DE102019007154A1

DE102019007154A1 - Träger für Klebebänder

Info

Publication number: DE102019007154A1
Application number: DE102019007154.9A
Authority: DE
Inventors: Patrik Kopf; Yalcin Gül
Original assignee: Lohmann GmbH and Co KG
Current assignee: Lohmann GmbH and Co KG
Priority date: 2019-10-15
Filing date: 2019-10-15
Publication date: 2021-04-15

Abstract

Neuartiges Trägermaterial für Klebebänder auf der Basis von silanmodifizierten Polymeren, die über große Temperaturbereiche stabile Eigenschaften aufweisen sowie ein elastisches Verhalten und hohe Wasserdampfdurchlässigkeit zeigen.

Description

Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um ein neuartiges Trägermaterial für Klebebänder sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Klebebänder finden heute einen weiten Anwendungsbereich in Produkten und Produktionsprozessen der Industrie und der Verbraucher. Klebebänder werden in einseitiger oder doppelseitiger Form oder als trägerloser Transferfilm angeboten. Einseitige und doppelseitige Klebebänder enthalten einen Träger, der ein- bzw. zweiseitig mit Klebemasse beschichtet oder laminiert ist. Dieser Träger kann aus Papier, Folie, Textil oder Schaum bestehen.
Schaumträger in doppelseitigen Klebebändern haben die Aufgabe, für einen flexiblen Toleranzausgleich der Verklebungssubstrate zu sorgen. Hinzu bieten sie durch ihre Anschmiegsamkeit bessere Verklebungseigenschaften als massive Träger, z.B. Folien. Die Verklebung bleibt während der Lebenszeit flexibel, denn der Schaumträger kann unterschiedliche Ausdehnungen der Substrate besser ausgleichen als starre Trägermaterialien wie zum Beispiel Folien. Insofern verbessern sie die Festigkeit der Klebung. Die Dicke von Schaumträgern liegt in der Regel zwischen 0,07 und 3,0 mm. Die Härte und Festigkeiten der Schäume können der Verklebungsaufgabe angepasst werden. Einen Überblick über mögliche Materialien für Schäume ist zum Beispiel zu finden in: Sekhar Sundaram, Matthieu Sonnati, Flexible Acrylic Foams: Carrrier for specialty tapes and beyond (2009).
Bei kommerziellen Schaumklebebändern kommen insbesondere vernetzte Polyolefinschaumträger (hier vor allem vernetzte Polyethylenschäume) und viscoelastische Acrylatschäume („Acrylic foams“) zum Einsatz.
Ein Vorteil der Acrylatschäume ist ihre Viskoelastizität, die beim Ausgleich von Belastungen, die auf die Verklebung wirken, Vorteile bietet. Ein weiterer Vorteil ist die Temperaturbeständigkeit, die wegen der zugrunde liegenden Acrylatchemie bei 150° C bis 200° C liegt. Die Nachteile sind das relative hohe spezifische Gewicht und vor allem die starken Eigenschaftsänderungen bei tiefen Temperaturen. So werden Acrylatschäume unter 0° C, insbesondere bei Temperaturen kleiner -20° C oft hart und spröde und brechen bei Beanspruchung (z.B. Schlagbeanspruchung). Dies schränkt die Gebrauchseigenschaften bei Tieftemperaturanwendungen, wie z.B. im Außenbereich, im Mobilbereich oder in der Kommunikationselektronik stark ein. Acrylatschäume sind eigenklebrig, bei Hochleistungsklebebändern werden heute aber meist noch extra Klebeschichten aufgebracht.
Ein Vorteil der vernetzten Polyolefinschaumträger ist ihr stabiles Eigenschaftsprofil von sehr tiefen Temperaturen bis ca. 80 - 100° C bei Polyethylenschäumen, ihr geringes spezifisches Gewicht und die damit verbundene Weichheit sowie ihre vergleichsweise geringen Fertigungskosten. Die spezifischen Dichten können von 20 bis 500 kg/m³ eingestellt werden, was ein weites Anwendungsspektrum erschließt. Ein großer Nachteil ist ihre begrenzte Temperaturbeständigkeit bei Anwendung über 100° C. Außerdem sind sie im Gegensatz zu den Acrylatschäumen nicht selbstklebend, sondern können oder müssen mit Klebeschichten kombiniert werden. Der starke elastische Charakter der Polyolefinschaumträger bringt Nachteile beim Ausgleich von starken Belastungen der Verklebung. Durch den unpolaren Charakter der vernetzten Polyethylenschaumstoffe sind sie nicht sehr durchlässig für Wasserdampf, was bei manchen Anwendungen (Baubereich, Medikalbereich) ein Nachteil sein kann.
Somit besteht Bedarf nach Trägern, insbesondere geschäumten Trägern für Klebebänder, die in einem großen Temperaturbereich stabile Eigenschaften, insbesondere elastisches Verhalten, zeigen und eine hohe Wasserdampfdurchlässigkeit besitzen.
Die Erfindung betrifft Träger für Klebebänder auf der Basis von silanmodifizierten Polymeren, die über große Temperaturbereiche stabile Eigenschaften aufweisen sowie ein elastisches Verhalten und hohe Wasserdampfdurchlässigkeit zeigen.
Die Technologie der silanmodifizierten Polymere (englisch: Silane Modified Polymers, SMP) ist Stand der Technik.
Silanmodifizierte Polymere oder auch organofunktionelle Silane sind hybride Verbindungen, die in einem Molekül die Funktionalität einer reaktiven organischen Gruppe mit der anorganischen Funktionalität eines Alkylsilikats verbinden. Sie werden bisher vor allem im Bereich der Kleb- und Dichtstoffe eingesetzt. Unter Feuchtigkeitseinwirkung bilden diese ein elastisches Netzwerk aus. Silanmodifizierte Polymere erfüllen insbesondere bei ihrer Verarbeitung sowohl technisch als auch ökologisch alle Anforderungen an moderne Kleb- und Dichtstoffe. So ermöglichen diese Hybridbindemittel die Formulierung von gesundheitlich unbedenklichen Kleb- und Dichtstoffen, die lösemittel-, isocyanat- und auch zinnfrei sein können. Eine niedrige Viskosität der Präpolymere ermöglicht eine einfache Verarbeitung und eröffnet einen breiten Spielraum zur Formulierung von Kleb- und Dichtstoffen mit ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften. Aufgrund der hohen Vernetzungsgeschwindigkeit härten die Endprodukte auch rasch und vollständig durch.
Grundsätzlich können unter Einwirkung von Feuchtigkeit und/oder Wärme aus silanmodifizierten Präpolymeren darin befindliche Silanol-Gruppen hydrolisiert werden und anschließend unter Alkoholabspaltung und Metallkatalyse ein Netzwerk bilden - die klassische Dichtmasse. In den 1980-iger Jahren wurde diesbezüglich insbesondere von der Firma Kaneka die Technologie der Herstellung und Verarbeitung der sogenannten MS-Polymere, beschrieben (z. B. EP 0 295 330 A2 und EP 0 106 330 B1 ).
Die heutigen Dichtmassen härten am Ort der Anwendung aus und ein Schaumcharakter entsteht in der Regel nicht. Auch eine bahnförmige Ausgestaltung zur weiteren Verwendung als Trägerbahn ist nicht machbar.
Veröffentlich sind Patentanmeldungen, die SMP als Zusatz zu Haftklebstoffen nutzen mit Anteilen von 2 - 15%. Durch den Aufbau eines Netzwerkes sollen sie die Wärmestabilität der Haftklebemasseschicht erhöhen ( EP 2139967 B1 , WO2010033382 A2 , WO2011082094 A2 ).
Weitere Veröffentlichungen benutzen die SMP als polymeres Grundmaterial für Haftklebstoffe. Durch Formulierung mit Klebharzen und weiteren Additiven entstehen klebrige Haftklebemassen ähnlich der Synthesekautschukhaftklebemassen ( DE102016105339A1 ).
Veröffentlichungen über die Formulierung und Herstellung von Trägern für Klebebändern aus SMP finden sich nicht.
Beschreibung der Erfindung
Silanmodifizierte Polymere:
Silanmodifizierte Polymere bestehen aus einem Polymer, das endständig und/oder seitenständig mit Organosilanen modifiziert ist. Die Polymere sind meist auf der Basis von Polyurethanen oder von Polyethern dargestellt. Bei den Silanendgruppen handelt es sich zumeist um Alkyloxysilylgruppen, zum Beispiel methoxylierte oder ethoxylierte Silylgruppen. Dabei können die Silane ein bis drei Alkyloxygruppen tragen. Somit unterscheidet man zwischen Monomethoxysilyl-, Dimethoxysilyl-Typen (DMS) und Trimethoxysilyl-Typen (TMS), die ein, zwei bzw. drei Methoxygruppen am Siliciumatom tragen. Genauso gibt es inzwischen Monoethoxysilyl-, Diethoxysilyl-Typen und Triethoxysilyl-Typen, die ein, zwei bzw. drei Ethoxygruppen am Siliciumatom tragen.
Über die Art des Alkoxyrests, über die Anzahl der Alkoxyreste pro Siliciumatom und über die Anzahl und Positionen der silanmodifizierten Stellen im Polymermolekül werden die Reaktivität des silanmodifizierten Polymers und die Art und Dichte des sich ausbildenden Netzwerks gesteuert. Zusätzlich werden über die Art und Kettenlängen der Polymere, über deren Verzweigung und über weitere Funktionalisierung die Netzwerkbildung und Eigenschaften des SMP gesteuert. Die Art und Kettenlänge des Polymers bestimmen auch, ob die Stoffe bei Raumtemperatur niedrigviskos bis flüssig oder hochviskos sind. Durch Mischen verschiedener SMP können die Eigenschaften weiter optimiert werden, z.B. die Viskosität vor der Vernetzung eingestellt oder die Art des gebildeten Netzwerkes optimiert werden.
Silanmodifizierte Polymere sind beispielsweise erhältlich von der Firma Kaneka unter dem Markenname Silyl oder MS-Polymer und den Produktbezeichnungspräfixen S, SAX und SAT. Weitere Hersteller sind die Firma Evonik unter den Markennamen Tegopac und Polymer ST und die Firma Wacker unter dem Markennamen Geniosil STP.
Bevorzugt werden silanmodifizierte Polymere auf Basis Polyether, besonders bevorzugt auf Basis Polypropylenglykol eingesetzt.
Es ist vorteilhaft, wenn die silanmodifizierten Polymere (hier auch als Präpolymere bezeichnet) bei Raumtemperatur flüssig sind, d.h. eine Viskosität von kleiner 40 Pas besitzen. Damit können sie bei Raumtemperatur formuliert und beschichtet werden. Das hat den Vorteil, dass ein aufwändiges Verarbeiten bei erhöhter Temperatur (Schmelze) entfällt.
Bevorzugt werden silanmodifizierte Polyether mit Dimethoxysilyl- (DMS) und Trimethoxysilyl-Gruppen (TMS) verwendet.
Katalysatoren:
Silanmodifizierte Polymere reagieren unter Feuchteeinwirkung. Die Alkoxygruppen werden unter Abspaltung von Alkoholen hydrolysiert und es entstehen reaktive Si-OH-Gruppen. Diese kondensieren untereinander zu stabilen Verbindungen und bilden so große Polymere und Netzwerke. Die Hydrolyse der Alkoxysilangruppen ist normalerweise der geschwindigkeitsbestimmende Schritt der Vernetzung. Die Kondensation ist die schnellere Reaktion. Die Gesamtreaktion läuft bei den SMP und den Formulierungen, wie sie für Dichtstoffe bekannt sind, sehr langsam über Stunden und Tage. Das rührt unter anderem daher, dass die Wassermoleküle erst zu den reaktiven Alkoxysilanen kommen müssen. Die Wassermoleküle werden für gewöhnlich aus der Luftfeuchte der Umgebungsluft zur Verfügung gestellt. Das bedeutet, dass zunächst die Reaktion an der Oberfläche stattfindet. Erst langsam diffundiert Wasser aus der Luft in die inneren Schichten. Aus den Dichtstoffen ist bekannt, dass die „Hautbildung“ an der Oberfläche im Bereich Stunden liegt, die vollständige Vernetzung aber Tage braucht. Um die Vernetzung zu beschleunigen, werden Katalysatoren eingesetzt.
Bei der vorliegenden Erfindung werden SMP beschichtet und zu bahnförmigen Trägern vernetzt. Dafür ist eine schnelle Reaktion der SMP innerhalb von Minuten unabdingbar. Deshalb werden hier Katalysatoren eingesetzt. Sie steuern die Vernetzungsgeschwindigkeit. Art und Menge der Katalysatoren haben eine große Bedeutung für die Topfzeit des Gemischs vor der Beschichtung, für die Vernetzungstemperatur und -geschwindigkeit im Ofen und für die Nachvernetzungsgeschwindigkeit nach Ofenentnahme.
Als Katalysatoren werden beispielsweise Organometallverbindungen eingesetzt, inbesondere auf Basis Zinn-, Titan- oder Zirkoniumverbindungen. Beispielsweise die titanhaltigen Katalysatoren Tyzor TPT und Tyzor TnBT der Firma Dorf Ketal oder Tyzor NPZ der gleichen Firma, welcher Tetraalkylzirkonat enthält, oder Tyzor AA75, welcher Titaniumacetylacetonat enthält (ebenfalls von Dorf Ketal). Zinnbasierte Katalysatoren vertreibt die Firma TIB Chemicals AG unter der Bezeichnung TIB KAT. Titankatalysatoren sind gegenüber den Zinnkatalysatoren gesundheitlich unbedenklicher.
Bevorzugt werden Katalysatoren auf Basis Titan verwendet. Die Katalysatoren werden in einer Menge von 0,1 bis 5 %, bezogen auf die Gesamtrezeptur, eingesetzt.
Wasserfänger
Bei der vorliegenden Erfindung werden zunächst alle sonstigen Komponenten und am Ende der Katalysator zugegeben. Schon bei Raumtemperatur startet bei normalen Luftfeuchtigkeiten die Vernetzungsreaktion. Das geht, je nach Formulierung, so schnell, dass in der Zeit bis zur Beschichtung die Viskosität ansteigt und/oder ein Vergelen stattfindet. Damit ist ein einwandfreies Beschichten nicht mehr möglich. Deshalb können sogenannte Wasserfänger zugegeben werden. Sie wirken als Verzögerer und können die sogenannte Topfzeit verlängern, d.h. die Zeit, in der die Beschichtung noch möglich ist. Bekannt ist, dass Vinyltrimethoxysilan als Verzögerer sehr gut wirkt. Die Topfzeit kann so auf ausreichende 15 bis 30 Minuten verlängert werden. Die Menge an Vinyltrimethoxysilan bestimmt auch die Verzögerung. Diese wirkt nicht nur auf eine Verzögerung der Vergelung vor der Beschichtung, sondern verzögert auch die spätere vollständige Vernetzung oder Aushärtung, was nicht gewünscht ist. Deshalb muss der Verzögerer so dosiert werden, dass eine Handhabung vor der Beschichtung möglich ist, aber auch die Weitervernetzung oder vollständige Aushärtung nicht zu stark hinaus gezögert wird.
Eine Möglichkeit, mit einer geringeren Topfzeit auszukommen, wäre eine Zugabe des Katalysators möglichst direkt vor der Beschichtung, bei kontinuierlichen Prozessen z.B. durch statische Mischer direkt vor der Beschichtungseinheit.
Bei der vorliegenden Erfindung wurden bei TMS-Polymeren Verzögerer zugegeben, bei DMS-Polymeren wurden keine weiteren Verzögerer hinzugegeben. Die Zugabemenge liegt bevorzugt bei 0,1 bis 3 Massen-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Mischung.
Vinyltrimethoxysilan ist erhältlich beispielsweise von der Fa. Wacker unter der Bezeichnung Geniosil XL 10 oder von der Firma Evonik unter der Bezeichnung Dynasylan VTMO.
Schäumungsmittel
Die Schäumung kann mittels beliebiger,im Stand der Technik bekannter chemischer und/oder physikalischer Methoden erfolgen. Bevorzugt wird ein erfindungsgemäßer geschäumter Träger jedoch durch das Einmischen und nachfolgende Expandieren von Mikroballons erhalten. Unter „Mikroballons“ werden elastische und somit in ihrem Grundzustand expandierbare Mikrohohlkugeln verstanden, 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 und/oder das umgebene, nun vernetzte Polymer den Hohlraum stabilisiert, erzielt man so einen geschlossen-zelligen Schaum. Wird mittels Mikroballons geschäumt, dann können die Mikroballons als Batch, Paste oder als unverschnittenes oder verschnittenes Pulver der Formulierung zugeführt werden.
Es ist eine Vielzahl an Mikroballontypen kommerziell erhältlich, welche sich im Wesentlichen über ihre Größe (6 bis 45 µm Durchmesser im unexpandierten Zustand) und ihre zur Expansion benötigten Starttemperaturen(75 bis 220° C) differenzieren. Ein Beispiel für kommerziell erhältliche Mikroballons sind die Mikropearls von der Firma Lehmann & Voss oder die Expancel® der Firma Nouryon.
Ein geschäumter erfindungsgemäßer Träger kann auch mit vorexpandierten Mikroballons erzeugt werden. Bei dieser Gruppe findet die Expansion schon vor der Einmischung in die Polymermatrix statt. Vorexpandierte Mikroballons sind beispielsweise unter der Bezeichnung Mikropearls FE (Lehmann & Voss) oder mit der Typenbezeichnung DE (Nouryon) kommerziell erhältlich.
Die Dichte eines geschäumten erfindungsgemäßen Trägers liegt zwischen 100 und 1000 kg/m³, bevorzugt zwischen 400 und 800 kg/m³.
Alterungsschutzmittel:
Vorteilhafterweise werden zur Stabilisierung der Haftklebemasse gegen Alterung primäre Antioxidantien wie zum Beispiel sterisch gehinderte Phenole und/oder sekundäre Antioxidantien wie zum Beispiel Phosphite oder Thioether und/oder C-Radikalfänger zugesetzt.
Antioxidantien verhindern einen oxidativen Abbau der Polymere bei höheren Temperaturen oder längere Beanspruchung unter hohen Temperaturen. Dies kann sowohl während des Herstellungsprozesses als auch während des Gebrauchs und der Lebenszeit schützen. Antioxidantien können zum Beispiel unter dem Markennamen Irganox bei der Fa. BASF erworben werden.
Vorteilhafterweise werden wegen der besseren Mischbarkeit bei Raumtemperatur flüssige Alterungsschutzmittel verwendet. Die Zugabemenge liegt bei 0,1 und 3 Massen-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Mischung.
UV -Schutzmittel:
Vorteilhafterweise wird mindestens ein UV-Schutzmittel zum Schutz vor UV-Strahlung zugegeben.
Die dem Fachmann bekannten UV-Schutzmittel können verwendet werden. UV-Schutzmittel können zum Beispiel unter dem Markennamen Tinuvin bei der Fa. BASF erworben werden. Die Zugabemenge liegt bei 0,1 bis 3 Massen-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Mischung.
Farbstoffe:
Ohne weitere Füllstoffe und Farbstoffe haben die erfindungsgemäßen Träger wegen der Schäumungsmittel die Farbe weiß. Erfindungsgemäß sind aber auch eingefärbte Träger. Dazu werden der zu beschichtenden Mischung Farbstoffe oder Farbpigmente zugemischt. Für eine Schwarzfärbung können beispielsweise Farbstoffe auf Basis Ruß zugegeben werden. Je nach Zugabemenge entsteht ein entsprechender Farbton. Die Zugabemenge ist auf den erwünschten Farbeindruck anzupassen. Als Farbstoffe wählt der Fachmann die bekannten Farbstoffe und Pigmentzubereitungen aus. Dabei ist auf Löslichkeit und Verträglichkeit mit der Polymermischung zu achten. Vorteilhafterweise werden Farbstoffe, die leicht löslich sind in den SMP und den Vernetzungsprozess nicht behindern, zum Beispiel flüssige Farbstoffe oder Farbstoffzubereitungen, verwendet. Beispielsweise die Bayderm Reihe der Firma Lanxess. Die Zugabemenge für eine Schwarzfärbung liegt beispielsweise zwischen 1 und 5 Gewichts-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Mischung.
Andere Farbstoffe oder Farbstoffzubereitungen aus dem Stand der Technik sind ebenfalls denkbar.
Weitere Bestandteile:
Der erfindungsgemäße Träger kann auch klebrigmachende Harze erhalten. Es können in die Mischung vor der Beschichtung Klebharze eingebracht werden. Dadurch zeigen die Träger einen höheren Tack und eine höhere Klebkraft. Als klebrigmachende Harze sind alle im Stand der Technik bekannten Harze möglich. Es ist aber darauf zu achten, dass sie mit der Polymermischung verträglich sind. Es sind Harze aus den Gruppen der Kohlenwasserstoffharze, Terpenharze und Kolophoniumharze und ihre Derivate/Modifiaktionen/Hydrierungen möglich. Als besonders geeignet haben sich Terpenphenolharze gezeigt. Sie sind bei den Firmen DRT (Dertophen) und Kraton (Sylvares) erhältlich.
Der erfindungsgemäße Träger kann als weitere Bestandteile beispielsweise pulver- und granulatförmige, insbesondere auch abrasive und verstärkende, Füllstoffe, Farbstoffe und Pigmente wie z. B. Titandioxid, Zinkoxide und/oder Ruße, enthalten. Bei SMP werden oft Carbonate (Calciumcarbonate, Magnesiumcarbonate und Mischungen) und Metalloxide oder -hydroxide eingesetzt. Sie führen zur Erhöhung der inneren Festigkeiten der Polymermischungen nach der Aushärtung.
Darüber hinaus können verschiedene organische Füllstoffe enthalten sein.
Weitere geeignete Additive für die erfindungsgemäßen Träger sind außerdem - unabhängig gewählt von anderen Additiven - nicht expandierbare Polymerhohlkugeln, Polymervollkugeln, Glashohlkugeln, Glasvollkugeln, keramische Hohlkugeln und/oder keramische Vollkugeln.
Weiterhin kann der erfindungsgemäße geschäumte Träger noch enthalten:

- schwerentflammbare Füllstoffe, beispielsweise Ammoniumpolyphosphat oder Aluminiumhydroxid;
- elektrisch leitfähige Füllstoffe, beispielsweise Leitruß, Kohlenstofffasern und/oder silberbeschichtete Kugeln;
- thermisch leitfähige Materialien wie beispielsweise Bornitrid, Aluminiumoxid, Aluminiumhydroxid, Siliciumcarbid; ferromagnetische Additive, beispielsweise Eisen-(III)-OxideM;
- organische, nachwachsende Rohstoffe wie beispielsweise Holzmehl, organische und/oder anorganische Nanopartikel;
- Fasern, Compoundierungsmittel und/oder Ozonschutzmittel.

Optional können Weichmacher enthalten sein. Als Weichmacher können z.B. Acrylat-Oligomere, Phthalate, wasserlösliche Weichmacher, Weichharze, Phosphate, Polyphosphate, Adipate, Citrate und/oder Polyetherverbindungen zugesetzt werden.
Die Beigabe von hydrophiler oder hydrophober Kieselsäure, vorteilhaft von gefällter Kieselsäure, kann genutzt werden, um die innere Festigkeit, die Viskosität vor dem Beschichten oder die Wärmescherfestigkeit einzustellen.
Für alle Rohstoffe, aus denen die Mischung besteht gilt, dass sie so ausgewählt sein müssen, dass sie die Hauptvernetzungsreaktion nicht nachteilig verändern. Beispielsweise sollten möglichst wasserfreie oder wasserarme Rohstoffe eingesetzt werden, um ein vorzeitiges oder nur partielles Einsetzen der Hydrolysereaktion zu verhindern.
Herstellprozess:
Die Herstellung erfolgt so, dass zunächst die Komponenten der Mischung homogen gemischt werden. Die SMP-Polymere sind bei Raumtemperatur flüssig, so dass der Mischprozess bei Raumtemperatur erfolgen kann. Der Mischprozess kann auch unter Standardatmosphäre erfolgen, es ist vor der Zugabe des Katalysators keine wasserfreie Schutzatmosphäre notwendig. Die Polymere sind ausreichend stabil. Nach Zugabe des Katalysators (einrühren) ist die Reaktivität erhöht. In Anwesenheit von Luftfeuchtigkeit fängt die Vernetzungsreaktion an. Die Folge ist eine Zunahme der Viskosität und in der Folge Hautbildung und Vergelung der Mischung. Deshalb muss entweder bald nach der Katalysatorzugabe die Beschichtung erfolgen oder die Mischung wird durch geeignete Maßnahmen vor Luftfeuchtigkeit geschützt (Schutzgas, Atmosphäre mit verringerter Luftfeuchtigkeit). Durch die Zugabe von Wasser-fängern kann die Zeit der Beschichtbarkeit der Mischung, die sogenannte Topfzeit, auch verlängert werden. Dabei verlängert sich allerdings auch die spätere Aushärtung.
Bei der Herstellung der Mischung ist darauf zu achten, dass wenig Luft eingetragen wird bzw. dass die Luftblasen durch Stehenlassen oder, bei hohen Viskositäten, durch Entgasung unter Vakuum entfernt werden.
Die Beschichtung erfolgt mittels Rakel auf eine silikonisierte Polyesterfolie. Die Silikonisierung ist so auszuwählen und einzustellen, dass später die Polyesterfolie wieder problemlos entfernt werden kann, d.h. keine zu starke Haftung zur ausgehärteten Mischung entsteht. Alkoxysilanhaltige Polymere können auch mit der Silikonschicht der Polyesterfolie wechselwirken oder reagieren, so dass die abweisende Wirkung der Silikonschicht abnimmt. Dies hängt von Art der Polymere, Art der Silikonschicht, aber auch Art und Menge des Katalysators ab.
Es werden für einen Träger zwei Lagen beschichtet, die nach Entnahme aus dem Ofen mit den offenen Seiten aufeinander laminiert werden. Dies hat den Vorteil, dass man einen Träger mit zwei glatten Außenschichten erhält: während die einzelnen Muster auf der offenen Seite strukturiert sein können, bilden sie dann auf der der Polyesterfolie zugewandten Seite eine glatte Oberfläche.
Die Dicken der Lagen richtet sich nach der Zieldicke des Trägers. Dabei ist zu beachten, dass je dünner der Träger, desto schneller die Vernetzungsreaktion. Sehr dicke Lagen haben den Nachteil, dass sie sehr lange Vernetzungszeiten aufweisen und die Vernetzung von außen nach innen stattfindet. Es kann zunächst sein, dass die Außenseiten schon vernetzt sind, während die Lagen innen noch flüssig sind. Es hat sich bewährt, dass die Beschichtungsdicken unter 1,0 mm liegen.
Anschließend werden die Muster in einen Umluftofen gelegt und bei erhöhter Temperaur, bevorzugt bei 110 bis 140° C für 1 bis 15 min erhitzt. Dabei schäumt das Schäumungsmittel auf und die Polymere vernetzen. Hier kann über die Zugabe von weiterer Feuchtigkeit (über Anfeuchtung der Warmluft oder über Wasser oder wasserabgebende Zusatzstoffe in der Mischung) die Vernetzungsreaktion weiter beschleunigt werden. Somit kann man zu geringeren Temperaturen und/oder kürzeren Behandlungszeiten kommen. Bevorzugt wird aber ohne die Zugabe von weiterer Feuchtigkeit und ohne gesonderte Anfeuchtung der Trockenluft, sondern unter Normalatmosphäre gearbeitet.
Anschließend werden die Muster aus dem Umluftofen genommen und direkt oder nach kurzer Abkühlung mit der offenen Seite so aufeinander laminiert, dass ein vollständiger Kontakt der Flächen entsteht. Die Flächen haften aufeinander.
Nach ca. 24 h können die Liner entfernt werden und man erhält ein Trägermuster mit zwei glatten Seiten oben und unten. Die Trennung der beiden ursprünglichen Schichten ist nicht mehr möglich, d.h. die Nachreaktion nach dem Ofenprozess hat auch dazu geführt, dass die beiden Schichten sich vollständig verbinden.
Die Träger sind leicht bis stark tackig/klebrig.
Weitere Ausführungsformen:
Wenn man die Beschichtung auf unsilikonisierten oder nur wenig silikonisierten Folien vornimmt, so erhält man einseitig bzw. beidseitig befilmte Träger. Als Folien kommen dabei Polyesterfolien, Polypropylenfolien und andere Thermoplast- und Duroplastfolien in Betracht, so lange sie ausreichend temperaturbeständig für die Behandlung im Ofen sind. Temperaturempfindliche Folien können auch nach dem Ofen noch auf die Träger laminiert werden, wobei die Verankerung mit dem Träger dann gegebenenfalls mit extra Mitteln (Klebeschicht, Vorbehandlung) erfolgt, falls die Nachreaktion nicht ausreicht.
Die Träger können auch in weiteren Schichten aufgebaut werden, zum Beispiel mit Folienschichten in der Mitte oder mit textilen Schichten (Gewebe, Vliese, Gewirke) kombiniert. Diese zusätzlichen Materialien können dabei entweder bei der Beschichtung eingelegt werden oder vor der Laminierung zwischen den Schichten platziert werden oder nach der Laminierung extra auf die Träger auflaminiert werden. Die Nachreaktion der Träger kann für eine Verankerung der zusätzlichen Schichten genutzt werden.
Ebenso können, um zu dickeren Trägern zu gelangen, die Doppelschichten nach Abzug der silikonisierten Folien aufeinander laminiert werden, damit sie in der Nachreaktion miteinander verankern.
Weiterverwendung für Klebebänder
Wegen ihres Tacks können die Träger auch schon alleine als Klebebänder genutzt werden. Je nach Rezeptur erhält man Klebkräfte zwischen 0 und 10 N/25mm auf Stahl nach 24 Stunden Aufziehzeit. Zumeist sind die Klebkräfte sehr gering, zwischen 0,5 und 3 N/25mm. Deshalb sind die Träger von vielen Oberflächen leicht wieder abzuziehen, auch nach längerer Verklebungszeit. Es handelt sich also um repositionierbare oder wiederablösbare Klebebänder.
Um stärkere Klebebänder zu erhalten, müssen die Träger mit Klebeschichten versehen werden. Es können alle dem Fachmann bekannten Klebemassen, deren Kombinationen und Beschichtungs- und Laminierverfahren genutzt werden. Die Klebemassen können einseitig oder doppelseitig aufgebracht werden. Der Träger kann wenn notwendig durch physikalische oder chemische Verfahren vorbehandelt werden, um die Verankerung der Klebemasseschichten zu verbessern. Es kann sich um Haftklebemassen oder Strukturklebemassen handeln.
Beispiele
Die Erfindung soll im folgenden anhand exemplarischer Beispiele erläutert werden. Das soll aber nicht heißen, dass die Erfindung auf diese Beispiele beschränkt werden soll. Vielmehr sind für den Fachmann viele weitere Beispiele denkbar, wie zum Beispiel andere Dicken, Zusatz von weiteren Komponenten wie in der Beschreibung aufgeführt, Einfärbung der Schäume oder veränderte Prozessführung.
Prüfmethoden
Viskosität:
Die Messung der Viskosität der Mischungen geschieht durch eine Einpunkt-Viskositätsmessung mit dem Viskometer Brookfield RVDV-II+P. Als Spindel wird die LV-3 (63) eingesetzt. Die Umdrehungszahl pro Minute wird dabei an den Viskositätsbereich angepasst. Als Ergebnis erhält man die Viskosität in Pas.
Dicke und Dichte:
Die Dicke wird ermittelt nach der ISO 1923. Die Dichte wird daraus und aus dem Flächengewicht errechnet nach der ISO 845.
Zugfestigkeit und Reißdehnung:
Zugfestigkeit und Reißdehnung werden nach ISO 1926 ermittelt und zwar in Längsrichtung (Beschichtungsrichtung, Streichrichtung). Die Knochenform hat eine Stegbreite von 6mm, die Dicke ist die Musterdicke, meist ca. 1 mm. Die Einspannlänge beträgt 100 mm, die Zuggeschwindigkeit 100 mm/min. Zugfestigkeit ist die Höchstzugkraft geteilt durch das Produkt aus Stegbreite und Musterdicke (in kPa). Reißdehung ist die Dehnung in % beim Bruch. Beide Werte sind Mittelwerte aus 3 Messungen.
Druckspannungs-Verformungseigenschaften (Stauchhärte)
Die Messung erfolgt in Anlehnung an DIN EN ISO 3386-2. Der Schaum wird in Quadrate von 40 mm x 40 mm geschnitten. Es werden mehrere Schaumlagen übereinander gelegt, so dass eine Dicke von (10+/- 1) mm entsteht. Dieser Schaumstapel wird mit Hilfe eines Pressstempels, dessen Fläche über die 40 mm x 40 mm hinaus reicht, mit einer Fahrgeschwindigkeit von 5 mm/min auf die Schaumprobe gedrückt, bis die Stapeldicke um 25% verringert wurde. Dann wird sofort wieder entlastet und auf den Nullpunkt zurück gefahren. Die Messwerte für die Stauchhärte werden bei 10% und bei 25% Verringerung der Stapeldicke genommen. Die Stauchhärte errechnet sich aus dem Quotienten der benötigten Kraft und der Fläche (1600 mm²) und wird in kPa angegeben.
Shore-Härte
Die Messung erfolgt in Anlehnung an DIN ISO 7619 mit dem digitalen Shore-Härtetester HPE II der Firma Zwick mit Messkopf für Shore A zur Bestimmung der Shore A Härte. Die Probendicke muss mindesten 6 mm betragen. Dünnere Schäume werden mehrlagig geschichtet bis zur erforderlichen Gesamtdicke.
Wasserdampfdurchlässigkeit:
Die Messung der Wasserdampfdurchlässigkeit der Schäume wird in Anlehnung an DIN EN 13726-2 bei einer Temperatur von 37° C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 20% bestimmt. Die Träger werden einlagig gemessen. Es wurde eine Einfachbestimmung durchgeführt.
Biegetest bei -40° C:
Zur Beurteilung der Beständigkeit der Schäume bei tiefen Temperaturen werden ein Biegetest und ein Tacktest bei -40° C durchgeführt. Dazu werden von jedem Schaum Streifen der Dimension 25 mm x 50 mm bei -40° C für 3 Stunden konditioniert. Anschließend werden die Prüflinge bei -40° C gebogen (bis 180°) und beurteilt, ob sie noch flexibel sind oder ob sie brechen (Beurteilung: bricht). Außerdem wird mit dem Finger geprüft, ob die Schäume bei - 40° C tackig (klebrig) sind oder nicht.
Temperaturbeständigkeit bei 125° C
Zur Beurteilung der Beständigkeit bei hohen Temperaturen wird ein Schrumpftest bei 125° C durchgeführt. Es wird der Schrumpf bzw. die Veränderung des Schaumes (3 Probenstücke der Größe 25 mm x 50 mm) nach Lagerung bei 125° C für 24 Stunden beurteilt.
Schälfestigkeit:
Die Messung der 180°-Schälfestigkeit geschieht in Anlehnung an DIN ISO 1939 bei Normklima (23° C, 50% rel. Luftfeuchtigkeit). Als Substrat dient Edelstahl (nach Afera Norm 4001). Die Breite des Schaumstreifens beträgt 25 mm. Die Rückseite wird mit Hilfe eines dehnungsfreien, dünnen Klebebandes so verstärkt, dass der Probestreifen beim Abziehen nicht dehnen kann. Die Aufziehzeit beträgt 24 Stunden bei Normklima (23° C, 50% Luftfeuchtigkeit). Der Abzugswinkel beträgt 180°. Der angegebene Wert ist der Mittelwert aus 3 Messungen.

Verwendete Rohstoffe:

Bezeichnung	Hersteller	Beschreibung
SAX 510	Kaneka Belgium NV	Lineares MS-Polymer, TMS
SAX 580	Kaneka Belgium NV	Verzweigtes MS-Polymer, TMS
SAX 015	Kaneka Belgium NV	Verzweigtes MS-Polymer, DMS
SAT 145	Kaneka Belgium NV	Lineares MS-Polymer, DMS
S 327	Kaneka Belgium NV	Lineares MS-Polymer, DMS
Q-CEL 5028	Omega Minerals	Glashohlkugeln, mittlerer Durchmesser 60µm
Mikroperlen F-36	Lehmann & Voss	Expandierbare Mikroperlen, bei ca. 100°C
Mikroperlen F-48	Lehmann & Voss	Expandierbare Mikroperlen, bei ca. 120°C
Geniosil XL 10	Wacker AG	Silan, Vinyltrimethoxysilan
Tyzor TnBT	Dorf Ketal Chemicals	Titantetrabutanolat
Irganox 1135	BASF SE	Alterungsschutzmittel
Tinuvin 292	BASF SE	UV -Schutzmittel
Bayderm schwarz BO	Lanxess	Rußpaste, Farbmittel

Rezepturen:
Bei den Rezepturen bedeuten „Teile“ immer Gewichtsanteile.
Beispiel 1 (B1):
94 Teile SAX 510 werden vorgelegt und mit einem Flügelrührer gerührt. Unter Rühren werden 0,6 Teile Tinuvin 292, 0,6 Teile Irganox 1135 und 0,3 Teile Geniosil XL 10 zugegeben. Danach werden unter Rühren 1,7 Teile Mikroperlen F-48 und 2,5 Teile Bayderm schwarz BO hinzugegeben. Die Mischung wird bis zur Homogenität gerührt.
Kurz vor dem Beschichten werden noch 0,75 Teile Tyzor TnBT zugegeben und alles wird bis zur Homogenität gerührt. Die Mischung hat eine Viskosität von circa 20 Pas. Sie wird innerhalb von 10 min beschichtet, um eine vorzeitige Vergelung zu verhindern.
Die Beschichtung erfolgt mittels Rakel auf eine silikonisierte Polyesterfolie. Die Spaltgröße beträgt 600 µm. Das Rakel wird mit einer Geschwindigkeit von 1 m/min bewegt. Es werden zwei derartige Schichten auf Polyesterfolie hergestellt. Beide Muster werden gleichzeitig im Umluftofen bei 130° C für 5 min vernetzt.
Sofort nach Entnahme aus dem Umluftofen werden die Muster mit den offenen Seiten gegeneinander laminiert. Das so entstandene Muster wird anschließend für mindestens 72 Stunden bei 23° C beidseitig abgedeckt gelagert.
Für die Prüfungen werden (bei allen Beispielen) die beiden silikonisierten Polyesterfolien abgezogen und man erhält einen Schaum mit 2 glatten Oberflächen.
Beispiel 2 (B 2):
Es werden 96 Teile SAX 510 vorgelegt und mit einem Flügelrührer gerührt. Unter Rühren werden 0,6 Teile Tinuvin 292, 0,6 Teile Irganox 1135 und 0,3 Teile Geniosil XL 10 zugegeben. Danach werden unter Rühren 1,7 Teile Mikroperlen F-48 hinzugegeben. Die Mischung wird bis zur Homogenität gerührt.
Kurz vor dem Beschichten werden noch 0,77 Teile Tyzor TnBT zugegeben und alles wird bis zur Homogenität gerührt. Die Mischung hat eine Viskosität von circa 20 Pas. Sie wird innerhalb von 7 min beschichtet.
Die Beschichtung von 2 Mustern erfolgt wie in Beispiel 1. Die Spaltgröße beträgt 600 µm. Die Lagerung im Umluftofen beträgt 5 min bei 130° C.
Sofort nach Entnahme aus dem Umluftofen werden die Muster mit den offenen Seiten gegeneinander laminiert. Das Muster wird anschließend für mindestens 72 Stunden bei 23° C beidseitig abgedeckt gelagert.
Beispiel 3 (B 3):
Es werden 96 Teile SAX 580 vorgelegt und mit einem Flügelrührer gerührt. Unter Rühren werden 0,6 Teile Tinuvin 292, 0,6 Teile Irganox 1135 und 0,3 Teile Geniosil XL 10 zugegeben. Danach werden unter Rühren 1,7 Teile Mikroperlen F-48 hinzugegeben. Die Mischung wird bis zur Homogenität gerührt.
Kurz vor dem Beschichten werden noch 0,77 Teile Tyzor TnBT zugegeben und alles wird bis zur Homogenität gerührt. Die Mischung hat eine Viskosität von circa 20 Pas. Sie wird innerhalb von 5 min beschichtet.
Die Beschichtung von 2 Mustern erfolgt wie in Beispiel 1. Die Spaltgröße beträgt 600 µm. Die Lagerung im Umluftofen beträgt 5 min bei 130°C.
Sofort nach Entnahme aus dem Umluftofen werden die Muster mit den offenen Seiten gegeneinander laminiert. Das Muster wird anschließend für mindestens 72 Stunden bei 23° C beidseitig abgedeckt gelagert.
Beispiel 4 (B 4):
Es werden 96 Teile MS-Polymer S 327 vorgelegt und mit einem Flügelrührer gerührt. Unter Rühren werden 0,6 Teile Tinuvin 292 und 0,6 Teile Irganox 1135 zugegeben. Danach werden unter Rühren 1,7 Teile Mikroperlen F-48 hinzugegeben. Die Mischung wird bis zur Homogenität gerührt.
Kurz vor dem Beschichten werden noch 0,77 Teile Tyzor TnBT zugegeben und alles wird bis zur Homogenität gerührt. Die Mischung hat eine Viskosität von circa 21 Pas. Sie wird innerhalb von 10 min beschichtet.
Die Beschichtung von 2 Mustern erfolgt wie in Beispiel 1. Die Spaltgröße beträgt 600 µm. Die Lagerung im Umluftofen beträgt 10 min bei 130° C.
Sofort nach Entnahme aus dem Umluftofen werden die Muster mit den offenen Seiten gegeneinander laminiert. Das Muster wird anschließend für mindestens 72 Stunden bei 23° C beidseitig abgedeckt gelagert.
Beispiel 5 (B 5):
Es werden 98 Teile MS-Polymer S 327 vorgelegt und mit einem Flügelrührer gerührt. Unter Rühren werden 0,6 Teile Tinuvin 292 und 0,6 Teile Irganox 1135 zugegeben. Es wird kein Schäumungsmittel hinzugegen. Die Mischung wird bis zur Homogenität gerührt. Kurz vor dem Beschichten werden noch 0,78 Teile Tyzor TnBT zugegeben und alles wird bis zur Homogenität gerührt. Die Mischung hat eine Viskosität von circa 20 Pas. Sie wird innerhalb von 10 min beschichtet, um eine vorzeitige Vergelung zu verhindern.
Die Beschichtung von 2 Mustern erfolgt wie in Beispiel 1. Die Spaltgröße beträgt 600 µm. Die Lagerung im Umluftofen beträgt 10 min bei 130° C.
Sofort nach Entnahme aus dem Umluftofen werden die Muster mit den offenen Seiten gegeneinander laminiert. Das Muster wird anschließend für mindestens 72 Stunden bei 23° C beidseitig abgedeckt gelagert.
Beispiel 6 (B 6):
Es werden 88 Teile MS-Polymer S 327 mit 9 Teilen SAT 145 vorgelegt und mit einem Flügelrührer gerührt. Unter Rühren werden 0,6 Teile Tinuvin 292 und 0,6 Teile Irganox 1135. Danach werden unter Rühren 1,7 Teile Mikroperlen F-48 hinzugegeben. Die Mischung wird bis zur Homogenität gerührt.
Kurz vor dem Beschichten werden noch 0,77 Teile Tyzor TnBT zugegeben und alles wird bis zur Homogenität gerührt. Die Mischung hat eine Viskosität von circa 18 Pas. Sie wird innerhalb von 15 min beschichtet.
Die Beschichtung von 2 Mustern erfolgt wie in Beispiel 1. Die Spaltgröße beträgt 600 µm. Die Lagerung im Umluftofen beträgt 15 min bei 130° C.
Sofort nach Entnahme aus dem Umluftofen werden die Muster mit den offenen Seiten gegeneinander laminiert. Das Muster wird anschließend für mindestens 72 Stunden bei 23° C beidseitig abgedeckt gelagert.
Beispiel 7 (B 7):
Es werden 86 Teile MS-Polymer S 327 mit 8 Teilen SAT 145 vorgelegt und mit einem Flügelrührer gerührt. Unter Rühren werden 0,6 Teile Tinuvin 292 und 0,6 Teile Irganox 1135. Danach werden unter Rühren 1,7 Teile Mikroperlen F-48 und 2,5 Teile Bayderm schwarz BO hinzugegeben. Die Mischung wird bis zur Homogenität gerührt.
Kurz vor dem Beschichten werden noch 0,77 Teile Tyzor TnBT zugegeben und alles wird bis zur Homogenität gerührt. Die Mischung hat eine Viskosität von circa 18 Pas. Sie wird innerhalb von 15 min beschichtet.
Die Beschichtung von 2 Mustern erfolgt wie in Beispiel 1. Die Spaltgröße beträgt 600 µm. Die Lagerung im Umluftofen beträgt 15 min bei 130° C.
Sofort nach Entnahme aus dem Umluftofen werden die Muster mit den offenen Seiten gegeneinander laminiert. Das Muster wird anschließend für mindestens 72 Stunden bei 23° C beidseitig abgedeckt gelagert.
Beispiel 8 (B 8):
Es werden 79 Teile MS-Polymer S 327 mit 17 Teilen SAT 145 vorgelegt und mit einem Flügelrührer gerührt. Unter Rühren werden 0,6 Teile Tinuvin 292 und 0,6 Teile Irganox 1135. Danach werden unter Rühren 1,7 Teile Mikroperlen F-48 zugegeben und bis zur Homogenität gerührt.
Kurz vor dem Beschichten werden noch 0,77 Teile Tyzor TnBT zugegeben und alles wird bis zur Homogenität gerührt. Die Mischung hat eine Viskosität von circa 16 Pas. Sie wird innerhalb von 15 min beschichtet.
Die Beschichtung von 2 Mustern erfolgt wie in Beispiel 1. Die Spaltgröße beträgt 600 µm. Die Lagerung im Umluftofen beträgt 15 min bei 130° C.
Sofort nach Entnahme aus dem Umluftofen werden die Muster mit den offenen Seiten gegeneinander laminiert. Das Muster wird anschließend für mindestens 72 Stunden bei 23° C beidseitig abgedeckt gelagert.
Beispiel 9 (B 9):
Es werden 88 Teile MS-Polymer S 327 mit 9 Teilen SAX 015 vorgelegt und mit einem Flügelrührer gerührt. Unter Rühren werden 0,6 Teile Tinuvin 292 und 0,6 Teile Irganox 1135. Danach werden unter Rühren 1,7 Teile Mikroperlen F-48 zugegeben und bis zur Homogenität gerührt.
Kurz vor dem Beschichten werden noch 0,77 Teile Tyzor TnBT zugegeben und alles wird bis zur Homogenität gerührt. Die Mischung hat eine Viskosität von circa 16 Pas. Sie wird innerhalb von 15 min beschichtet.
Die Beschichtung von 2 Mustern erfolgt wie in Beispiel 1. Die Spaltgröße beträgt 600 µm. Die Lagerung im Umluftofen beträgt 15 min bei 130° C.
Sofort nach Entnahme aus dem Umluftofen werden die Muster mit den offenen Seiten gegeneinander laminiert. Das Muster wird anschließend für mindestens 72 Stunden bei 23° C beidseitig abgedeckt gelagert.
Beispiel 10 (B 10):
Es werden 94 Teile MS-Polymer S 327 vorgelegt und mit einem Flügelrührer gerührt. Unter Rühren werden 0,6 Teile Tinuvin 292 und 0,6 Teile Irganox 1135 zugegeben. Danach werden 4,1 Teile Q-CEL 5028 zugegeben und bis zur Homogenität gerührt.
Kurz vor dem Beschichten werden noch 0,75 Teile Tyzor TnBT zugegeben und alles wird bis zur Homogenität gerührt. Die Mischung hat eine Viskosität von circa 22 Pas. Sie wird innerhalb von 15 min beschichtet.
Die Beschichtung von 2 Mustern erfolgt wie in Beispiel 1. Die Spaltgröße beträgt 600 µm. Die Lagerung im Umluftofen beträgt 15 min bei 130° C.
Sofort nach Entnahme aus dem Umluftofen werden die Muster mit den offenen Seiten gegeneinander laminiert. Das Muster wird anschließend für mindestens 72 Stunden bei 23° C beidseitig abgedeckt gelagert.
Beispiel 11 (B 11):
Es werden 87 Teile MS-Polymer S 327 mit 8 Teilen SAT 145 vorgelegt und mit einem Flügelrührer gerührt. Unter Rühren werden 0,6 Teile Tinuvin 292 und 0,6 Teile Irganox 1135 zugegeben. Danach werden unter Rühren 2,3 Teile Mikroperlen F-48 hinzugegeben. Die Mischung wird bis zur Homogenität gerührt.
Kurz vor dem Beschichten werden noch 0,77 Teile Tyzor TnBT zugegeben und alles wird bis zur Homogenität gerührt. Die Mischung hat eine Viskosität von circa 22 Pas. Sie wird innerhalb von 15 min beschichtet.
Die Beschichtung von 2 Mustern erfolgt mit der Spaltgröße beträgt 600 µm. Die Lagerung im Umluftofen beträgt 10 min bei 130° C.
Sofort nach Entnahme aus dem Umluftofen werden die Muster mit den offenen Seiten gegeneinander laminiert. Das Muster wird anschließend für mindestens 72 Stunden bei 23° C beidseitig abgedeckt gelagert.
Beispiel 12 (B 12):
Es werden 89 Teile MS-Polymer S 327 mit 9 Teilen SAT 145 vorgelegt und mit einem Flügelrührer gerührt. Unter Rühren werden 0,6 Teile Tinuvin 292 und 0,6 Teile Irganox 1135 hinzugegeben. Danach werden unter Rühren 0,9 Teile Mikroperlen F-48 hinzugegeben. Die Mischung wird bis zur Homogenität gerührt.
Kurz vor dem Beschichten werden noch 0,77 Teile Tyzor TnBT zugegeben und alles wird bis zur Homogenität gerührt. Die Mischung hat eine Viskosität von circa 20 Pas. Sie wird innerhalb von 15 min beschichtet.
Die Beschichtung von 2 Mustern erfolgt mit der Spaltgröße beträgt 600 µm. Die Lagerung im Umluftofen beträgt 10 min bei 130° C.
Sofort nach Entnahme aus dem Umluftofen werden die Muster mit den offenen Seiten gegeneinander laminiert. Das Muster wird anschließend für mindestens 72 Stunden bei 23° C beidseitig abgedeckt gelagert.
Beispiel 13 (B 13):
Es werden 87 Teile MS-Polymer S 327 mit 8 Teilen SAT 145 vorgelegt und mit einem Flügelrührer gerührt. Unter Rühren werden 0,6 Teile Tinuvin 292 und 0,6 Teile Irganox 1135 zugegeben. Danach werden unter Rühren 2,3 Teile Mikroperlen F-36 hinzugegeben. Die Mischung wird bis zur Homogenität gerührt.
Kurz vor dem Beschichten werden noch 0,77 Teile Tyzor TnBT zugegeben und bis zur Homogenität gerührt. Die Mischung hat eine Viskosität von circa 21 Pas. Sie wird innerhalb von 15 min beschichtet.
Die Beschichtung von 2 Mustern erfolgt mit der Spaltgröße beträgt 600 µm. Die Lagerung im Umluftofen beträgt 5 min bei 130° C.
Sofort nach Entnahme aus dem Umluftofen werden die Muster mit den offenen Seiten gegeneinander laminiert. Das Muster wird anschließend für mindestens 72 Stunden bei 23° C beidseitig abgedeckt gelagert.
Beispiel 14 (B 14):
Es werden 87 Teile MS-Polymer S 327 mit 8 Teilen SAT 145 vorgelegt und mit einem Flügelrührer gerührt. Unter Rühren werden 0,6 Teile Tinuvin 292 und 0,6 Teile Irganox 1135 zugegeben. Danach werden unter Rühren 1,7 Teile Mikroperlen F-48 hinzugegeben. Die Mischung wird bis zur Homogenität gerührt.
Kurz vor dem Beschichten werden noch 1,53 Teile Tyzor TnBT zugegeben und alles wird bis zur Homogenität gerührt. Die Mischung hat eine Viskosität von circa 20 Pas. Sie wird innerhalb von 10 min beschichtet.
Die Beschichtung von 2 Mustern erfolgt mit der Spaltgröße beträgt 600 µm. Die Lagerung im Umluftofen beträgt 5 min bei 130° C.
Sofort nach Entnahme aus dem Umluftofen werden die Muster mit den offenen Seiten gegeneinander laminiert. Das Muster wird anschließend für mindestens 72 Stunden bei 23° C beidseitig abgedeckt gelagert.
Vergleichsbeispiel 1 (VB1):
Dabei handelt es sich um einen kommerziell erhältlichen Schaum der Firma Sekisui Alveo AG auf Basis Polyethylen mit der Bezeichnung Alveolit TE 1501. Seine Dicke beträgt 1 mm, die Dichte beträgt 67 kg/m³.
Vergleichsbeispiel 2 (VB 2):
Es handelt sich um den kommerziell erhältlichen Schaum Alveolit TMA SRZ 801 der Firma Sekisui Alveo AG. Die Dicke beträgt 1 mm, die Dichte beträgt 125 kg/m³, Farbe schwarz.
Vergleichsbeispiel 3 (VB 3):
Dabei handelt es sich um den Acrylatschaum GT 6008 der Firma 3M Deutschland GmbH. Die Dicke beträgt 0,8 mm, die Dichte 700 kg/m³.

Ergebnisse:

Test	Einheit	B1	B2	B3	B4	B5	B6	B7

Dicke	µm	1095	1070	1080	1120	820	1350	1300
Flächengewicht	g/m²	765	773	770	774	804	768	765
Dichte	kg/m³	699	722	713	691	981	569	588
Zugfestigkeit längs	kPa	279	296	386	382	359	321	282
Reissdehnung längs	%	65	82	41	106	130	120	147
Stauchhärte bei 10%	kPa	22	104	156	109	89	32	31
Stauchhärte bei 25%	kPa	153	386	460	312	353	115	108
Härte nach Shore A		15	18	27	21	14	15	13
Wasserdampfdurchlässigkeit	g/(m²*Tag)	286	321	299	270	390	286	286
Biegetest bei -40° C		best ande n	best ande n	best ande n	best ande n	best ande n	best ande n	best ande n
Tack bei -40° C	ja/nein	ja	ja	ja	ja	ja	ja	ja
Schrumpf bei 125° C nach 24h		nein	nein	nein	nein	nein	nein	nein
Schälfestigkeit 180° nach 24h	N/25mm	0,5	0,2	0,0	0,5	0,2	0,4	1,0

Ergebnisse (Fortsetzung):

Test	Einheit	B8	B9	B10	B11	B12	B13	B14

Dicke	µm	1190	1500	790	1500	1050	1350	1050
Flächengewicht	g/m²	780	776	630	751	777	758	757
Dichte	kg/m³	655	518	798	501	740	561	721
Zugfestigkeit längs	kPa	280	337	401	281	94	267	339
Reissdehnung längs	%	141	56	81	107	142	99	98
Stauchhärte bei 10%	kPa	17	63	112	80	61	65	102
Stauchhärte bei 25%	kPa	198	217	430	227	171	152	279
Härte nach Shore A		14	22	21	20	14	14	18
Wasserdampfdurchlässigkeit	g/(m²*Tag)	260	286	352	243	317	358	269
Biegetest bei -40° C		best ande n	best ande n	best ande n	best ande n	best ande n	best ande n	best ande n
Tack bei -40° C	ja/nein	ja	ja	ja	ja	ja	ja	ja
Schrumpf bei 125° C nach 24h		nein	nein	nein	nein	nein	nein	nein
Schälfestigkeit 180° nach 24h	N/25mm	0,5	0,4	0,5	9,1	1,0	0,3	0,8

Ergebnisse (Fortsetzung 2):

Test	Einheit	VB1	VB2	VB3

Dicke	µm	1000	1000	800
Flächengewicht	g/m²	67	125	560
Dichte	kg/m³	67	125	700
Zugfestigkeit längs	kPa	1094	2589	715
Reissdehnung längs	%	103	317	583
Stauchhärte bei 10%	kPa	24	67	67
Stauchhärte bei 25%	kPa	50	102	207
Härte nach Shore A		19	28	10
Wasserdampfdurchlässigkeit	g/(m²*Tag)	28	15	220
Biegetest bei -40° C		bestanden	bestanden	bricht
Tack bei -40° C	ja/nein	nein	nein	nein
Schrumpf bei 125° C nach 24h		schrumpft und schmilzt	schrumpft und schmilzt	nein
Schälfestigkeit 180° nach 24h	N/25mm	0,0	0,0	68,0

Die Ergebnisse des Schrumpfversuchs zeigen, dass die Temperaturbeständigkeit der erfindungsgemäßen Träger bei hohen Temperaturen viel besser ist als bei den PE-Schäumen. Die PE-Schäume (VB1 und VB2) schrumpfen bei 125° C nicht nur, sie schmelzen regelrecht, da die Schmelztemperatur überschritten ist. Die erfindungsgemäßen Träger sind stabil. Die Ergebnisse des Biegetests bei -40° C zeigen wiederum stabile, d.h. flexible erfindungsgemäße Träger, während der Acrylatschaum VB 3 bei dieser Temperatur bricht. Er ist spröde, da seine Glasübergangstemperatur zu hoch liegt. Somit sind die erfindungsgemäßen Träger gegenüber den bisher bekannten über einen größeren Temperaturbereich verwendbar.
Die Wasserdampfdurchlässigkeit Beispiele B1 bis B14 sind weit höher als bei den Vergleichsbeispielen.
Die Messungen zur Schälfestigkeit zeigen, dass die erfindungsgemäßen Träger schwach klebrige Eigenschaften haben und damit Oberflächen beim Auflegen gut benetzen. Sie können deshalb (ohne zusätzliche Klebeschicht) für Anwendungen verwendet werden, bei dem eine leichte Benetzung und ein wiederablösbares Verkleben oder Verblocken gefragt sind.
Die Härten der erfindungsgemäßen Träger (Stauchhärten, Shorehärten) können durch die Rezeptierung variiert werden. Die Trägerdichten liegen oberhalb der typischen Dichten für Polyolefinschäume und im Bereich der Dichten für Acrylatschäume. Die Zugfestigkeiten und die Reissdehnungen liegen unterhalb der Vergleichsbeispiele. Die haptischen Eigenschaften (Weichheit, Flexibilität, Verblockung) ähneln denen von Silikonfolien in dieser Dicke.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 0295330 A2 [0011]
EP 0106330 B1 [0011]
EP 2139967 B1 [0013]
WO 2010033382 A2 [0013]
WO 2011082094 A2 [0013]
DE 102016105339 A1 [0014]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

ISO 1926 [0067]
DIN EN ISO 3386-2 [0068]

Claims

Träger für Klebebänder auf der Basis eines silanmodifizierten Polymers, dadurch gekennzeichnet dass der Träger hergestellt wird aus einem Gemisch von mindestens einem kettenförmigen oder verzweigten silanmodifizierten alkoxylierten Präpolymeren, mindestens einem Schäumungsmittel und mindestens einem Katalysator, dadurch gekennzeichnet, dass die Präpolymere unter Abspaltung von Alkohol miteinander vernetzt werden.
Träger nach Anspruch 1, wobei es sich bevorzugt um einen geschäumten Träger handelt.
Träger nach Anspruch 1 oder 2, wobei es sich bei den silanmodifizierten alkoxylierten Präpolymeren um Polyurethane und / oder Polyether mit Gruppen von Mono-, Di- oder Trialkoxysilanen, bevorzugt um Polyether mit Gruppen von Di- oder Trimethoxysilanen handelt.
Träger nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei es sich bei den Schäumungsmitteln um Glashohlkugeln oder expandierbare oder vorexpandierte Mikroperlen handelt.
Träger nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei sich das Gemisch mindestens zusammensetzt aus 40 - 99% silanmodifizierten alkoxylierten Präpolymeren, 0 - 10 % Schäumungsmittel und 0,1 - 5% Katalysator, wobei die Anteile als Gewichtsanteile zu verstehen sind und sich zu 100 % addieren.
Träger nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Gemisch 0,1 bis 3%, bezogen auf die Gesamtrezeptur, mindestens eines Alterungsschutzmittels und 0,1 bis 3 %, bezogen auf die Gesamtrezeptur, mindestens eines UV-Schutzmittels enthält.
Träger nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei dessen Dichte zwischen 100 und 1000 kg/m³, bevorzugt zwischen 400 und 850 kg/m³ liegt.
Träger nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei dessen Wasserdampfdurchlässigkeit größer als 200 g/(m²*d) beträgt.
Träger nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei dessen Stauchhärte bei 10% Stauchung kleiner 200 kPa beträgt.
Verfahren zur Herstellung eines Trägers für Klebebänder auf der Basis eines silanmodifizierten Polymers, dadurch gekennzeichnet dass der Träger hergestellt wird aus einem Gemisch von mindestens einem kettenförmigen oder verzweigten silanmodifizierten alkoxylierten Präpolymeren, mindestens einem Schäumungsmittel und mindestens einem Katalysator, dadurch gekennzeichnet, dass dass bei Verwendung mehrerer Präpolymere diese unter Abspaltung von Alkohol miteinander vernetzt werden, wobei es sich bevorzugt um einen geschäumten Träger handelt.
Verfahren nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung erfolgt durch Beschichten des Gemisches auf mindestens einen bahnförmigen Träger und anschließendes Vernetzen und Schäumen bei einer Temperatur größer als 60°C.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei der Träger aus einer Schicht gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei der Träger aus zwei Schichten gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schichten separat beschichtet und geschäumt werden bevor sie mit der jeweils offenen Seite aufeinander laminiert werden.