anspruch 12, wobei die Materialien geölt sind.
  14. Kit, umfassend mindestens ein flexibles klebendes flächiges Gebilde nach einem der Ansprüche 9 bis 11.
  15. Gehärtetes klebendes flächiges Gebilde, erhältlich durch Härten des flexiblen klebenden flächigen Gebildes nach einem der Ansprüche 9 bis 11.
  16. Verbundkörper, der durch das flexible klebende flächige Gebilde nach einem der Ansprüche 9 bis 11 oder das gehärtete klebende flächige Gebilde nach Anspruch 15 verbunden ist.
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