DE102020212233A1 - Adhesive tape for wrapping elongate goods, in particular cable harnesses and methods for wrapping - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf ein Klebeband insbesondere zum Umwickeln von Kabeln, umfassend einen textilen Träger und eine auf mindestens einer Seite des Trägers aufgebrachten Haftklebemasse in Form einer verdickten getrockneten Polymerdispersion, wobei die unverdickte getrocknete Polymerdispersion enthält:(a) 30,0 bis 98,0 Gew.-% monomere Acrylate(b) 0 bis 50,0 Gew.-% ethylenisch ungesättigte Comonomere, die keine Acrylate sind(c) 1,0 bis 10,0 Gew.-% Klebrigmacher(d) 1,0 bis 10,0 Gew.-% Kaolin wobei der Polymerdispersion ein Rheologieadditiv zugesetzt wird, so dass die Polymerdispersion vor dem Trocken eine Viskosität von 40 Pa*s bis zu 100 Pa*s, bevorzugt 50 Pa*s bis zu 80 Pa*s bei einer Scherrate von 10/s und eine Viskosität von 3000 Pa*s bis zu 8000 Pa*s, bevorzugt 4000 Pa*s bis zu 6000 Pa*s bei einer Scherrate von 0,01/s hat.The invention relates to an adhesive tape, in particular for wrapping cables, comprising a textile backing and a pressure-sensitive adhesive applied to at least one side of the backing in the form of a thickened, dried polymer dispersion, the unthickened, dried polymer dispersion containing: (a) 30.0 to 98 0% by weight monomeric acrylates(b) 0 to 50.0% by weight ethylenically unsaturated comonomers other than acrylates(c) 1.0 to 10.0% by weight tackifiers (d) 1.0 to 10 0 wt of 10/s and a viscosity of 3000 Pa*s up to 8000 Pa*s, preferably 4000 Pa*s up to 6000 Pa*s at a shear rate of 0.01/s.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Klebeband zum Ummanteln von langgestrecktem Gut wie insbesondere Kabelsätzen in Automobilen und Verfahren zur Ummantelung.The invention relates to an adhesive tape for wrapping elongate goods, such as in particular cable harnesses in automobiles, and methods for wrapping.
Seit geraumer Zeit werden in der Industrie Klebebänder zur Herstellung von Kabelbäumen verwendet. Die Klebebänder werden zum Bündeln einer Vielzahl von elektrischen Leitungen vor dem Einbau oder in bereits montiertem Zustand eingesetzt, um beispielsweise den Raumbedarf des Leitungsbündels durch Bandagieren zu reduzieren und zusätzlich Schutzfunktionen wie Schutz gegen mechanische und/oder thermische Beanspruchung zu erreichen. Gängige Formen von Klebebändern umfassen Folien- oder Textilträger, die in der Regel einseitig mit Haftklebemassen beschichtet sind. Klebebänder zum Ummanteln von langgestreckten Gütern sind beispielsweise aus der
Mit Folienklebebändern wird ein gewisser Schutz vor Flüssigkeitszutritt erreicht, mit luftigen und voluminösen Klebebändern auf Basis von dicken Vliesstoffen oder Schaumstoffen als Träger erhält man dämpfende Eigenschaften, bei Verwendung von abriebfesten, stabilen Trägermaterialien wird eine Schutzfunktion gegen Scheuern und Reiben erzielt. Besonderer Schutz gegen eine Schlageinwirkung wird durch abriebfeste Gewebe mit zusätzlich aufgebrachten Beschichtungen erreicht.With film adhesive tapes, a certain protection against the ingress of liquid is achieved, with airy and voluminous adhesive tapes based on thick non-woven fabrics or foams as a carrier, dampening properties are obtained, when using abrasion-resistant, stable carrier materials, a protective function against chafing and rubbing is achieved. Abrasion-resistant fabrics with additional coatings provide special protection against impact.
Neben den klassischen Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren gewinnen Hybridelektrokraftfahrzeuge (englisch Hybrid Electric Vehicle, HEV) und Elektroautos mit Batterie (Battery Electric Vehicle, BEV) zunehmend an Bedeutung. Ein Hybridelektrokraftfahrzeug ist ein Fahrzeug mit Hybridantrieb, also ein Elektrofahrzeug, das von mindestens einem Elektromotor sowie einem weiteren Energiewandler angetrieben wird und Energie sowohl aus seinem elektrischen Speicher (Akku) als auch einem zusätzlich mitgeführten Kraftstoff bezieht. Ein vollelektrisches Fahrzeug wird ausschließlich von einem batteriebetriebenen Elektromotor angetrieben und benötigt daher keinen fossilen Kraftstoff. Der Akku wird über externe Netzteile geladen.In addition to classic vehicles with internal combustion engines, hybrid electric vehicles (HEV) and electric cars with batteries (Battery Electric Vehicle, BEV) are becoming increasingly important. A hybrid electric vehicle is a vehicle with a hybrid drive, i.e. an electric vehicle that is driven by at least one electric motor and another energy converter and draws energy both from its electrical storage device (battery) and from additional fuel that is carried along. A fully electric vehicle is powered solely by a battery-powered electric motor and therefore requires no fossil fuel. The battery is charged via external power packs.
In allen Kraftfahrzeugen steigt die Menge der elektrischen Leitungen durch vermehrten Einsatz elektrischer Komponenten, während gleichzeitig der Bauraum für den Leitungssatz besonders in Kleinkraftfahrzeugen zunehmend kleiner wird. Auch die Konstruktion von Elektrofahrzeugen und Hybridfahrzeugen erfordert mehr elektrische Leitungen. Die Verwendung von elektrischen Spannungen über 42 V erfordert einen zusätzlichen Schutz der Leitungen, der auch über den normalen Gebrauch des Fahrzeuges hinaus einen Schutz in speziellen Unfallsituationen sicherstellen muss.In all motor vehicles, the number of electrical cables is increasing due to the increased use of electrical components, while at the same time the installation space for the wiring harness is becoming increasingly smaller, particularly in small motor vehicles. The construction of electric vehicles and hybrid vehicles also requires more electrical wiring. The use of electrical voltages above 42 V requires additional protection for the cables, which must also ensure protection in special accident situations beyond normal use of the vehicle.
Die Prüfung und Klassifizierung von Klebebändern für die Kabelummantelung erfolgt in der Automobilindustrie nach umfangreichen Normenwerken wie zum Beispiel der LV 312-1 „Schutzsysteme für Leitungssätze in Kraftfahrzeugen, Klebebänder; Prüfrichtlinie“ (10/2009) als gemeinsame Norm der Firmen Daimler, Audi, BMW und Volkswagen oder der Ford-Spezifikation ES-XU5T-1A303-aa (Revision 09/2009) „Harness Tape Performance Specification“). Im Folgenden werden diese Normen verkürzt mit LV 312 beziehungsweise mit Ford-Spezifikation bezeichnet.In the automotive industry, adhesive tapes for cable sheathing are tested and classified according to extensive standards such as LV 312-1 “Protection systems for wiring harnesses in motor vehicles, adhesive tapes; Test Guideline" (10/2009) as a common standard of the companies Daimler, Audi, BMW and Volkswagen or the Ford specification ES-XU5T-1A303-aa (Revision 09/2009) "Harness Tape Performance Specification"). In the following, these standards are abbreviated to LV 312 or the Ford specification.
Verbreitet sind Kabelwickelbänder mit Folien- und Textilträger, die in der Regel einseitig mit unterschiedlichen Haftklebemassen beschichtet sind. Diese Kabelwickelbänder müssen vier Hauptanforderungen erfüllen.
- a. leichte Abwickelbarkeit:
- Das in Rollenform dargereichte Produkt muss für eine einfache Verarbeitung leicht abwickelbar sein.
- b. Kabelverträglichkeit:
- Die Kabelisolierung darf nicht durch den Einfluss des Klebebandes in Kombination mit erhöhter Temperatur über längeren Zeitraum verspröden. Unterschieden wird hier nach der LV 312 zwischen vier Temperaturklassen T1 bis T4, entsprechend 80 °C (auch Temperaturklasse A genannt), 105 °C (auch Temperaturklasse B (105) genannt), 125 °C (auch Temperaturklasse C genannt) und 150 °C (auch Temperaturklasse D genannt), denen die umwickelten Kabel ohne Versprödung über 3000 h standhalten müssen. Es versteht sich von selbst, dass die Temperaturklassen T3 und T4 höhere Ansprüche an das Klebeband stellen als die unteren Klassen T1 und T2. Über die Einstufung T1 bis T4 entscheidet sowohl das Kabelisolierungsmaterial, als auch Haftklebemasse und Trägertyp.
- c. Chemikalienverträglichkeit beziehungsweise Verträglichkeit mit Medien im Motorraum
- d. Gute Klebkraft Die Klebkraft muss bei Biegebeanspruchung auf unebenen, ungleichmäßigen Untergründen wie Kabelsträngen, Wellrohren und Abzweigungen ausreichend sein. Dazu kommen noch Biege- und Zugbeanspruchung bei der Herstellung, dem Einbau und der späteren Nutzung im Motorraum eines Automobils oder auch in der Karosserie mit ständiger Biegebeanspruchung beim Öffnen von Türen.
- a. easy unwindability:
- The product presented in roll form must be easy to unwind for easy processing.
- b. Cable Compatibility:
- The cable insulation must not become brittle over a long period of time due to the influence of the adhesive tape in combination with increased temperatures. According to LV 312, a distinction is made between four temperature classes T1 to T4, corresponding to 80 °C (also called temperature class A), 105 °C (also called temperature class B (105)), 125 °C (also called temperature class C) and 150 °C C (also called temperature class D), which the wrapped cables have to withstand for more than 3000 hours without becoming brittle. It goes without saying that the temperature classes T3 and T4 place higher demands on the adhesive tape than the lower classes T1 and T2. The classification T1 to T4 depends on the cable insulation material, pressure-sensitive adhesive and carrier type.
- c. Chemical compatibility or compatibility with media in the engine compartment
- i.e. Good adhesive strength The adhesive strength must be sufficient for bending stress on uneven, uneven surfaces such as cable looms, corrugated pipes and junctions. In addition, there are flexural and tensile stresses during manufacture, installation and later use in the engine compartment of an automobile or in the body with constant flexural stress when doors are opened.
Da das Ende des Klebebandes im Idealfall auf der eigenen Rückseite verklebt wird, muss eine gute Sofortklebkraft (Tack) auf diesem Untergrund vorhanden sein, damit nicht zu Beginn ein Abflaggen des Klebebandes auftritt. Um dauerhaft ein Flagging freies Produkt zu gewährleisten, müssen die Verankerung auf dem Untergrund und die innere Festigkeit der Klebemasse soweit ausgeprägt sein, dass die Klebeverbindung auch unter dem Einfluss von Spannung (Zug- und Biegebeanspruchung) Bestand hat. Beim Wickeln eines Kabelsatzes wird das Klebeband von gar nicht bis vollständig überlappend um das Kabel verklebt, das im Regelfall einen kleinen Radius hat, so dass das Klebeband sehr stark gekrümmt wird. Am Ende eines Wickelabschnittes wird üblicherweise das Band vorwiegend auf die eigene Rückseite gewickelt, so dass der Überlappungsgrad nahezu vollständig ist, ähnlich der üblichen Darreichungsform als Klebebandrolle, wo die Klebemasse ebenfalls auf der eigenen Rückseite verklebt ist. Beim Abflaggen wirken statische Kräfte zum Beispiel durch die Biegesteifigkeit des Trägers und die Wickelspannung, die dazu führen können, dass sich die offenen Klebebandenden in unerwünschter Weise aufstellen, ähnlich einer beginnenden selbsttätigen Abwicklung. Die Abflaggresistenz ist also die Fähigkeit der Klebmasse, dieser statischen Kraft zu widerstehen.Since the end of the adhesive tape is ideally glued to its own reverse side, there must be good instant adhesion (tack) on this substrate so that the adhesive tape does not flag off at the beginning. In order to permanently guarantee a flagging-free product, the anchoring on the substrate and the internal strength of the adhesive must be so pronounced that the adhesive bond also survives under the influence of tension (tensile and bending stress). When wrapping a cable set, the tape is applied from not at all to completely overlapping the cable, which usually has a small radius, so that the tape is very strongly curved. At the end of a winding section, the tape is usually wound predominantly onto its own rear side, so that the degree of overlap is almost complete, similar to the usual presentation as a roll of adhesive tape, where the adhesive is also bonded to its own rear side. When flagging, static forces act, for example due to the flexural rigidity of the carrier and the winding tension, which can lead to the open ends of the adhesive tape standing up in an undesirable manner, similar to the beginning of automatic unwinding. Thus, flag resistance is the ability of the adhesive to withstand this static force.
Unter Flagging wird - bei einem um einen Körper gewickelten Klebeband - die Neigung eines Klebebandendes verstanden abzustehen. Die Ursache ergibt sich aus der Kombination von Haltekraft durch den Klebstoff, der Steifigkeit des Trägers und des Durchmessers des Kabelsatzes.In the case of an adhesive tape wrapped around a body, flagging is understood to mean the tendency of one end of the adhesive tape to stick out. The cause is a combination of the holding power of the adhesive, the rigidity of the carrier and the diameter of the cable harness.
Der Nachweis der Flaggingbeständigkeit von Wire Harnessing (WH)-Kabelwickelbändern wird über die TFT-Methode (Threshold Flagging Time) geführt. Als Zielgröße für ein einwandfrei flaggingfreies Gewebeprodukt wird dabei ein Grenzwert von deutlich über 1000 min TFT, vorzugsweise über 2000 min TFT, definiert.The resistance to flagging of Wire Harnessing (WH) cable wrapping tapes is verified using the TFT method (Threshold Flagging Time). A limit value of well over 1000 min TFT, preferably over 2000 min TFT, is defined as the target value for a perfectly flagging-free tissue product.
Die Realisierung von leicht abrollbaren Klebebändern unter gleichzeitiger Beibehaltung guter klebtechnischer Eigenschaften stellt eine große Herausforderung dar, weil beide Eigenschaften sich auszuschließen scheinen. Denn die wesentlichen Kriterien bei einseitig klebenden Kabelwickelbändern mit angepasster Abrollkraft und ausreichend hoher Klebkraft stehen dabei in krassem Gegensatz zueinander. Während für gute Klebkraftwerte und ein damit verbundenes geringes Flaggingpotential ein gutes Auffließ- und Verankerungsverhalten der Haftklebemasse vorausgesetzt wird, sind diese Kriterien für ein angenehmes Abrollverhalten eher hinderlich.The realization of easily unrollable adhesive tapes while maintaining good technical adhesive properties represents a major challenge because both properties seem to be mutually exclusive. Because the essential criteria for single-sided adhesive cable wrapping tapes with adapted unwinding force and sufficiently high adhesive strength are in stark contrast to each other. While good bond strength values and an associated low flagging potential require good flow and anchoring behavior of the PSA, these criteria tend to be a hindrance to pleasant unwind behavior.
Da bei textilen Trägermaterialien eine Reduzierung der Abrollkraft durch Releasemittel nur unter hohem Kostenaufwand zu realisieren ist, werden die Klebebandlagen direkt aufeinander gewickelt und die Klebmasse verklebt dabei mit der Rückseite der jeweils unteren Bandlage. Um ein Abwickeln ohne Klebmasserückstände auf der Trägerrückseite zu gewährleisten, werden höchste Ansprüche an ein ausgewogenes Verhältnis von Kohäsion und Adhäsion gestellt.Since, in the case of textile backing materials, reducing the unwind force by means of release agents can only be achieved at great expense, the layers of adhesive tape are wound directly on top of one another and the adhesive bonded to the back of the lower layer of tape in each case. In order to ensure unwinding without adhesive residues on the back of the backing, the highest demands are placed on a balanced relationship between cohesion and adhesion.
So weisen beispielsweise Kabelwickelbänder mit Haftklebemassen auf Basis von Naturkautschuk zumeist eine gute Abflaggresistenz auf, doch sie zeigen eine über die Lagerzeit sowie bei zunehmenden Temperaturen ansteigende Abrollkraft. Zudem erfüllen sie nur die unteren Temperaturklassen für die Kabelverträglichkeit.For example, cable wrapping tapes with pressure-sensitive adhesives based on natural rubber usually have good flag-off resistance, but they exhibit an unwind force that increases over the storage period and with increasing temperatures. In addition, they only meet the lower temperature classes for cable compatibility.
Die
Die Kabelisolierung darf nicht durch den Einfluss des Klebebandes in Kombination mit erhöhter Temperatur über längeren Zeitraum verspröden. Unterschieden wird hier unter anderem nach der LV 312 unter anderem zwischen vier Temperaturklassen T1 bis T4, entsprechend 80 °C (auch Temperaturklasse A genannt), 105 °C (auch Temperaturklasse B(105) genannt), 125 °C (auch Temperaturklasse C genannt) und 150 °C (auch Temperaturklasse D genannt), denen die umwickelten Kabel ohne Versprödung über 3000 h standhalten müssen. Es versteht sich von selbst, dass die Temperaturklassen T3 und T4 höhere Ansprüche an das Klebeband stellen als die unteren Klassen T1 und T2. Über die Einstufung T1 bis T4 entscheidet sowohl das Kabelisolierungsmaterial als auch Haftklebemasse und Trägertyp.The cable insulation must not become brittle over a long period of time due to the influence of the adhesive tape in combination with increased temperatures. According to LV 312, a distinction is made between four temperature classes T1 to T4, corresponding to 80 °C (also called temperature class A), 105 °C (also called temperature class B(105)), 125 °C (also called temperature class C). ) and 150 °C (also called temperature class D), which the wrapped cables have to withstand for more than 3000 h without becoming brittle. It goes without saying that the temperature classes T3 and T4 place higher demands on the adhesive tape than the lower classes T1 and T2. The classification T1 to T4 depends on the cable insulation material as well as the pressure-sensitive adhesive and the type of backing.
Die Realisierung von leicht abrollbaren Klebebändern (zur Kabelbandagierung) unter gleichzeitiger Beibehaltung guter klebtechnischer Eigenschaften stellt eine große Herausforderung dar, weil beide Eigenschaften sich auszuschließen scheinen, denn die wesentlichen Kriterien bei einseitig klebenden Kabelwickelbändern, angepasste Abrollkraft und ausreichend hohe Klebkraft, stehen dabei in krassem Gegensatz zueinander. Während für gute Klebkraftwerte und ein damit verbundenes geringes Flaggingpotential ein gutes Auffließ- und Verankerungsverhalten der Haftklebemasse vorausgesetzt wird, sind diese Kriterien für ein angenehmes Abrollverhalten eher hinderlich.The realization of easily unrollable adhesive tapes (for cable bandaging) while maintaining good adhesive properties at the same time represents a major challenge, because both properties seem to be mutually exclusive, because the essential criteria for cable wrapping tapes that are adhesive on one side, adapted unwinding force and sufficiently high adhesive strength, are in stark contrast to each other. While good bond strength values and an associated low flagging potential require good flow and anchoring behavior of the PSA, these criteria tend to be a hindrance to pleasant unwind behavior.
Weichmacher werden Kunststoffen wie Kabelummantelungen oder -umhüllungen zugesetzt, um diese dauerhaft flexibel, geschmeidig und elastisch zu machen. Weichmacher können schwerflüchtige Harze, Ester oder Öle sein.Plasticizers are added to plastics such as cable sheathing or sheathing to make them permanently flexible, supple and elastic. Plasticizers can be low-volatile resins, esters or oils.
Die Funktion der Weichmacher ist es, den thermoplastischen Bereich zu niedrigeren Temperaturen zu verschieben. Bekannte Weichmacher umfassen beispielsweise DOP (Dioctylphthalat, Di-2-ethylhexylphthalat), DINP (Diisononylphthalat), TOTM (Trioctyl-trimellitat) oder DIDP (Diisodecylphthalat).The function of the plasticizer is to shift the thermoplastic range to lower temperatures. Known plasticizers include, for example, DOP (dioctyl phthalate, di-2-ethylhexyl phthalate), DINP (diisononyl phthalate), TOTM (trioctyl trimellitate) or DIDP (diisodecyl phthalate).
Zur Anwendung kommen häufig äußere Weichmacher, die nicht kovalent in das Polymer eingebunden werden, sondern über polare Gruppen mit dem Polymer in Wechselwirkung treten, um die Beweglichkeit der polymeren Ketten zu ermöglichen wie beispielsweise Diethylhexylphthalat (DEHP), Dioctylphthalat (DOP) als Weichmacher für PVC und Elastomere. Weitere Weichmacher umfassen Zitronensäure basierte Weichmacher wie Zitronensäuretriethylester oder Adipinsäure basierte Weichmacher wie Diethylhexyladipat und Diethyloctyladipat. Die Diffusion dieser äußeren Weichmacher aus den Kunstoffen der Kabelisolierungen kann durch die erfindungsgemäßen Klebebänder mit Haftklebemassen deutlich vermindert werden.External plasticizers are often used that are not covalently bound into the polymer, but interact with the polymer via polar groups to enable the polymer chains to move, such as diethylhexyl phthalate (DEHP), dioctyl phthalate (DOP) as plasticizers for PVC and elastomers. Other plasticizers include citric acid-based plasticizers such as triethyl citric acid or adipic acid-based plasticizers such as diethylhexyl adipate and diethyloctyl adipate. The diffusion of these external plasticizers from the plastics of the cable insulation can be significantly reduced by the adhesive tapes of the invention with PSAs.
Unter den inneren Weichmachern werden jene verstanden, die während der Copolymerisation zugegen sind und einpolymerisiert werden, und anschließend nicht aus dem Polymer ausdiffundieren können.The internal plasticizers are understood as meaning those which are present during the copolymerization and are polymerized in and subsequently cannot diffuse out of the polymer.
Acrylatklebemassen weisen in der Regel eine sehr hohe Affinität gegenüber den gängigen PVC-Weichmachern auf, was im Falle der sogenannten Monomer-Weichmacher wie zum Beispiel DINP, DIDP oder TOTM zu einer starken Migrationstendenz eben dieser führt. Bekannt ist zudem, dass beim Einsatz von PVC-isolierten Kabelleitungen es über die Zeit und vor allem unter Temperaturbelastung zu einer starken Weichmachermigration bis zur Einstellung eines Gleichgewichts zwischen Isolierung und Klebeband beziehungsweise Klebemasse kommt. Es findet im Ergebnis eine unerwünschte Versprödung der Kabelumhüllungen/Kabelsilosierungen statt. In Kombination mit Alterungseffekten (Oxidation, Weichmacherabgabe in die Umgebung, Abbau, mechanische Belastungen, etc.) führt eine erhöhte Weichmachermigration zu einem frühzeitigen Versagen der Kabelisolierung durch Verspröden. Dies ist auch unter dem Stichwort Sprödlücke bei Weich-PVC bekannt.Acrylate adhesives generally have a very high affinity for common PVC plasticizers, which in the case of the so-called monomer plasticizers such as DINP, DIDP or TOTM leads to a strong migration tendency of the same. It is also known that when PVC-insulated cable lines are used, over time and above all under thermal stress, there is a strong migration of plasticizers until an equilibrium is established between the insulation and the adhesive tape or adhesive. As a result, the cable sheaths/cable silos become undesirably brittle. In combination with aging effects (oxidation, release of plasticizers into the environment, degradation, mechanical loads, etc.), increased plasticizer migration leads to premature failure of the cable insulation due to embrittlement. This is also known as the brittle gap in soft PVC.
Zur Verminderung oder Vermeidung der Weichmachermigration sind in erster Linie zwei Maßnahmen bekannt: So kann a) das Gleichgewicht im Vorfeld eingestellt werden, indem der Klebmasse bereits im Herstellprozess Weichmacher zugegeben wird. Dies führt jedoch häufig zu einschneidenden Veränderungen der klebtechnischen Eigenschaften, bis hin zum völligen Kohäsionsversagen der Masse. Alternativ kann b) zur Errichtung einer wirksamen Barriere eine engmaschige Vernetzung der Klebmasse vorgenommen werden, was jedoch auch wieder dramatische Auswirkungen auf die Klebtechnik haben kann, oder es können feindisperse Füllstoffe, die in der Lage sind ein Netzwerk aufzubauen, eingesetzt werden.There are primarily two known measures for reducing or avoiding plasticizer migration: Thus, a) the equilibrium can be set in advance by adding plasticizer to the adhesive during the production process. However, this often leads to drastic changes in the adhesive properties, up to and including complete cohesive failure of the mass. Alternatively, b) close-meshed crosslinking of the adhesive can be carried out to create an effective barrier, However, this can also have dramatic effects on the adhesive technology, or finely divided fillers that are able to build up a network can be used.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Klebeband zur Verfügung zu stellen, dessen Abrollkräfte über eine größere Bandbreite einstellbar sind, also das eine leichte Abwickelbarkeit aufweist, das eine gute Kabelverträglichkeit über alle genannten Temperaturklassen für Anwendungen im Bereich der Kabelbandagierung (Wire Harnessing-Anwendungen (WH)), also eine ausgezeichnete Kompatibilität mit allen gängigen Kabelisolierungen aufweist, insbesondere gemäß des Referenzspektrums an Kabeln in der LV 312, und das das besonders einfache, preiswerte und schnelle Ummanteln von langgestrecktem Gut wie Kabelsätzen in Automobilen ermöglicht.The object of the present invention is to provide an adhesive tape whose unwind forces can be adjusted over a wide range, i.e. which can be unwound easily, which has good cable compatibility across all temperature classes mentioned for applications in the field of cable bandaging (wire harnessing applications (WH)), i.e. excellent compatibility with all common cable insulations, especially according to the reference spectrum of cables in LV 312, and which enables the particularly simple, inexpensive and quick sheathing of elongated goods such as cable harnesses in automobiles.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Klebeband, wie es im Hauptanspruch niedergelegt ist. Gegenstand der Unteransprüche sind dabei vorteilhafte Weiterbildungen des Klebebands und Verfahren zur Anwendung des Klebebands.This problem is solved by an adhesive tape as set out in the main claim. The subclaims relate to advantageous developments of the adhesive tape and methods for using the adhesive tape.
Demgemäß betrifft die Erfindung ein Klebeband insbesondere zum Umwickeln von Kabeln, umfassend einen textilen Träger und eine auf mindestens einer Seite des Trägers aufgebrachten Haftklebemasse in Form einer verdickten getrockneten Polymerdispersion, wobei die unverdickte getrocknete Polymerdispersion enthält:
- (a) 30,0 bis 98,0 Gew.-% monomere Acrylate
- (b) 0 bis 50,0 Gew.-% ethylenisch ungesättigte Comonomere, die keine Acrylate sind
- (c) 1,0 bis 10,0 Gew.-% Klebrigmacher
- (d) 1,0 bis 10,0 Gew.-% Kaolin
- (a) 30.0 to 98.0% by weight of monomeric acrylates
- (b) 0 to 50.0% by weight of ethylenically unsaturated comonomers other than acrylates
- (c) 1.0 to 10.0% by weight tackifier
- (d) 1.0 to 10.0% by weight kaolin
Der Polymerdispersion wird ein Rheologieadditiv zugesetzt, so dass die Polymerdispersion vor dem Trocken eine Viskosität von 40 Pa*s bis zu 100 Pa*s bei einer Scherrate von 10/s und eine Viskosität von 3000 Pa*s bis zu 8000 Pa*s bei einer Scherrate von 0,01/s aufweist.A rheology additive is added to the polymer dispersion so that the polymer dispersion has a viscosity of 40 Pa*s up to 100 Pa*s at a shear rate of 10/s and a viscosity of 3000 Pa*s up to 8000 Pa*s at a shear rate of 10/s before drying shear rate of 0.01/s.
Vorzugsweise weist die Polymerdispersion vor dem Trocken eine Viskosität von 50 Pa*s bis zu 80 Pa*s bei einer Scherrate von 10/s und eine Viskosität von 4000 Pa*s bis zu 6000 Pa*s bei einer Scherrate von 0,01/s auf.Preferably, before drying, the polymer dispersion has a viscosity of 50 Pa*s up to 80 Pa*s at a shear rate of 10/s and a viscosity of 4000 Pa*s up to 6000 Pa*s at a shear rate of 0.01/s on.
Die Haftklebemasse enthält gemäß einer bevorzugten Variante der Erfindung zwischen 0,1 bis zu 5 Gewichtsteile Verdicker bezogen auf die Masse der getrockneten Polymerdispersion.According to a preferred variant of the invention, the PSA comprises between 0.1 and up to 5 parts by weight of thickener, based on the mass of the dried polymer dispersion.
Als monomere Acrylate werden vorliegend jene Acrylate verstanden, in denen das Acrylat über eine Carbonyl-Gruppe (C=O) verfügt wie vorzugsweise alle monomeren Acrylate mit einer gegebenenfalls funktionalisierten Stammstruktur C=C-(C=O)-, so dass Acrylamide zu den Acrylaten gerechnet werden und Acrylnitrile zu den ethylenisch ungesättigten Comonomeren.
Die monomeren Acrylate sind mono-, di und/oder mehrfunktionelle Acrylate.
Weiter vorzugsweise sind die ethylenisch ungesättigten Comonomere ausgewählt aus Ethylen enthaltenden Monomeren, vinylfunktionellen Monomeren und ungesättigten Kohlenwasserstoffen mit 3 bis 8 C-Atomen in Bezug auf die Polymeren.As monomeric acrylates are presently understood those acrylates in which the acrylate has a carbonyl group (C = O) such as preferably all monomeric acrylates with an optionally functionalized parent structure C = C (C = O) -, so that acrylamides to the Acrylates are counted and acrylonitriles to the ethylenically unsaturated comonomers.
The monomeric acrylates are mono-, di- and/or poly-functional acrylates.
More preferably, the ethylenically unsaturated comonomers are selected from ethylene-containing monomers, vinyl-functional monomers and unsaturated hydrocarbons having 3 to 8 carbon atoms, based on the polymers.
Die Acrylatdispersionen, insbesondere wässrige Acrylatdispersionen, zeichnen sich im Gegensatz zu den Acrylat-Hotmelts und lösemittelbasierten Acrylate dadurch aus, dass in ihnen zu einem gewissen Grad noch eine Separierung der Polymerknäule vorliegt, die aus den einzelnen Dispersionskugeln hervorgehen (siehe unter anderem BASF-Handbuch Lackiertechnik, Artur Goldschmidt, Hans-Joachim Streitberger, 2002, Kap. 3.1.2.1,
Bei Acrylatdispersionen ist es aufgrund des hohen Gelanteils nicht sinnvoll, das Molekulargewicht zu bestimmen. Der hohe Gelanteil resultiert aus den Kettenübertragungsreaktionen in den Dispersionspartikeln. Insbesondere bei der Emulsionspolymerisation ist die Wahrscheinlichkeit für eine solche Vernetzung hoch, da sich in den Dispersionspartikeln nur wachsende Polymerketten und Monomere befinden, so dass diese Vernetzung gegenüber der Lösemittelpolymerisation stark erhöht ist. Die Besonderheit der Acrylatdispersionen, insbesondere der wässrigen Acrylatdispersionen, ist, dass durch diese Art der Vernetzung im abgegrenzten Raum der Dispersionspartikel verzweigte Moleküle mit einem hohen Molekulargewicht entstehen. Der hohe Gelwert der Acrylatdispersionen beschreibt auch gut die Situation, dass sie häufig ohne weitere Vernetzung als Haftklebemassen eingesetzt werden können; anders als Acrylat-Hotmelts oder lösemittelbasierte Acrylatklebemassen, die in aller Regel nachvernetzt werden müssen. Typische Acrylat-Hotmeltmassen weisen einen geringen Gelwert von 10 % auf.In the case of acrylate dispersions, it does not make sense to determine the molecular weight due to the high gel content. The high gel content results from the chain transfer reactions in the dispersion particles. In the case of emulsion polymerization in particular, the probability of such a crosslinking is high, since the dispersion particles only contain growing polymer chains and monomers, so that this crosslinking is greatly increased compared to solvent polymerization. The special feature of the acrylate dispersions, especially the aqueous acrylate dispersions, is that this type of crosslinking results in branched molecules with a high molecular weight in the delimited space of the dispersion particles. The high gel value of the acrylate dispersions also describes well the situation that they are often used without further Crosslinking can be used as PSAs; unlike acrylate hotmelts or solvent-based acrylate adhesives, which usually have to be post-crosslinked. Typical acrylate hotmelt masses have a low gel value of 10%.
Die in den erfindungsgemäßen Haftklebemassen verwendeten polymeren Acrylatdispersionen, insbesondere getrocknete ursprünglich wässrige Acrylatdispersionen, weisen dagegen einen Gelwert von größer gleich 40 % auf, der mittels Soxhlet-Extraktion bestimmt werden kann, insbesondere größer gleich 45 %. Typische Acrylatdispersionen, wie sie erfindungsgemäß zum Einsatz kommen können, werden in
Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Haftklebemassen liegt in der einfachen und wirtschaftlichen individuellen Abstimmbarkeit der Haftklebemasse über die Menge der Kaoline als auch in der einfachen und wirtschaftlich individuellen Abstimmbarkeit der Acrylatdispersionen an die jeweiligen Anforderungen und das gewünschte Trägermaterial. Ein zweiter Vorteil liegt darin, dass optional eine gegebenenfalls gewünschte Vernetzung der harzmodifizierten Acrylatdispersionen nach der Trocknung im Beschichtungsprozess leicht von der Masseseite mittels ESH erfolgen kann, um das Optimum aus Kohäsion und Adhäsion einzustellen. Ein wesentlicher Vorteil, der sich in den Eigenschaften der Acrylatdispersionen zeigt, ist, dass die Acrylatdispersionen - im Gegensatz zu Hotmelt- und Lösemittel-Klebemassen - zu einem gewissen Grad eine Separierung der Polymerknäuel, die aus den einzelnen Dispersionskugeln hervorgehen, behalten.A particular advantage of the pressure-sensitive adhesives of the invention lies in the simple and economical individual adjustment of the PSA via the amount of kaolins and in the simple and economical individual adjustment of the acrylate dispersions to the particular requirements and the desired backing material. A second advantage is that any desired crosslinking of the resin-modified acrylate dispersions after drying in the coating process can easily be carried out from the mass side using EBC in order to set the optimum of cohesion and adhesion. A significant advantage, which is reflected in the properties of the acrylate dispersions, is that the acrylate dispersions - in contrast to hotmelt and solvent-based adhesives - retain a certain degree of separation of the polymer balls that emerge from the individual dispersion balls.
Durch die erfindungsgemäß mögliche ESH-Bestrahlung entsteht eine weitmaschige Vernetzung innerhalb der Polymerknäule und führt zu einer Erhöhung des Molekulargewichtes in den Polymerknäulen. Vorteilhafterweise findet nahezu keine Vernetzung zwischen den Polymerknäueln statt, so dass die Masse gut fließfähig bleibt und eine gute Benetzung des Haftgrundes ermöglicht. Belegt werden kann dieses Phänomen mittels rheologischer Untersuchungen (wie DMA, Dynamisch Mechanische Analyse).EBC irradiation, which is possible according to the invention, creates a wide-meshed crosslinking within the polymer balls and leads to an increase in the molecular weight in the polymer balls. Advantageously, there is almost no crosslinking between the polymer balls, so that the mass remains readily flowable and enables good wetting of the substrate. This phenomenon can be documented by means of rheological investigations (such as DMA, dynamic mechanical analysis).
Besondere Vorteile bieten die erfindungsgemäßen Haftklebemassen durch sehr einfache Abmischbarkeit mit vordispergierten Harzen, Hilfsstoffen, Füllstoffen, Alterungsschutzmitteln, etc. Es ist sogar möglich, die erfindungsgemäß einzusetzenden Haftklebemassen umfassend Acrylatdispersionen so einzustellen, dass sie auch ohne zusätzliche Vernetzung (ESH-Vernetzung) eine ausreichende Kohäsion liefern und zugleich mit guten Werten für die Abrollkräfte auf fertigen Klebebandrollen zum Einsatz kommen können.The pressure-sensitive adhesives of the invention offer particular advantages through very simple miscibility with predispersed resins, auxiliaries, fillers, aging inhibitors, etc. It is even possible to adjust the pressure-sensitive adhesives to be used according to the invention, including acrylate dispersions, so that they have sufficient cohesion even without additional crosslinking (ESH crosslinking). and at the same time can be used with good values for the unwind forces on finished adhesive tape rolls.
Gegenstand der Erfindung ist ein Klebeband mit auf einer Seite des Trägers aufgebrachten Haftklebemasse, dessen Flächengewicht kleiner gleich 160 g/m2 beträgt, insbesondere kleiner gleich 120 g/m2, bevorzugt kleiner gleich 90 g/m2, besonders bevorzugt kleiner gleich 80 g/m2, vorzugsweise kleiner gleich 70 g/m2 und in Alternativen auch kleiner gleich 60 g/m2 und kleiner gleich 50 g/m2, jeweils mit einer Schwankungsbreite von plus/minus 2 g/m2, bevorzugt mit plus/minus 1 g/m2.The invention relates to an adhesive tape with PSA applied to one side of the backing, whose weight per unit area is less than or equal to 160 g/m 2 , in particular less than or equal to 120 g/m 2 , preferably less than or equal to 90 g/m 2 , particularly preferably less than or equal to 80 g /m 2 , preferably less than or equal to 70 g/m 2 and in alternatives also less than or equal to 60 g/m 2 and less than or equal to 50 g/m 2 , each with a fluctuation range of plus/minus 2 g/m 2 , preferably with plus/ minus 1 g/m 2 .
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung sind auch Klebebänder mit einer auf einer Seite des Trägers aufgebrachten Haftklebemasse und einem Träger, der mit einer zusätzlichen Acrylatdispersion imprägniert ist, wobei diese Acrylatdispersion nicht in das Flächengewicht der Haftklebemasse eingerechnet wird. Die Imprägnierung kann mit einem Flächengewicht von kleiner gleich 30 g/m2 aufgetragen werden, insbesondere kleiner gleich 25 g/m2, bevorzugt kleiner gleich 20 g/m2, besonders bevorzugt kleiner gleich 10 g/m2, mit jeweils einer Schwankungsbreite von plus/minus 5 g/m2. Die für die Imprägnierung verwendeten Acrylatdispersionen zeichnen sich dadurch aus, dass sie in getrocknetem Zustand vorzugsweise nur sehr geringe oder keine haftklebrigen Eigenschaften aufweisen. Daher können Acrylatdispersionen oder optional auch Polyurethan, kautschukbasierte oder SBR-Imprägnierungen eingesetzt werden, die in getrocknetem Zustand vorzugsweise nur sehr geringe oder keine haftklebrigen Eigenschaften aufweisen. Auf diese Weise wird ein Verblocken der Lagen auf dem Ballen verhindert. Optional können erfindungsgemäße Acrylatdispersionen mit geringen oder keinen haftklebrigen Eigenschachten, das heißt ohne Harze, eingesetzt werden. Bevorzugt sind Träger, die eine Imprägnierung, insbesondere mit einer Acrylatdispersion nicht aufweisen.The invention also provides adhesive tapes with a pressure-sensitive adhesive applied to one side of the backing and a backing which is impregnated with an additional acrylate dispersion, this acrylate dispersion not being included in the weight per unit area of the pressure-sensitive adhesive. The impregnation can be applied with a basis weight of less than or equal to 30 g/m 2 , in particular less than or equal to 25 g/m 2 , preferably less than or equal to 20 g/m 2 , particularly preferably less than or equal to 10 g/m 2 , with a fluctuation range of in each case plus or minus 5 g/m 2 . A feature of the acrylate dispersions used for the impregnation is that, in the dried state, they preferably have very little or no pressure-sensitive adhesive properties. It is therefore possible to use acrylate dispersions or optionally also polyurethane, rubber-based or SBR impregnations which, in the dried state, preferably have only very little or no pressure-sensitive adhesive properties. This prevents the layers from blocking on the bale. Optionally, acrylate dispersions according to the invention with little or no tacky properties, ie without resins, can be used. Supports which are not impregnated, in particular with an acrylate dispersion, are preferred.
Gemäß bevorzugter Ausführungsformen umfasst das Klebeband, insbesondere zum Umwickeln von Kabeln, einen Träger und eine auf mindestens einer Seite des Trägers aufgebrachte Haftklebemasse umfassend eine getrocknete Acrylatdispersion, wobei die Acrylatdispersion, insbesondere die ungetrocknete Acrylatdispersion, Polymere umfasst, die aufgebaut oder erhältlich sind aus
- (I) a) monomeren Acrylaten zu 30,0 bis 88,0, Gew.-% und 0,0
bis 2,0 Gew.-% eines di- oder mehrfunktionellen Monomers, besonders vorzugsweise zu 0,0bis 1,0 Gew.-% eines di- oder mehrfunktionellen Monomers,- b) ethylenisch ungesättigten Comonomeren zu 10,0 bis 48,0 Gew.-% ausgewählt aus mindestens einem ethylenisch ungesättigten monofunktionellen Monomer oder einer Mischung aus diesen und aus einem oder mehreren ethylenisch ungesättigten Monomeren mit einer Säure- oder Säureanhydridfunktion, wobei letztere 0,0 bis 10,0 Gew.-% der maximal 10 Gew.-% ausmachen,
- c) 1,0 bis 10,0 Gew.-% Klebrigmacher
- d) 1,0 bis 10,0 Gew.-% Kaolin oder
- (II) a) monomeren Acrylaten zu 68,0 bis 97,0 Gew.-% und 0,0
bis 2,0 Gew.-% eines di- oder mehrfunktionellen Monomers, besonders vorzugsweise zu 0,0bis 1,0 Gew.-% eines di- oder mehrfunktionellen Monomers,- b) ethylenisch ungesättigten Comonomeren zu 1,0 bis 10,0 Gew.-% ausgewählt aus mindestens einem ethylenisch ungesättigten monofunktionellen Monomer oder einer Mischung aus diesen und aus einem oder mehreren ethylenisch ungesättigten Monomeren mit einer Säure- oder Säureanhydridfunktion, wobei letztere 0,0 bis 10,0 Gew.-% der maximal 10 Gew.-% ausmachen,
- c) 1,0 bis 10,0 Gew.-% Klebrigmacher
- d) 1,0 bis 10,0 Gew.-% Kaolin
- (I) a) monomeric acrylates at 30.0 to 88.0% by weight and 0.0 to 2.0% by weight of a difunctional or polyfunctional monomer, particularly preferably at 0.0 to 1.0% by weight % of a di- or more functional monomer,
- b) 10.0 to 48.0% by weight of ethylenically unsaturated comonomers selected from at least one ethylenically unsaturated monofunctional monomer or a mixture of these and from one or more ethylenically unsaturated monomers having an acid or acid anhydride function, the latter containing 0.0 up to 10.0% by weight of the maximum 10% by weight,
- c) 1.0 to 10.0% by weight tackifier
- d) 1.0 to 10.0% by weight of kaolin or
- (II) a) monomeric acrylates at 68.0 to 97.0% by weight and 0.0 to 2.0% by weight of a di- or polyfunctional monomer, particularly preferably at 0.0 to 1.0% by weight. -% of a di- or more functional monomer,
- b) 1.0 to 10.0% by weight of ethylenically unsaturated comonomers selected from at least one ethylenically unsaturated monofunctional monomer or a mixture of these and from one or more ethylenically unsaturated monomers having an acid or acid anhydride function, the latter containing 0.0 up to 10.0% by weight of the maximum 10% by weight,
- c) 1.0 to 10.0% by weight tackifier
- d) 1.0 to 10.0% by weight kaolin
Gemäß weiterer bevorzugter Ausführungsformen umfasst die Acrylatdispersion Polymere, die aufgebaut oder erhältlich sind aus a) monomeren Acrylaten, die ausgewählt sind aus Alkyl(meth)acrylaten wie n-Butylacrylat und 2-Ethylhexylacrylat, bevorzugt C1- bis C20-Alkyl(meth)acrylate, C1- bis C10-Hydroxyalkyl(meth)acrylate wie insbesondere Hydroxyethyl- oder Hydroxypropyl-(meth)acrylat, Säureamide wie Acrylamid oder Methacrylamid, sowie Mischungen von zwei oder mehreren der Monomere, und aus b) ethylenisch ungesättigten Comonomeren, die ausgewählt sind aus Ethylen, aromatischen Vinylmonomeren wie Styrol, α-Methylstyrol und Vinyltoluol, Divinylbenzol, Vinylester aus bis zu 20 Kohlenstoffatomen enthaltenden Carbonsäuren wie Vinyllaurat, Vinylether aus bis zu 10 Kohlenstoffatomen enthaltenden Alkoholen wie Vinylmethylether oder Vinylisobutylether, Vinylhalogenide wie Vinylchlorid oder Vinylidendichlorid, Itaconsäure, Maleinsäure, Fumarsäure und/oder Maleinsäureanhydrid, Acrylnitril und/oder Methacrylnitril, ungesättigten Kohlenwasserstoffen mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen wie Propen, Butadien, Isopren, 1-Hexen oder 1-Octen sowie Mischungen von zwei oder mehr Comonomeren.According to further preferred embodiments, the acrylate dispersion comprises polymers which are built up or are obtainable from a) monomeric acrylates which are selected from alkyl (meth)acrylates such as n-butyl acrylate and 2-ethylhexyl acrylate, preferably C 1 - to C 20 -alkyl (meth) acrylates, C 1 - to C 10 -hydroxyalkyl (meth) acrylates such as in particular hydroxyethyl or hydroxypropyl (meth) acrylate, acid amides such as acrylamide or methacrylamide, and mixtures of two or more of the monomers, and from b) ethylenically unsaturated comonomers, the are selected from ethylene, aromatic vinyl monomers such as styrene, α-methylstyrene and vinyl toluene, divinylbenzene, vinyl esters of carboxylic acids containing up to 20 carbon atoms such as vinyl laurate, vinyl ethers of alcohols containing up to 10 carbon atoms such as vinyl methyl ether or vinyl isobutyl ether, vinyl halides such as vinyl chloride or vinylidene dichloride, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid and/or maleic anhydride, acrylonitrile and/or or methacrylonitrile, unsaturated hydrocarbons having 3 to 8 carbon atoms such as propene, butadiene, isoprene, 1-hexene or 1-octene and mixtures of two or more comonomers.
Die ethylenisch ungesättigten Monomere mit einer Säure- oder Säureanhydridfunktion ausgewählt sind vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure, Maleinsäure, Fumarsäure und/oder MaleinsäureanhydridThe ethylenically unsaturated monomers having an acid or acid anhydride function are preferably selected from the group consisting of acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid and/or maleic anhydride
Gemäß weiterer bevorzugter Ausführungsformen umfasst die Acrylatdispersion Polymere, die aufgebaut oder erhältlich sind aus a) monomeren Acrylaten, die ausgewählt sind aus Acrylsäure oder Methacrylsäure, n-Butylacrylat, Ethylacrylat wie 2-Ethylhexylacrylat sowie Mischungen von zwei oder mehr Monomeren und di- oder mehrfunktionelle Monomere ausgewählt sind aus Alkyldiacrylaten wie 1 ,2-Ethylenglykoldiacrylat, 1,4-Butandioldiacrylat, 1,6-Hexandioldiacrylat, 1,8-Octandioldiacrylat oder 1,12-Dodecandioldiacrylat, und Triacrylaten wie Trimethylolpropantriacrylat, und Tetraacrylate wie Pentaerythritoltetraacrylat sowie optional in Kombination mit den unter b) genannten monomeren Comonomeren.According to further preferred embodiments, the acrylate dispersion comprises polymers which are built up or obtainable from a) monomeric acrylates selected from acrylic acid or methacrylic acid, n-butyl acrylate, ethyl acrylate such as 2-ethylhexyl acrylate and mixtures of two or more monomers and difunctional or polyfunctional monomers are selected from alkyl diacrylates such as 1,2-ethylene glycol diacrylate, 1,4-butanediol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, 1,8-octanediol diacrylate or 1,12-dodecanediol diacrylate, and triacrylates such as trimethylolpropane triacrylate, and tetraacrylates such as pentaerythritol tetraacrylate and optionally in combination with the monomeric comonomers mentioned under b).
Typische Teilchengrößen der erfindungsgemäßen dispergierten Polymere reichen von 20 nm bis zu 10 µm. Die Polymerdispersion wird hergestellt durch das Verfahren der Emulsionspolymerisation der genannten Komponenten. Beschreibungen dieses Verfahrens sind zum Beispiel zu finden in „Emulsion Polymerization and Emulsion Polymers“ von Peter A. Lovell and Mohamed S. EI-Aasser - Wiley-VCH 1997 - ISBN 0-471-96746-7 oder in
Bei der Polymerisation ist es nicht auszuschließen, dass nicht alle Monomere zu Polymeren umgesetzt werden. Dabei ist es naheliegend, dass der Restmonomergehalt möglichst klein sein soll. Bevorzugt werden Klebemassen umfassend die Polymerdispersion mit einem Restmonomerengehalt von kleiner gleich 1 Gew.-%, insbesondere kleiner gleich 0,5 Gew.-% (bezogen auf die Masse der getrockneten Polymerdispersion) bereitgestellt.During the polymerization, it cannot be ruled out that not all of the monomers are converted into polymers. It is obvious that the residual monomer content should be as small as possible. Preferred Adhesives are provided comprising the polymer dispersion with a residual monomer content of less than or equal to 1% by weight, in particular less than or equal to 0.5% by weight (based on the mass of the dried polymer dispersion).
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind der Haftklebemasse Vernetzer zugesetzt, also zur Vernetzung befähigte Verbindungen.
Wie hier verwendet, steht der Begriff Vernetzer für chemische Verbindungen, die imstande sind, Molekülketten miteinander zu verbinden, damit sich aus den zweidimensionalen Strukturen über Ausbildung intermolekularer Brücken dreidimensional-vernetzte Strukturen bilden können.
Vernetzer sind solche - insbesondere bi- oder polyfunktionelle, meist niedermolekulare - Verbindungen, die unter den gewählten Vernetzungsbedingungen mit geeigneten - insbesondere funktionellen - Gruppen der zu vernetzenden Polymere reagieren können, somit zwei oder mehrere Polymere oder Polymerstellen miteinander verknüpfen („Brücken“ bilden) und somit ein Netzwerk aus dem zu vernetzenden Polymer beziehungsweise den zu vernetzenden Polymeren schaffen. Hierdurch kommt es in der Regel zur Kohäsionserhöhung.According to a preferred embodiment of the invention, crosslinkers, ie compounds capable of crosslinking, are added to the PSA.
As used herein, the term crosslinker refers to chemical compounds that are capable of linking molecular chains together to form three-dimensional crosslinked structures from the two-dimensional structures via the formation of intermolecular bridges.
Crosslinkers are those - in particular bi- or polyfunctional, usually low molecular weight - compounds which, under the selected crosslinking conditions, can react with suitable - in particular functional - groups of the polymers to be crosslinked, thus linking two or more polymers or polymer sites together ("bridges") and thus creating a network of the polymer to be crosslinked or the polymers to be crosslinked. This usually leads to an increase in cohesion.
Typische Beispiele für Vernetzer sind chemische Verbindungen, die innerhalb des Moleküls oder an den beiden Molekülenden zwei oder mehr gleiche oder unterschiedliche funktionelle Gruppen aufweisen und folglich Moleküle gleicher oder auch unterschiedlicher Strukturen miteinander vernetzen können. Außerdem kann ein Vernetzer mit dem reaktiven Monomer oder Reaktivharz, wie oben definiert, reagieren, ohne dass es dabei zu einer Polymerisation im eigentlichen Sinne kommt. Denn im Gegensatz zum Aktivator, wie oben beschrieben, kann ein Vernetzer in das Polymer-Netzwerk eingebaut werden.Typical examples of crosslinkers are chemical compounds that have two or more identical or different functional groups within the molecule or at the two ends of the molecule and can consequently crosslink molecules of the same or else different structures with one another. In addition, a crosslinker can react with the reactive monomer or reactive resin, as defined above, without actual polymerization occurring. In contrast to the activator, as described above, a crosslinker can be built into the polymer network.
Neben den aufgeführten Acrylatpolymeren können der Haftklebemasse neben gegebenenfalls vorhandenen Restmonomeren zusätzlich Zuschlagstoffe wie Lichtschutz- oder Alterungsschutzmitteln in den unten genannten Mengen zugesetzt werden. Insbesondere sind keine weiteren Polymere wie Elastomere in der Haftklebemasse enthalten, das heißt, die Polymere der Haftklebemasse bestehen nur aus den Monomeren in den angegebenen Mengenverhältnissen.In addition to the acrylate polymers listed, additives such as light stabilizers or antiaging agents can also be added to the pressure-sensitive adhesive in the amounts specified below, in addition to any residual monomers present. In particular, no further polymers such as elastomers are present in the PSA, ie the polymers of the PSA consist only of the monomers in the ratios stated.
Die Klebemasse ist eine Haftklebemasse, also eine Klebemasse, die bereits unter relativ schwachem Andruck eine dauerhafte Verbindung mit fast allen Haftgründen erlaubt und nach Gebrauch im Wesentlichen rückstandsfrei vom Haftgrund wieder abgelöst werden kann. Eine Haftklebemasse wirkt bei Raumtemperatur permanent haftklebrig, weist also eine hinreichend geringe Viskosität und eine hohe Anfassklebrigkeit auf, so dass sie die Oberfläche des jeweiligen Klebegrunds bereits bei geringem Andruck benetzt. Die Verklebbarkeit der Klebemasse beruht auf ihren adhäsiven Eigenschaften und die Wiederablösbarkeit auf ihren kohäsiven Eigenschaften.The adhesive is a pressure-sensitive adhesive, ie an adhesive which allows a permanent connection to almost all substrates even under relatively light pressure and can be detached again from the substrate after use essentially without leaving any residue. At room temperature, a pressure-sensitive adhesive has a permanently tacky effect, ie it has a sufficiently low viscosity and high initial tack, so that it wets the surface of the respective substrate even with little contact pressure. The bondability of the adhesive is based on its adhesive properties and its redetachability on its cohesive properties.
Zur Erzielung haftklebriger Eigenschaften muss sich die Klebmasse bei der Verarbeitungstemperatur oberhalb ihrer Glastemperatur befinden, um viskoelastische Eigenschaften zu haben. Da die Kabelsatzwicklung bei normaler Umgebungstemperatur (ungefähr zwischen 15 °C bis 25 °C) erfolgt, liegt die Glasübergangstemperatur der Haftklebemasseformulierung bevorzugt unterhalb von +15 °C (ermittelt mit DSC (Differential Scanning Calorimetry) gemäß DIN 53765 bei einer Aufheizrate von 10 K/min).To achieve pressure-sensitive adhesive properties, the adhesive must be above its glass transition temperature at the processing temperature in order to have viscoelastic properties. Since the wiring harness is wound at normal ambient temperature (approximately between 15° C. and 25° C.), the glass transition temperature of the PSA formulation is preferably below +15° C. (determined using DSC (Differential Scanning Calorimetry) in accordance with DIN 53765 at a heating rate of 10 K/ minutes).
Die Glasübergangstemperatur der Acrylatpolymere lässt sich gemäß der Gleichung von Fox aus den Glasübergangstemperaturen der Homopolymere und ihren relativen Mengenverhältnissen abschätzen). Zur Erzielung von Polymeren, beispielsweise Haftklebemassen oder Heißsiegelmassen, mit gewünschten Glasübergangstemperaturen wird die mengenmäßige Zusammensetzung der Monomermischung vorteilhaft derart gewählt, dass sich nach einer Gleichung (G1) in Analogie zur Fox-Gleichung (vergleiche T.G. Fox, Bull. Am. Phys. Soc. 1956, 1, 123) der gewünschte TG-Wert für das Polymer ergibt.
Durch den eventuellen Zusatz von Klebrigmachern erhöht sich die Glasübergangstemperatur zwangsläufig, je nach Zugabemenge, Verträglichkeit und Erweichungstemperatur um ca. 5 bis 40 K. Es sind daher Acrylatcopolymere mit einer Glasübergangstemperatur von höchstens 0 °C bevorzugt.Any addition of tackifiers inevitably increases the glass transition temperature by about 5 to 40 K, depending on the amount added, compatibility and softening point. Acrylate copolymers with a glass transition temperature of at most 0° C. are therefore preferred.
Die erfindungsgemäßen Polymere weisen nach ASTM D3330 eine Klebkraft auf Stahl von mindestens 1,0 N/cm auf (bei einem Flächengewicht der Klebmasse von 30 g/m2 auf einer 23 µm Polyesterfolie als Träger).According to ASTM D3330, the polymers of the invention have an adhesion to steel of at least 1.0 N/cm (at an area weight of the adhesive of 30 g/m 2 on a 23 μm polyester film as backing).
Unter einem „Klebharz“ wird entsprechend dem allgemeinem Fachmannverständnis ein oligomeres oder polymeres Harz verstanden, das die Autoadhäsion (den Tack, die Eigenklebrigkeit) der Haftklebemasse im Vergleich zu der keinen Klebharz enthaltenden, ansonsten aber identischen Haftklebemasse erhöht.According to the general understanding of the art, an “adhesive resin” is understood as meaning an oligomeric or polymeric resin which increases the autoadhesion (the tack, the intrinsic tack) of the PSA compared to the PSA which does not contain any tackifier resin but is otherwise identical.
Der Einsatz von Klebrigmachern zur Steigerung der Klebkräfte von Haftklebemassen ist grundsätzlich bekannt. Dieser Effekt stellt sich auch ein, wenn der Klebmasse zwischen 1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 3 bis 7 Gew.-%, weiter vorzugsweise 4 bis 6 Gew.-% Klebrigmacher hinzugefügt werden. Diese tragen auch zur verbesserten Abflaggresistenz bei.The use of tackifiers to increase the bond strengths of PSAs is known in principle. This effect also occurs when between 1% to 10% by weight, preferably 3% to 7% by weight, more preferably 4% to 6% by weight, of tackifier is added to the adhesive. These also contribute to improved flagging resistance.
Bevorzugt sind Klebharze mit einem Erweichungspunkt oberhalb von 100 °C gemäß ASTM E28-99 (2009).Adhesive resins with a softening point above 100° C. according to ASTM E28-99 (2009) are preferred.
Als Klebrigmacher, auch als Klebharze bezeichnet, sind prinzipiell alle bekannten Stoffklassen geeignet. Klebrigmacher sind beispielsweise Kohlenwasserstoffharze (zum Beispiel Polymere auf Basis ungesättigter C5- oder C9-Monomere), Terpenphenolharze, Polyterpenharze auf Basis von Rohstoffen wie zum Beispiel α- oder β-Pinen, aromatische Harze wie Cumaron-Inden-Harze oder Harze auf Basis Styrol oder α-Methylstyrol wie Kolophonium und seine Folgeprodukte, zum Beispiel disproportioniertes, dimerisiertes oder verestertes Kolophonium, zum Beispiel Umsetzungsprodukte mit Glycol, Glycerin oder Pentaerythrit, um nur einige zu nennen. Bevorzugt werden Harze ohne leicht oxidierbare Doppelbindungen wie Terpenphenolharze, aromatische Harze und besonders bevorzugt Harze, die durch Hydrierung hergestellt sind wie zum Beispiel hydrierte Aromatenharze, hydrierte Polycyclopentadienharze, hydrierte Kolophoniumderivate oder hydrierte Polyterpenharze.
Bevorzugt sind Harze auf Basis von Terpenphenolen und Kolophoniumestern.
Besonders bevorzugt sind Harze auf Basis von Terpenphenolen und Kolophoniumestern mit einem Erweichungspunkt oberhalb von 100 °C gemäß ASTM E28-99 (2009). Die Harze werden zweckmäßigerweise in Dispersionsform eingesetzt. Sie lassen sich so problemlos mit der Polymerdispersion feinverteilt mischen.In principle, all known classes of substances are suitable as tackifiers, also referred to as adhesive resins. Examples of tackifiers are hydrocarbon resins (for example polymers based on unsaturated C 5 or C 9 monomers), terpene-phenolic resins, polyterpene resins based on raw materials such as α- or β-pinene, aromatic resins such as coumarone-indene resins or based resins Styrene or α-methylstyrene such as rosin and its derivatives, for example disproportionated, dimerized or esterified rosin, for example reaction products with glycol, glycerol or pentaerythritol, to name just a few. Preference is given to resins without easily oxidizable double bonds, such as terpene-phenolic resins, aromatic resins and particularly preferably to resins which are produced by hydrogenation, such as, for example, hydrogenated aromatic resins, hydrogenated polycyclopentadiene resins, hydrogenated rosin derivatives or hydrogenated polyterpene resins.
Resins based on terpene phenols and rosin esters are preferred.
Resins based on terpene phenols and rosin esters with a softening point above 100° C. according to ASTM E28-99 (2009) are particularly preferred. The resins are expediently used in dispersion form. In this way, they can be finely divided and mixed with the polymer dispersion without any problems.
Zur weiteren Verbesserung der Kabelverträglichkeit kann die Klebmasseformulierung optional mit Lichtschutz- oder primären und/oder sekundären Alterungsschutzmitteln abgemischt sein.
Als Alterungsschutzmittel können Produkte auf Basis sterisch gehinderter Phenole, Phosphite, Thiosynergisten, sterisch gehinderter Amine oder UV-Absorber eingesetzt werden.
Bevorzugt eingesetzt werden primäre Antioxidantien wie zum Beispiel Irganox 1010 oder Irganox 254, allein oder in Kombination mit sekundären Antioxidantien wie zum Beispiel Irgafos TNPP oder Irgafos 168.
Die Alterungsschutzmittel können dabei in beliebiger Kombination miteinander verwendet werden, wobei Mischungen aus primären und sekundären Antioxidantien in Kombination mit Lichtschutzmitteln wie zum Beispiel Tinuvin 213 besonders gute Alterungsschutzwirkung zeigen.To improve cable compatibility further, the adhesive formulation can optionally be mixed with light stabilizers or primary and/or secondary anti-aging agents.
Products based on sterically hindered phenols, phosphites, thiosynergists, sterically hindered amines or UV absorbers can be used as aging inhibitors.
Primary antioxidants such as Irganox 1010 or Irganox 254 are preferred, alone or in combination with secondary antioxidants such as Irgafos TNPP or Irgafos 168.
The anti-aging agents can be used in any combination with one another, with mixtures of primary and secondary antioxidants in combination with light stabilizers such as Tinuvin 213 showing particularly good anti-aging effects.
Ganz besonders vorteilhaft haben sich Alterungsschutzmittel erwiesen, in denen ein primäres Antioxidans mit einem sekundären Antioxidans in einem Molekül vereint ist. Bei diesen Alterungsschutzmitteln handelt es sich um Kresolderivate, deren aromatischer Ring an zwei beliebigen unterschiedlichen Stellen, bevorzugt in ortho- und meta-Stellung zur OH-Gruppe mit Thioalkylketten substituiert ist, wobei das Schwefelatom auch über eine oder mehrere Alkylketten an dem aromatischen Ring des Kresolbausteins verbunden sein kann. Die Anzahl der Kohlenstoffatome zwischen dem Aromaten und dem Schwefelatom kann zwischen 1 und 10, bevorzugt zwischen 1 und 4 liegen. Die Anzahl der Kohlenstoffatome der Alkylseitenkette kann zwischen 1 und 25, bevorzugt zwischen 6 und 16 liegen. Besonders bevorzugt sind hierbei Verbindungen des Typs 4,6-Bis(dodecylthiomethyl)-o-cresol, 4,6-Bis(undecylthiomethyl)-o-cresol, 4,6-Bis(decylthiomethyl)-o-cresol 4,6-Bis(nonylthiomethyl)-o-cresol oder 4,6-Bis(octylthiomethyl)-o-cresol. Derartige Alterungsschutzmittel werden zum Beispiel von der Firm Ciba Geigy unter dem Namen Irganox 1726 oder Irganox 1520 angeboten.Anti-aging agents in which a primary antioxidant is combined with a secondary antioxidant in one molecule have proven to be particularly advantageous. These anti-aging agents are cresol derivatives whose aromatic ring is substituted with thioalkyl chains at any two different positions, preferably in the ortho and meta position to the OH group, the sulfur atom also being attached to the aromatic ring of the cresol building block via one or more alkyl chains can be connected. The number of carbon atoms between the aromatic and the sulfur atom can be between 1 and 10, preferably between 1 and 4. The number of carbon atoms in the alkyl side chain can be between 1 and 25, preferably between 6 and 16. Particularly preferred here are compounds of the type 4,6-bis(dodecylthiomethyl)-o-cresol, 4,6-bis(undecylthiomethyl)-o-cresol, 4,6-bis(decylthiomethyl)-o-cresol 4,6-bis (nonylthiomethyl)-o-cresol or 4,6-bis(octylthiomethyl)-o-cresol. Anti-aging agents of this type are offered, for example, by the company Ciba Geigy under the name Irganox 1726 or Irganox 1520.
Die Menge des zugesetzten Alterungsschutzmittels beziehungsweise Alterungsschutzmittelpaketes sollte in einem Bereich zwischen 0,1 und 10 Gewichtsteilen bezogen auf die Masse der getrockneten Polymerdispersion, bevorzugt in einem Bereich zwischen 0,2 und 5 Gewichtsteilen bezogen auf die Masse der getrockneten Polymerdispersion, besonders bevorzugt in einem Bereich zwischen 0,5 und 3 Gewichtsteilen bezogen auf die Masse der getrockneten Polymerdispersion liegen.The amount of anti-aging agent or anti-aging agent package added should be in a range between 0.1 and 10 parts by weight based on the mass of the dried polymer dispersion, preferably in a range between 0.2 and 5 parts by weight based on the mass of the dried polymer dispersion, particularly preferably in a range between 0.5 and 3 parts by weight based on the mass of the dried polymer dispersion.
Bevorzugt ist die Darreichungsform in Form einer Dispersion zur besonders einfachen Mischbarkeit mit der Klebmassedispersion. Alternativ können flüssige Alterungsschutzmittel auch direkt in die Dispersion eingearbeitet werden, wobei sich an den Einarbeitungsschritt noch eine Standzeit über einige Stunden anschließen sollte, um die homogene Verteilung in der Dispersion oder die Aufnahme des Alterungsschutzmittels in die Dispersionspartikel zu ermöglichen. Eine weitere Alternative ist die Zugabe einer organischen Lösung der Alterungsschutzmittel in die Dispersion. Geeignete Konzentrationen liegen im Bereich von 0,1 bis zu 8, vorzugsweise 0,1 bis 5 Gewichtsteilen bezogen auf die Masse der getrockneten Polymerdispersion.The administration form in the form of a dispersion is preferred for particularly simple miscibility with the adhesive composition dispersion. Alternatively, liquid anti-aging agents can also be incorporated directly into the dispersion, whereby the incorporation step should be followed by a standing time of a few hours to ensure homogeneous distribution in the dispersion or absorption of the anti-aging agent to allow means in the dispersion particles. Another alternative is to add an organic solution of the anti-aging agent to the dispersion. Suitable concentrations are in the range from 0.1 to 8, preferably 0.1 to 5 parts by weight based on the mass of the dried polymer dispersion.
Zur Verbesserung der Verarbeitungseigenschaften kann die Klebmasseformulierung weiterhin mit üblichen Prozesshilfsmitteln wie Entschäumern, Entlüftern, Netzmitteln oder Verlaufsmitteln abgemischt sein. Geeignete Konzentrationen liegen im Bereich von 0,1 bis zu 5 Gewichtsteilen bezogen auf die Masse der getrockneten Polymerdispersion.To improve the processing properties, the adhesive formulation can also be blended with customary processing auxiliaries such as defoamers, deaerators, wetting agents or leveling agents. Suitable concentrations are in the range from 0.1 up to 5 parts by weight based on the mass of the dried polymer dispersion.
Schichtsilikate oder auch Blatt- oder Phyllosilicate sind als Ionenaustauscher bekannt. Bekannte Schichtsilikate sind Tonmineralien wie Montmorrillonit, Nontronit, Hectorit, Saponit, Sauconit, Beidellit, Allevardit, Illit, Halloysit, Attapulgit und/oder Sepiolit ebenso wie Disteardimonium Hectorit. Hectorite sind M0,3 +(Mg2,7Li0,3)[Si4O10(OH)2], M+ meist. = Na+, zu den Smektiten gehörendes, dem Montmorillonit ähnliches, monoklines Tonmineral.Sheet silicates or sheet or phyllosilicates are known as ion exchangers. Known phyllosilicates are clay minerals such as montmorillonite, nontronite, hectorite, saponite, sauconite, beidellite, allevardite, illite, halloysite, attapulgite and/or sepiolite, as well as disteardimonium hectorite. Hectorites are M 0.3 + (Mg 2.7 Li 0.3 )[Si 4 O 10 (OH) 2] , M + mostly. = Na + , a smectite-like monoclinic clay mineral similar to montmorillonite.
Nicht modifizierte Schichtsilikate können laut Hersteller zur Entfaltung ihrer vollen Wirksamkeit mit polaren Zusätzen und hohen Scherkräften aktiviert werden (zum Beispiel Produktinformationen zu Tixogel ® VP-V (Quaternium-90 Bentonite) der Firma Rockwood Additives Ltd. oder zu Bentone® 38 (organisches Derivat eines Magnesium-Schichtsilikates (Hectorit)) der Firma Rheox Inc.According to the manufacturer, non-modified phyllosilicates can be activated with polar additives and high shear forces in order to develop their full effectiveness (e.g. product information on Tixogel ® VP-V (Quaternium-90 Bentonite) from Rockwood Additives Ltd. or on Bentone® 38 (organic derivative of a Magnesium phyllosilicate (hectorite)) from Rheox Inc.
Diese Aktivierung der Schichtsilikate, das heißt die Überführung in eine quellbare Form, erfolgt, indem man die Schichtsilikate mit einer polaren Flüssigkeit und hohen Scherkräften behandelt. Die so erhaltenen Schichtsilikate gelten als modifizierte Schichtsilikate. Gleichfalls sind modifizierte Schichtsilikate auch unter der Bezeichnung Laponite®, Optigel®, Laponite SL 25®, Laptonite S482®, Laptonite EP®, Laptonite RDS®, Optigel CK® der Firma Rockwood bekannt.This activation of the layered silicates, ie the conversion into a swellable form, takes place by treating the layered silicates with a polar liquid and high shear forces. The layered silicates obtained in this way are considered modified layered silicates. Modified phyllosilicates are also known under the names Laponite®, Optigel®, Laponite SL 25®, Laptonite S482®, Laptonite EP®, Laptonite RDS®, Optigel CK® from Rockwood.
Kaolin, auch als Porzellanerde, Porzellanton, weiße Tonerde, China Clay oder in der Apotheke als Bolus alba oder Pfeifenerde bezeichnet, ist ein feines, eisenfreies, weißes Gestein, das als Hauptbestandteil Kaolinit, ein Verwitterungsprodukt des Feldspats, enthält. Weitere Bestandteile sind verschiedene andere Tonminerale und unzersetzte Feldspatteilchen.
Kaolin wird hauptsächlich bei der Herstellung von Papier und zur Bereitung von Porzellan verwendet. Daneben wird Bolus alba unter anderem als Bestandteil mancher Pudergrundlagen verwendet und auch Lebensmitteln zugesetzt
Kaoline sind die Zweischichtsilikate. Sie sind aufgrund ihrer hohen Schichtladung nicht quellfähig und liegen somit als relative grobe Füllstoffpartikel in der Klebmasse vor.Kaolin, also known as china clay, china clay, white clay, or in pharmacies as bolus alba or pipe clay, is a fine, iron-free, white rock that contains kaolinite, a weathering product of feldspar, as its main component. Other components are various other clay minerals and undecomposed feldspar particles.
Kaolin is mainly used in the manufacture of paper and in the preparation of porcelain. In addition, bolus alba is used, among other things, as a component of some powder bases and is also added to foods
Kaolins are the two-layer silicates. Due to their high layer charge, they are not capable of swelling and are therefore present in the adhesive as relatively coarse filler particles.
Je nach Zugabemenge der Kaoline zur Haftklebemasse kann die Weichmachermigration somit verlangsamt beziehungsweise nahezu unterbunden und das Abrutschen des Weichmachergehaltes im PVC, insbesondere in PVC-Kabelisolierungen, in den Bereich der „Sprödlücke“ vermieden werden. Die in den erfindungsgemäßen Haftklebemassen verwendeten Kaoline werden vorzugsweise zu 3 bis 7 Gew.-%, weiter vorzugsweise zu 5 bis 6 Gew.-% hinzugefügt. Kaolin kann fest oder ebenfalls als wässrige Dispersion zugesetzt werden. Bevorzugt sind ultrafeine Typen (HG 90 oder Amazon Premium Slurry).Depending on the amount of kaolin added to the pressure-sensitive adhesive, plasticizer migration can be slowed down or almost completely prevented, and the plasticizer content in PVC, particularly in PVC cable insulation, can be prevented from slipping into the “brittle gap” area. The kaolins used in the pressure-sensitive adhesives of the invention are preferably added at from 3% to 7% by weight, more preferably at from 5% to 6% by weight. Kaolin can be added in solid form or also as an aqueous dispersion. Ultrafine grades (HG 90 or Amazon Premium Slurry) are preferred.
Die Scherviskositäten von kommerziellen Dispersionen sind in der Regel zu niedrig. Zur Erzielung der notwendigen Scherviskositäten werden im Regelfall Rheologieadditive, auch Verdicker genannt, eingesetzt.The shear viscosities of commercial dispersions are usually too low. Rheology additives, also known as thickeners, are usually used to achieve the necessary shear viscosities.
Grundsätzlich unterscheidet man hier zwischen organischen und anorganischen Rheologieadditiven.
Die organischen Verdicker spalten sich wiederum in zwei wesentliche Wirkprinzipien auf: (i) die Verdickung der wässrigen Phase, also nicht assoziierend, und (ii) Assoziatbildung zwischen Verdickermolekül und Partikeln, zum Teil unter Einbeziehung der Stabilisatoren (Emulgatoren). Vertreter der ersten (i) Stoffgruppe sind wasserlösliche Polyacrylsäuren und Polycoacrylsäuren, die im basischen Medium Polyelektrolyte mit großem hydrodynamischem Volumen bilden. Der Fachmann bezeichnet diese auch kurz als ASE (alkali swellable emulsion). Sie zeichnen sich durch hohe Ruhescherviskositäten und starke Scherverdünnung aus. Eine andere Stoffklasse sind die modifizierten Polysaccharide, insbesondere Celluloseether wie Carboxymethylcellulose, 2-Hydroxyethylcellulose, Carboxymethyl-2-hydroxyethylcellulose, Methylcellulose, 2-Hydroxyethylmethylcellulose, 2-Hydroxyethylethylcellulose, 2-Hydroxypropylcellulose, 2-Hydroxypropylmethylcellulose, 2-Hydroxybutylmethylcellulose. Zusätzlich zählen zu dieser Stoffklasse weniger verbreitete Polysaccharide wie Stärkederivate und spezielle Polyether.
Die Wirkgruppe der (ii) Assoziativverdicker sind im Prinzip Blockcopolymere mit einem wasserlöslichen Mittelblock und hydrophoben Endblöcken, wobei die Endblöcke mit den Partikeln oder sich selbst wechselwirken und dadurch ein Raumnetz unter Einbeziehung der Partikel bilden. Typische Vertreter sind dem Fachmann als HASE (hydrophobically modified alkali swellable emulsion), HEUR (hydrophobically modified ethyleneoxide urethane) oder HMHEC (hydrophobically modified hydroxyethyl cellulose) geläufig. Bei den HASE-Verdickern ist der Mittelblock ein ASE, die Endblöcke sind zumeist über Polyethylenoxidbrücken angekoppelte lange, hydrophobe Alkylketten. Bei den HEUR ist der wasserlösliche Mittelblock ein Polyurethan, beim HMHEC eine 2-Hydroxyethylcellulose. Besonders die nicht-ionischen HEUR und HMHEC sind weitgehend pH unempfindlich.A basic distinction is made here between organic and inorganic rheology additives.
The organic thickeners are in turn split into two essential principles of action: (i) thickening of the aqueous phase, i.e. non-associating, and (ii) formation of associations between the thickener molecule and particles, sometimes involving the stabilizers (emulsifiers). Representatives of the first (i) group of substances are water-soluble polyacrylic acids and polycoacrylic acids, which form polyelectrolytes with a large hydrodynamic volume in a basic medium. Those skilled in the art also refer to this as ASE (alkaline swellable emulsion). They are characterized by high resting shear viscosities and strong shear thinning. Another class of substances are the modified polysaccharides, in particular cellulose ethers such as carboxymethyl cellulose, 2-hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl-2-hydroxyethyl cellulose, methyl cellulose, 2-hydroxyethyl methyl cellulose, 2-hydroxyethyl ethyl cellulose, 2-hydroxypropyl cellulose, 2-hydroxypropyl methyl cellulose, 2-hydroxybutyl methyl cellulose. This class of substances also includes less common polysaccharides such as starch derivatives and special polyethers.
The active group of (ii) associative thickeners are in principle block copolymers with a water-soluble middle block and hydrophobic end blocks, with the end blocks interacting with the particles or with themselves and thereby form a spatial network including the particles. Typical representatives are familiar to the person skilled in the art as HASE (hydrophobically modified alkali swellable emulsion), HEUR (hydrophobically modified ethylene oxide urethane) or HMHEC (hydrophobically modified hydroxyethyl cellulose). In the case of the HASE thickeners, the middle block is an ASE, the end blocks are mostly long, hydrophobic alkyl chains coupled via polyethylene oxide bridges. In the HEUR, the water-soluble middle block is a polyurethane, in the HMHEC it is a 2-hydroxyethyl cellulose. The non-ionic HEUR and HMHEC in particular are largely pH-insensitive.
Je nach Struktur bewirken die Assoziativverdicker mehr oder weniger ein newtonsches (scherratenunabhängiges) oder pseudoplastisches (scherverflüssigendes) Fließverhalten. Mitunter zeigen sie auch einen thixotropen Charakter, das heißt, sie zeigen neben einer Scherkraftabhängigkeit der Viskosität auch eine Zeitabhängigkeit.Depending on the structure, the associative thickeners produce more or less Newtonian (shear rate-independent) or pseudoplastic (shear-thinning) flow behavior. Sometimes they also show a thixotropic character, which means that in addition to the shear force dependence of the viscosity, they also show a time dependence.
Die anorganischen Verdicker sind zumeist Schichtsilikate natürlichen oder synthetischen Ursprungs, Beispiele sind Hektorite und Smektite. Im Kontakt mit Wasser lösen sich die einzelnen Schichten voneinander. Durch unterschiedliche Ladungen an Flächen und Rändern der Plättchen bilden sie in Ruhe eine raumerfüllende Kartenhausstruktur aus, woraus hohe Ruhescherviskositäten bis hin zu Fließgrenzen resultieren. Bei Scherung bricht die Kartenhausstruktur zusammen und es ist ein deutlicher Abfall der Scherviskosität zu beobachten. Je nach Ladung, Konzentration und geometrischen Dimensionen der Plättchen kann der Strukturaufbau einige Zeit in Anspruch nehmen, so dass mit solchen anorganischen Verdickern auch Thixotropie erzielt werden kann.The inorganic thickeners are mostly phyllosilicates of natural or synthetic origin, examples are hectorites and smectites. In contact with water, the individual layers separate from each other. Due to different charges on the surfaces and edges of the platelets, they form a space-filling house of cards structure at rest, which results in high shear viscosities at rest up to yield points. In shear, the house of cards structure collapses and a significant drop in shear viscosity is observed. Depending on the charge, concentration and geometric dimensions of the flakes, the structure can take some time to build up, so that thixotropy can also be achieved with such inorganic thickeners.
Die Verdicker lassen sich teilweise direkt in die Klebstoffdispersion einrühren oder werden teilweise zuvor vorteilhaft in Wasser vorverdünnt beziehungsweise vordispergiert. Typische Einsatzkonzentrationen sind 0,1 bis 5 Gew.-% bezogen auf die Masse der getrockneten Polymerdispersion. Anbieter von Verdickern sind zum Beispiel OMG Borchers, Omya, Rheo-Byk Chemie, Dow Chemical Company, Evonik, Rockwood oder Münzing Chemie.Some of the thickeners can be stirred directly into the adhesive dispersion or some are advantageously prediluted or predispersed in water beforehand. Typical use concentrations are 0.1 to 5% by weight, based on the mass of the dried polymer dispersion. Suppliers of thickeners are, for example, OMG Borchers, Omya, Rheo-Byk Chemie, Dow Chemical Company, Evonik, Rockwood or Münzing Chemie.
Durch den Zusatz ergeben sich für die Polymerdispersion bevorzugt Viskositäten bei einer Scherrate von 10s-1 von 10 Pa*s bis 120 Pa*s und bei einer Scherrate von 0,01 s-1 von 1200 Pa*s bis 8000 Pa*s.The addition results in preferred viscosities for the polymer dispersion at a shear rate of 10 s -1 from 10 Pa*s to 120 Pa*s and at a shear rate of 0.01 s -1 from 1200 Pa*s to 8000 Pa*s.
Füllstoffe (verstärkend oder nicht verstärkend) wie Siliciumdioxide (sphärisch, nadelförmig, plättchenförmig oder unregelmäßig wie die pyrogenen Silicas), Glas als Voll- oder Hohlkugeln, Mikroballons, Kalziumcarbonate, Zinkoxide, Titandioxide, Aluminiumoxide oder Aluminiumoxidhydroxide können sowohl der Justierung der Verarbeitbarkeit als auch der klebtechnischen Eigenschaften dienen. Geeignete Konzentrationen liegen im Bereich von 0,1 bis zu 20 Gewichtsteilen bezogen auf die Masse der getrockneten Polymerdispersion.Fillers (reinforcing or non-reinforcing) such as silicon dioxide (spherical, acicular, flaky or irregular like the pyrogenic silica), glass as solid or hollow spheres, microballoons, calcium carbonate, zinc oxide, titanium dioxide, aluminum oxide or aluminum oxide hydroxides can both adjust the processability and the serve adhesive properties. Suitable concentrations are in the range from 0.1 up to 20 parts by weight based on the mass of the dried polymer dispersion.
In einer bevorzugten Ausführungsform hat die erfindungsgemäße Klebmasseformulierung nach ASTM D3330 eine Klebkraft auf Stahl von mindestens 2,0 N/cm (bei einem Flächengewicht der Klebmasse von ca. 100 g/m2 auf Polyestergewebe als Träger. Besonders bevorzugt weist die Haftklebemasse eine Klebkraft von größer gleich beziehungsweise mindestens 2,5 N/cm auf (bei einem Flächengewicht der Haftklebemasse von 90 g/m2 auf Polyestergewebe als Träger, vorzugsweise auch bereits bei 80 g/m2, besonders bevorzugt bei 70 g/m2 auf Polyestergewebe als Träger). Besonders bevorzugt weist die Haftklebemasse nach ASTM D3330 eine Klebkraft auf Stahl von mindestens 5,0 N/cm auf (bei einem Flächengewicht der Haftklebemasse von 90 g/m2 auf Polyestergewebe als Träger).In a preferred embodiment, the adhesive formulation of the invention according to ASTM D3330 has a bond strength on steel of at least 2.0 N / cm (at a weight per unit area of the adhesive of about 100 g / m 2 on polyester fabric as a carrier. The pressure-sensitive adhesive particularly preferably has a bond strength of greater than or equal to or at least 2.5 N/cm (at a weight per unit area of the PSA of 90 g/m 2 on polyester fabric as the backing, preferably even at 80 g/m 2 , particularly preferably at 70 g/m 2 on polyester fabric as the backing The PSA particularly preferably has a bond strength to steel according to ASTM D3330 of at least 5.0 N/cm (at a PSA weight per unit area of 90 g/m 2 on polyester fabric as backing).
Gleichfalls Gegenstand der Erfindung ist ein Klebeband mit einer Haftklebemasse, die nach LV 312 vorzugsweise eine Abrollkraft von 3,0 N/cm bis 9,0 N/cm bei 30 m/min aufweist, insbesondere von 4,0 N/cm bis 6,0 N/cm bei 30 m/min. Die Abrollkraft der erfindungsgemäßen Klebebänder kann gezielt und exakt eingestellt werden. Von besonderem Interesse ist dies für manuell oder maschinell anzubringende Kabelbandagierungsklebebänder. Die Zielgröße für maschinell angebrachten Kabelbandagierungsklebebänder liegt bei kleiner 6,0 N/cm bei 30 m/min, für manuelle liegen die Werte bei 4,0 N/cm bis 6,0 N/cm.The invention also relates to an adhesive tape with a pressure-sensitive adhesive which, according to LV 312, preferably has an unwind force of from 3.0 N/cm to 9.0 N/cm at 30 m/min, in particular from 4.0 N/cm to 6 0 N/cm at 30 m/min. The unwind force of the adhesive tapes according to the invention can be adjusted in a targeted and exact manner. This is of particular interest for cable bandaging tapes to be applied manually or by machine. The target value for machine-applied cable bandaging tapes is less than 6.0 N/cm at 30 m/min, for manual the values are 4.0 N/cm to 6.0 N/cm.
Als Träger eignen sich prinzipiell alle Trägermaterialien, bevorzugt sind textile Träger und besonders bevorzugt Gewebe, insbesondere Polyestergewebe.In principle, all backing materials are suitable as backings; textile backings are preferred and fabrics, in particular polyester fabrics, are particularly preferred.
Als Trägermaterial für das Klebeband können alle bekannten textilen Träger wie Gestricke, Gelege, Bänder, Geflechte, Nadelflortextilien, Filze, Gewebe (umfassend Leinwand-, Köper und Atlasbindung), Gewirke (umfassend Kettenwirkware und Strickware) oder Vliese verwendet werden, wobei unter „Vlies“ zumindest textile Flächengebilde gemäß EN 29092 (1988) sowie Nähwirkvliese und ähnliche Systeme zu verstehen sind. Besonders vorteilhaft ist ein Klebeband, bei dem als Träger ein Gewebe, ein Vlies oder ein Gewirke eingesetzt wird. Derartige Träger sind beispielsweise in der
Ebenfalls können Abstandsgewebe und -gewirke mit Kaschierung verwendet werden. Derartige Abstandsgewebe werden in der
Die durch die Partikelschicht hindurch genadelten Haltefasern halten die Deckschicht und die Unterlagsschicht in einem Abstand voneinander und sie sind mit der Deckschicht und der Unterlagsschicht verbunden.The tether fibers needled through the particulate layer space the topsheet and backsheet from each other and are bonded to the topsheet and backsheet.
Als Vliesstoffe kommen besonders verfestigte Stapelfaservliese, jedoch auch Filament-, Meltblown- sowie Spinnvliese in Frage, die meist zusätzlich zu verfestigen sind. Als mögliche Verfestigungsmethoden sind für Vliese die mechanische, die thermische sowie die chemische Verfestigung bekannt. Werden bei mechanischen Verfestigungen die Fasern meist durch Verwirbelung der Einzelfasern, durch Vermaschung von Faserbündeln oder durch Einnähen von zusätzlichen Fäden rein mechanisch zusammengehalten, so lassen sich durch thermische als auch durch chemische Verfahren adhäsive (mit Bindemittel) oder kohäsive (bindemittelfrei) Faser-Faser-Bindungen erzielen. Diese lassen sich bei geeigneter Rezeptierung und Prozessführung ausschließlich oder zumindest überwiegend auf Faserknotenpunkte beschränken, so dass unter Erhalt der lockeren, offenen Struktur im Vlies trotzdem ein stabiles, dreidimensionales Netzwerk gebildet wird.Nonwovens that can be used are particularly bonded staple fiber nonwovens, but also filament, meltblown and spunbonded nonwovens, which usually need to be additionally bonded. Mechanical, thermal and chemical bonding are known as possible bonding methods for nonwovens. If the fibers are held together mechanically in the case of mechanical strengthening, usually by swirling the individual fibers, by intermeshing fiber bundles or by sewing in additional threads, then thermal and chemical processes can be used to create adhesive (with binder) or cohesive (without binder) fiber-to-fiber achieve ties. With a suitable formulation and process control, these can be limited exclusively or at least predominantly to fiber nodes, so that a stable, three-dimensional network is nevertheless formed in the fleece while maintaining the loose, open structure.
Besonders vorteilhaft haben sich Vliese erwiesen, die insbesondere durch ein Übernähen mit separaten Fäden oder durch ein Vermaschen verfestigt sind.Fleeces have proven to be particularly advantageous which are strengthened in particular by overstitching with separate threads or by intermeshing.
Derartige verfestigte Vliese werden beispielsweise auf Nähwirkmaschinen des Typs „Malimo“ der Firma Karl Mayer, ehemals Malimo, hergestellt und sind unter anderem bei der Firma Techtex GmbH beziehbar. Ein Malivlies ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Querfaservlies durch die Bildung von Maschen aus Fasern des Vlieses verfestigt wird. Als Träger kann weiterhin ein Vlies vom Typ Kunit oder Multiknit verwendet werden. Ein Kunitvlies ist dadurch gekennzeichnet, dass es aus der Verarbeitung eines längsorientierten Faservlieses zu einem Flächengebilde hervorgeht, das auf einer Seite Maschen und auf der anderen Maschenstege oder Polfaser-Falten aufweist, aber weder Fäden noch vorgefertigte Flächengebilde besitzt. Auch ein derartiges Vlies wird beispielsweise auf Nähwirkmaschinen des Typs „Malimo“ der Firma Karl Mayer schon seit längerer Zeit hergestellt. Ein weiteres kennzeichnendes Merkmal dieses Vlieses besteht darin, dass es als Längsfaservlies in Längsrichtung hohe Zugkräfte aufnehmen kann. Ein Multiknitvlies ist gegenüber dem Kunitvlies dadurch gekennzeichnet, dass das Vlies durch das beidseitige Durchstechen mit Nadeln sowohl auf der Ober- als auch auf der Unterseite eine Verfestigung erfährt. Als Ausgangsprodukt für ein Multiknit dienen in der Regel ein beziehungsweise zwei nach dem Kunit-Verfahren hergestellte einseitig vermaschte Polfaser-Vlieswirkstoffe. Im Endprodukt sind beide Vliesstoffoberseiten durch Faservermaschungen zu einer geschlossenen Oberfläche geformt und durch nahezu senkrecht stehende Fasern miteinander verbunden. Die zusätzliche Einbringbarkeit weiterer durchstechbarer Flächengebilde und/oder streufähiger Medien ist gegeben. Schließlich sind auch Nähvliese als Vorprodukt geeignet, eine erfindungsgemäße Eindeckung und ein erfindungsgemäßes Klebeband zu bilden. Ein Nähvlies wird aus einem Vliesmaterial mit einer Vielzahl parallel zueinander verlaufender Nähte gebildet. Diese Nähte entstehen durch das Einnähen oder Nähwirken von durchgehenden textilen Fäden. Für diesen Typ Vlies (auch als Maliwatt bekannt) sind Nähwirkmaschinen des Typs „Malimo“ der Firma Karl Mayer bekannt.Such consolidated webs are produced, for example, on stitch-bonding machines of the “Malimo” type from Karl Mayer, formerly Malimo, and can be obtained from Techtex GmbH, among others. A Malivlies is characterized in that a cross-fiber web is strengthened by the formation of meshes from fibers of the web. A fleece of the Kunit or Multiknit type can also be used as a carrier. A kunit fleece is characterized in that it results from the processing of a longitudinally oriented fiber fleece into a fabric that has stitches on one side and mesh webs or pile fiber folds on the other side, but has neither threads nor prefabricated fabrics. A fleece of this type has also been produced for a long time, for example on “Malimo” stitch-bonding machines from the Karl Mayer company. Another characteristic feature of this fleece is that, as a longitudinal fiber fleece, it can absorb high tensile forces in the longitudinal direction. A multi-knit non-woven is characterized in comparison to the kunit non-woven in that the non-woven is strengthened both on the top and on the underside by being pierced with needles on both sides. The starting product for a multiknit is usually one or two nonwoven pile fiber fabrics that are meshed on one side and manufactured using the Kunit process. In the end product, both upper sides of the nonwoven are formed into a closed surface by fiber meshing and connected to each other by fibers that are almost vertical. Additional pierceable sheet materials and/or spreadable media can also be introduced. Finally, sewn nonwovens are also suitable as a preliminary product for forming a covering according to the invention and an adhesive tape according to the invention. A stitchbonded nonwoven is formed from a nonwoven material with a large number of seams running parallel to one another. These seams are created by sewing or stitch-bonding continuous textile threads. For this type of fleece (also known as Maliwatt), stitch-bonding machines of the "Malimo" type from the Karl Mayer company are known.
Besonders geeignet sind auch Nadelvliese. Beim Nadelvlies wird ein Faserflor zu einem Flächengebilde mit Hilfe von mit Widerhaken versehenen Nadeln. Durch wechselndes Einstechen und Ausziehen der Nadeln wird das Material auf einem Nadelbalken verfestigt, wobei sich die Einzelfasern zu einem festen Flächengebilde verschlingen. Die Anzahl und Ausführungsform der Vernadelungspunkte (Nadelform, Eindringtiefe, beidseitiges Vernadeln) entscheiden über Stärke und Festigkeit der Fasergebilde, die in der Regel leicht, luftdurchlässig und elastisch sind.Needle mats are also particularly suitable. In needlepunch, a batt is formed into a fabric with the help of barbed needles. The material is solidified on a needle bar by alternately inserting and withdrawing the needles, whereby the individual fibers are intertwined to form a solid fabric. The number and design of the needling points (needle shape, depth of penetration, needling on both sides) determine the strength and stability of the fiber structure, which is usually light, air-permeable and elastic.
Weiterhin besonders vorteilhaft ist ein Stapelfaservlies, das im ersten Schritt durch mechanische Bearbeitung vorverfestigt wird oder das ein Nassvlies ist, das hydrodynamisch gelegt wurde, wobei zwischen 2 Gew.-% und 50 Gew.-% der Fasern des Vlieses Schmelzfasern sind, insbesondere zwischen 5 Gew.-% und 40 Gew.-% der Fasern des Vlieses. Ein derartiges Vlies ist dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern nass gelegt werden oder zum Beispiel ein Stapelfaservlies durch die Bildung von Maschen aus Fasern des Vlieses durch Nadelung, Vernähung, Luft- und/oder Wasserstrahlbearbeitung vorverfestigt wird. In einem zweiten Schritt erfolgt die Thermofixierung, wobei die Festigkeit des Vlieses durch das Auf- oder Anschmelzen der Schmelzfasern nochmals erhöht wird.Also particularly advantageous is a staple fiber web that is pre-consolidated in the first step by mechanical processing or that is a wet web that has been laid hydrodynamically, with between 2% by weight and 50% by weight of the fibers of the web being melt fibers, in particular between 5 % and 40% by weight of the fibers of the web. Such a fleece is characterized in that the fibers are laid wet or, for example, a staple fiber fleece is pre-consolidated by the formation of meshes from fibers of the fleece by needling, sewing, air and/or water jet processing. In a second step, heat setting takes place, whereby the strength of the nonwoven is increased again by the melting or partial melting of the fusible fibers.
Für die erfindungsgemäße Nutzung von Vliesen ist besonders die adhäsive Verfestigung von mechanisch vorverfestigten oder nassgelegten Vliesen von Interesse, wobei diese über Zugabe von Bindemittel in fester, flüssiger, geschäumter oder pastöser Form erfolgen kann. Prinzipielle Darreichungsformen sind vielfältig möglich, zum Beispiel feste Bindemittel als Pulver zum Einrieseln, als Folie oder als Gitternetz oder in Form von Bindefasern. Flüssige Bindemittel sind gelöst in Wasser oder organischen Lösemitteln oder als Dispersion applizierbar. Überwiegend werden zur adhäsiven Verfestigung Bindedispersionen gewählt: Duroplasten in Form von Phenol- oder Melaminharzdispersionen, Elastomere als Dispersionen natürlicher oder synthetischer Kautschuke oder meist Dispersionen von Thermoplasten wie Acrylate, Vinylacetate, Polyurethane, Styrol-Butadien-Systeme, PVC u.ä. sowie deren Copolymere. Im Normalfall handelt es sich dabei um anionische oder nicht-ionogen stabilisierte Dispersionen, in besonderen Fällen können aber auch kationische Dispersionen von Vorteil sein.For the use of fleeces according to the invention, the adhesive bonding of mechanically pre-strengthened or wet-laid fleeces is of particular interest, and this can be done by adding binders in solid, liquid, foamed or pasty form. In principle, there are many possible forms of administration, for example solid binders as a powder to be trickled in, as a film or as a grid or in the form of binding fibers. Liquid binders can be applied dissolved in water or organic solvents or as a dispersion. Binding dispersions are predominantly chosen for adhesive strengthening: duroplastics in the form of phenol or melamine resin dispersions, elastomers as dispersions of natural or synthetic rubbers or mostly dispersions of thermoplastics such as acrylates, vinyl acetates, polyurethanes, styrene-butadiene systems, PVC and the like. and their copolymers. Normally, these are anionic or non-ionogenically stabilized dispersions, but cationic dispersions can also be advantageous in special cases.
Die Art des Bindemittelauftrages kann gemäß dem Stand der Technik erfolgen und ist beispielsweise in Standardwerken der Beschichtung oder der Vliestechnik wie „Vliesstoffe“ (Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 1982) oder „Textiltechnik-Vliesstofferzeugung“ (Arbeitgeberkreis Gesamttextil, Eschborn, 1996) nachzulesen.The type of binder application can be carried out according to the state of the art and can be found, for example, in standard works on coating or nonwovens technology such as "Vliesstoffe" (Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 1982) or "Textile Technology - Nonwovens Production" (Employer Group Gesamttextil, Eschborn, 1996).
Für mechanisch vorverfestigte Vliese, die bereits eine ausreichende Verbundfestigkeit aufweisen, bietet sich der einseitige Sprühauftrag eines Bindemittels an, um Oberflächeneigenschaften gezielt zu verändern.
Neben dem sparsamen Umgang mit dem Bindemittel wird bei derartiger Arbeitsweise auch der Energiebedarf zur Trocknung deutlich reduziert. Da keine Abquetschwalzen benötigt werden und die Dispersionen vorwiegend in dem oberen Bereich des Vliesstoffes verbleiben, kann eine unerwünschte Verhärtung und Versteifung des Vlieses weitgehend verhindert werden.
Für eine ausreichende adhäsive Verfestigung des Vliesträgers ist im allgemeinen Bindemittel in der Größenordnung von 1 % bis 50 %, insbesondere 3 % bis 20 %, bezogen auf das Gewicht des Faservlieses, zuzugeben.For mechanically pre-consolidated nonwovens that already have sufficient bond strength, spraying a binder on one side is a good way to specifically change the surface properties.
In addition to the economical use of the binding agent, the energy requirement for drying is also significantly reduced when working in this way. Since no squeezing rollers are required and the dispersions remain predominantly in the upper area of the nonwoven fabric, undesirable hardening and stiffening of the nonwoven fabric can be largely prevented.
For a sufficient adhesive strengthening of the non-woven backing, binder should generally be added in the order of 1% to 50%, in particular 3% to 20%, based on the weight of the non-woven fabric.
Die Zugabe des Bindemittels kann bereits bei der Vliesherstellung, bei der mechanischen Vorverfestigung oder aber in einem gesonderten Prozessschritt erfolgen, wobei dieser inline oder off-line durchgeführt werden kann. Nach der Bindemittelzugabe muss temporär für das Bindemittel ein Zustand erzeugt werden, in dem dieses klebend wird und adhäsiv die Fasern verbindet - dies kann während der Trocknung zum Beispiel von Dispersionen, aber auch durch Erwärmung erreicht werden, wobei über flächige oder partielle Druckanwendung weitere Variationsmöglichkeiten gegeben sind. Die Aktivierung des Bindemittels kann in bekannten Trockenkanälen, bei geeigneter Bindemittelauswahl aber auch mittels Infrarotstrahlung, UV-Strahlung, Ultraschall, Hochfrequenzstrahlung oder dergleichen erfolgen. Für die spätere Endanwendung ist es sinnvoll, aber nicht zwingend notwendig, dass das Bindemittel nach Ende des Vlies-Herstellprozesses seine Klebrigkeit verloren hat. Vorteilhaft ist, dass durch thermische Behandlung flüchtige Komponenten wie Faserhilfsstoffe entfernt werden und somit ein Vlies mit günstigen Foggingwerten entsteht, so dass bei Einsatz einer foggingarmen Klebemasse ein Klebeband mit besonders günstigen Foggingwerten produziert werden kann, ebenso zeigt somit auch die Eindeckung einen sehr geringen Foggingwert. Unter Fogging (siehe DIN 75201 A) wird der Effekt verstanden, dass bei ungünstigen Verhältnissen niedermolekulare Verbindungen aus den Klebebändern ausgasen können und an kalten Teilen kondensieren. Dadurch kann beispielsweise die Sicht durch die Windschutzscheibe beeinträchtigt werden.The binder can be added during the manufacture of the fleece, during the mechanical pre-consolidation or in a separate process step, which can be carried out in-line or off-line. After the binder has been added, a temporary state must be created for the binder in which it becomes sticky and adhesively connects the fibers - this can be achieved during drying, for example of dispersions, but also by heating, whereby further variation options are possible through the application of surface or partial pressure are. The binder can be activated in known drying tunnels, but also by means of infrared radiation, UV radiation, ultrasound, high-frequency radiation or the like if a suitable binder is selected. For later end use, it makes sense, but is not absolutely necessary, for the binder to lose its stickiness after the end of the fleece manufacturing process. It is advantageous that thermal treatment removes volatile components such as fiber additives and thus creates a fleece with favorable fogging values, so that when a low-fogging adhesive is used, an adhesive tape with particularly favorable fogging values can be produced, and the lining also shows a very low fogging value. Fogging (see DIN 75201 A) is understood to mean the effect that, under unfavorable conditions, low-molecular compounds can outgas from the adhesive tapes and condense on cold parts. This can, for example, impair visibility through the windshield.
Eine weitere Sonderform der adhäsiven Verfestigung besteht darin, dass die Aktivierung des Bindemittels durch Anlösen oder Anquellen erfolgt. Prinzipiell können hierbei auch die Fasern selbst oder zugemischte Spezialfasern die Funktion des Bindemittels übernehmen. Da für die meisten polymeren Fasern derartige Lösemittel jedoch aus Umweltgesichtspunkten bedenklich beziehungsweise problematisch in ihrer Handhabung sind, wird dieses Verfahren eher selten angewandt.Another special form of adhesive strengthening is that the binder is activated by dissolving or swelling. In principle, the fibers themselves or admixed special fibers can also take on the function of the binder. However, since such solvents are questionable from an environmental point of view or problematic in their handling for most polymer fibers, this process is rarely used.
Vorteilhaft und zumindest bereichsweise kann der Träger eine ein- oder beidseitig glattgeschliffene Oberfläche aufweisen, vorzugsweise jeweils eine vollflächig glattgeschliffene Oberfläche. Die glattgeschliffene Oberfläche mag gechintzt sein, wie es beispielsweise in der
Des Weiteren kann der Träger zur Verdichtung in einem Walzwerk kalandert werden. Vorzugsweise laufen die beiden Walzen gegenläufig und mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit, so dass der Träger gepresst und verdichtet wird. Wenn die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen differiert, dann wird der Träger zusätzlich glattgeschliffen.Furthermore, the carrier can be calendered in a rolling mill for compaction. The two rollers preferably run in opposite directions and at the same peripheral speed, so that the carrier is pressed and compacted. If the peripheral speed of the rollers differs, then the carrier is additionally ground smooth.
Der Träger ist vorzugsweise ein Gewebe, weiter vorzugsweise ein Polyestergewebe. Besonders bevorzugte Gewebe sind wie folgt aufgebaut:
- • die Fadenzahl in der Kette 10
bis 60/cm beträgt - • die Fadenzahl im Schuss 10 bis 40/cm beträgt
- • die Kettfäden ein Garngewicht zwischen 40 und 400 dtex, insbesondere zwischen 44 und 330 dtex, besonders bevorzugt von 167 dtex besitzen
- • die Schussfäden ein Garngewicht zwischen 40 und 660 dtex, insbesondere zwischen 44 und 400 dtex, besonders bevorzugt von 167 dtex besitzen
- • the number of threads in the warp is 10 to 60/cm
- • the thread count in the weft is 10 to 40/cm
- • the warp threads have a yarn weight between 40 and 400 dtex, in particular between 44 and 330 dtex, particularly preferably 167 dtex
- • the weft threads have a yarn weight between 40 and 660 dtex, in particular between 44 and 400 dtex, particularly preferably 167 dtex
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung beträgt die Fadenzahl in der Kette 40 bis 50/cm, vorzugsweise 44/cm. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung beträgt die Fadenzahl im Schuss 18 bis 22/cm, vorzugsweise 20/cm.According to a further advantageous embodiment of the invention, the number of threads in the warp is 40 to 50/cm, preferably 44/cm. According to a further advantageous embodiment of the invention, the number of threads in the weft is 18 to 22/cm, preferably 20/cm.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem Gewebe um ein Polyestergewebe. Weitere Möglichkeiten sind Polyamidgewebe, Viskosegewebe und/oder ein Mischgewebe aus den genannten Materialien.According to a further advantageous embodiment of the invention, the fabric is a polyester fabric. Other possibilities are polyamide fabric, viscose fabric and/or a mixed fabric made from the materials mentioned.
Weiter bevorzugt beträgt die Dicke des Gewebes maximal 300 µm, besonders bevorzugt 170 bis 230 µm, ganz besonders bevorzugt 190 bis 210 µm. Der Träger weist gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ein Flächengewicht von bis zu 200 g/m2 auf, bevorzugt 100 bis 150 g/m2.More preferably, the thickness of the fabric is at most 300 μm, particularly preferably 170 to 230 μm, very particularly preferably 190 to 210 μm. According to a further advantageous embodiment of the invention, the backing has a basis weight of up to 200 g/m 2 , preferably 100 to 150 g/m 2 .
Als Ausgangsmaterialien für das Trägermaterial für das Klebeband sind insbesondere (Chemie)Fasern (Stapelfaser oder Endlosfilament) aus synthetischen Polymeren, auch synthetische Fasern genannt, aus Polyester, Polyamid, Polyimid, Aramid, Polyolefin, Polyacrylnitril oder Glas, (Chemie)Fasern aus natürlichen Polymeren wie zellulosische Fasern (Viskose, Modal, Lyocell, Cupro, Acetat, Triacetat, Cellulon), wie Gummifasern, wie Pflanzeneiweißfasern und/oder wie Tiereiweißfasern und/oder natürliche Fasern aus Baumwolle, Sisal, Flachs, Seide, Hanf, Leinen, Kokos oder Wolle vorgesehen. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht auf die genannten Materialien beschränkt, sondern es können, für den Fachmann erkenntlich ohne erfinderisch tätig werden zu müssen, eine Vielzahl weiterer Fasern zur Herstellung des Trägers eingesetzt werden. Des Weiteren sind Garne, gefertigt aus den angegebenen Fasern, ebenfalls geeignet.Starting materials for the carrier material for the adhesive tape are, in particular, (chemical) fibers (staple fibers or continuous filaments) made from synthetic polymers, also known as synthetic fibers, made from polyester, polyamide, polyimide, aramid, polyolefin, polyacrylonitrile or glass, (chemical) fibers made from natural polymers such as cellulosic fibers (viscose, modal, lyocell, cupro, acetate, triacetate, cellulon), such as rubber fibers, such as plant protein fibers and/or animal protein fibers and/or natural fibers made from cotton, sisal, flax, silk, hemp, linen, coconut or wool intended. However, the present invention is not limited to the materials mentioned, but a large number of other fibers can be used to produce the carrier, as will be apparent to those skilled in the art without having to be inventive. Furthermore, yarns made from the specified fibers are also suitable.
Bei Geweben oder Gelegen können einzelne Fäden aus einem Mischgarn hergestellt werden, also synthetische und natürliche Bestandteile aufweisen. In der Regel sind die Kettfäden und die Schussfäden jedoch jeweils sortenrein ausgebildet.In the case of woven fabrics or non-crimp fabrics, individual threads can be made from a mixed yarn, i.e. they can have synthetic and natural components. As a rule, however, the warp threads and the weft threads are each of a single type.
Die Kettfäden und/oder die Schussfäden können dabei jeweils nur aus synthetischen Fäden oder nur aus Fäden aus natürlichen Rohstoffen bestehen, also sortenrein sein.The warp threads and/or the weft threads can each consist only of synthetic threads or only of threads made from natural raw materials, ie they can be of the same type.
Die Garne oder Fäden der Gewebe können als Filamente vorliegen. Im Sinne dieser Erfindung wird unter einem Filament ein Bündel paralleler, gerader Einzelfasern/Einzelfilamente verstanden, in der Literatur auch oft als Multifilament bezeichnet. Gegebenenfalls kann dieses Faserbündel durch Verdrehen in sich verfestigt werden, dann spricht man von gesponnenen oder gezwirnten Filamenten. Alternativ kann das Faserbündel durch Verwirbeln mit Druckluft oder Wasserstrahl in sich verfestigt werden. Im Weiteren wird für alle diese Ausführungsformen verallgemeinernd nur noch der Begriff Filament verwendet. Das Filament kann texturiert oder glatt und punktverfestigt oder unverfestigt vorliegen.The yarns or threads of the fabrics can be in the form of filaments. For the purposes of this invention, a filament is understood to mean a bundle of parallel, straight individual fibers/individual filaments, also often referred to as a multifilament in the literature. If necessary, this bundle of fibers can be strengthened by twisting, in which case one speaks of spun or twisted filaments. Alternatively, the fiber bundle can be solidified by swirling it with compressed air or a water jet. In the following, only the term filament is used in general for all of these embodiments. The filament can be textured or smooth and point bonded or unbonded.
Bevorzugt wird als Material für den textilen Träger Polyester verwendet, aufgrund der hervorragenden Alterungsbeständigkeit und der hervorragenden Medienbeständigkeit gegenüber Chemikalien und Betriebsmitteln wie Öl, Benzin, Frostschutzmittel u.ä. Darüber hinaus hat Polyester den Vorteil, dass sie zu einem sehr abriebfesten und temperaturbeständigen Träger führen, was für den speziellen Einsatzzweck zur Bündelung von Kabeln in Automobilen und beispielsweise im Motorraum von besonderer Wichtigkeit ist. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird als Träger ein PET-Vlies oder ein PET-Gewebe verwendet.Polyester is preferably used as the material for the textile backing, due to its excellent aging resistance and excellent media resistance to chemicals and operating materials such as oil, petrol, antifreeze and the like. In addition, polyester has the advantage that it becomes a very abrasion-resistant and temperature-resistant carrier, which is of particular importance for the special purpose of bundling cables in automobiles and, for example, in the engine compartment. According to one embodiment of the invention, a PET fleece or a PET fabric is used as the carrier.
Vorteilhaft liegt das Flächengewicht des textilen Trägers zwischen 30 g/m2 und 300 g/m2 weiter vorteilhaft zwischen 50 g/m2 und 200 g/m2, besonders vorteilhaft zwischen 50 g/m2 und 150 g/m2, ganz besonders vorteilhaft zwischen 70 g/m2 und 130 g/m2. Weiter vorzugsweise weisen die textilen Träger eine Biegesteifigkeit im Bereich von 0 bis 30 mN/60 mm als Rohträger (MD, machine direction) auf, optional von 2 bis 30 mN/60 mm als Rohträger (MD), woraus sehr gute flaggingfreie Produkte bei guter Abrollbarkeit mit geringem Flächenauftrag an Acrylatdispersionen erhalten werden.The basis weight of the textile backing is advantageously between 30 g/m 2 and 300 g/m 2 , more advantageously between 50 g/m 2 and 200 g/m 2 , particularly advantageously between 50 g/m 2 and 150 g/m 2 particularly advantageously between 70 g/m 2 and 130 g/m 2 . More preferably, the textile backings have a flexural rigidity in the range from 0 to 30 mN/60 mm as raw backing (MD, machine direction), optionally from 2 to 30 mN/60 mm as raw backing (MD), resulting in very good flagging-free products with good Unrollability can be obtained with a small surface application of acrylate dispersions.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Klebemasse nach dem Aufbringen auf den Träger zu mehr als 10 %, vorzugsweise zu mehr als 25 %, weiter vorzugsweise zu mehr als 50 % in den Träger eingesunken. Ein Zahlenwert von beispielsweise 25 % bedeutet dabei, dass die Klebemasse über eine Schichtdicke von 25 % der Dicke des textilen Trägers eingedrungen ist, also bei einem Träger mit einer Dicke von 100 µm über eine Schichtdicke von 25 µm innerhalb des Trägers, und zwar beginnend von der Fläche des Trägers, auf der die Klebemasse beschichtet ist, und in senkrechter Richtung zu der von der Längs-beziehungsweise Quererrichtung aufgespannten Ebene.According to a preferred embodiment of the invention, after application to the backing, the adhesive has sunk more than 10%, preferably more than 25%, more preferably more than 50% into the backing. A numerical value of 25%, for example, means that the adhesive has penetrated over a layer thickness of 25% of the thickness of the textile backing, i.e. in the case of a backing with a thickness of 100 μm over a layer thickness of 25 μm within the backing, starting from the surface of the backing on which the adhesive is coated, and in the direction perpendicular to the plane spanned by the longitudinal or transverse direction.
Es eignet sich auch ein Trägermaterial für das Klebeband, das aus Papier, aus einem Laminat, aus einer Folie (zum Beispiel PP, PE, PET, PA, PU), aus Schaumstoff oder aus einer geschäumten Folie besteht.A carrier material made of paper, a laminate, a film (e.g. PP, PE, PET, PA, PU), foam or a foamed film is also suitable for the adhesive tape.
Diese nicht-textilen flächigen Materialien bieten sich insbesondere dann an, wenn spezielle Anforderungen eine derartige Modifikation der Erfindung erfordern. Folien sind zum Beispiel im Vergleich zu Textilien meist dünner, bieten durch die geschlossene Schicht zusätzlichen Schutz vor dem Eindringen von Chemikalien und Betriebsmitteln wie Öl, Benzin, Frostschutzmittel u.ä. in den eigentlichen Kabelbereich und lassen sich über geeignete Auswahl des Werkstoffes den Anforderungen weitgehend anpassen: mit Polyurethanen, Copolymeren aus Polyolefinen lassen sich beispielsweise flexible und elastische Ummantelungen erzeugen, mit Polyester und Polyamiden werden gute Abrieb- und Temperaturbeständigkeiten erreicht.These non-textile sheet materials are particularly useful when special requirements require such a modification of the invention. Films, for example, are usually thinner than textiles, and the closed layer offers additional protection against the penetration of chemicals and operating materials such as oil, petrol, antifreeze, etc. in the actual cable area and can be largely adapted to the requirements through a suitable selection of the material: flexible and elastic sheathing can be produced with polyurethanes and copolymers from polyolefins, for example, and good abrasion and temperature resistance can be achieved with polyester and polyamides.
Schaumstoffe oder geschäumte Folien beinhalten dagegen die Eigenschaft der größeren Raumerfüllung sowie guter Geräuschdämpfung - wird ein Kabelstrang beispielsweise in einem kanal- oder tunnelartigen Bereich im Fahrzeug verlegt, kann durch ein in Dicke und Dämpfung geeignetes Ummantelungsband störendes Klappern und Vibrieren von vornherein unterbunden werden.Foamed materials or foamed foils, on the other hand, have the property of filling up more space and providing good noise damping - if a cable harness is laid in a duct or tunnel-like area in the vehicle, for example, annoying rattling and vibration can be prevented from the outset by a covering tape of suitable thickness and damping.
Bevorzugt ist ein Laminat aus dem textilen Träger und zumindest auf einer Seite des textilen Trägers aufgebrachten Folie oder Kunststoffschicht. Weiterhin können auf der Ober- und der Unterseite des textilen Trägers Folien beziehungsweise Kunststoffschichten aufgebracht sein. Das Aufbringen kann durch Auflaminieren oder durch Extrusion erfolgen. Bevorzugt ist eine Variante, bei der textile Träger unterseitig mit einer Folie versehen ist, die auf der anderen Seite mit einer Haftklebemasse ausgerüstet ist.A laminate of the textile backing and a film or plastic layer applied at least to one side of the textile backing is preferred. Furthermore, foils or plastic layers can be applied to the top and bottom of the textile carrier. It can be applied by lamination or by extrusion. A variant is preferred in which the textile backing is provided with a film on the underside, which is equipped with a pressure-sensitive adhesive on the other side.
Als Folien- beziehungsweise Kunststoffmaterial eignen sich Folien wie zum Beispiel PP, PE, Polyester, PA, PU oder PVC. Die Folien selbst können wiederum aus mehreren einzelnen Lagen besteht, beispielsweise aus zu Folie coextrudierten Lagen.Films such as PP, PE, polyester, PA, PU or PVC are suitable as film or plastic material. The films themselves can in turn consist of a number of individual layers, for example of layers coextruded to form a film.
Bevorzugt werden Polyolefine, jedoch sind auch Copolymere aus Ethylen und polaren Monomeren wie Styrol, Vinylacetat, Methylmethacrylat, Butylacrylat oder Acrylsäure eingeschlossen. Es kann ein Homopolymer wie HDPE, LDPE, MDPE oder ein Copolymer aus Ethylen mit einem weiteren Olefin wie Propen, Buten, Hexen oder Octen (zum Beispiel LLDPE, VLDDE) sein. Geeignet sind auch Polypropylene (zum Beispiel Polypropylen-Homopolymere, Polypropylen-Random-Copolymere oder Polypropylen-BlockCopolymere).Polyolefins are preferred, but also include copolymers of ethylene and polar monomers such as styrene, vinyl acetate, methyl methacrylate, butyl acrylate, or acrylic acid. It can be a homopolymer such as HDPE, LDPE, MDPE or a copolymer of ethylene with another olefin such as propene, butene, hexene or octene (e.g. LLDPE, VLDDE). Polypropylenes (for example polypropylene homopolymers, polypropylene random copolymers or polypropylene block copolymers) are also suitable.
Die Folie weist vorzugsweise eine Dicke von 12 µm bis 100 µm, weiter vorzugsweise 28 bis 50 µm, insbesondere 35 µm auf. Die Folie kann farbig und/oder transparent sein.The film preferably has a thickness of 12 μm to 100 μm, more preferably 28 to 50 μm, in particular 35 μm. The foil can be colored and/or transparent.
Schließlich kann das Klebeband ein Abdeckmaterial aufweisen, mit dem bis zum Gebrauch die eine oder die zwei Klebemasseschichten eingedeckt sind. Als Abdeckmaterialien eignen sich auch alle oben ausführlich aufgeführten Materialien. Bevorzugt wird ein nicht-fusselndes Material eingesetzt wie eine Kunststofffolie oder ein gut verleimtes, langfaseriges Papier.Finally, the adhesive tape can have a covering material with which the one or the two layers of adhesive are covered until use. All the materials listed in detail above are also suitable as covering materials. A non-pilling material is preferably used, such as a plastic film or a well-glued, long-fiber paper.
Ist eine Schwerentflammbarkeit des beschriebenen Klebebands erwünscht, lässt sich diese erzielen, indem dem Träger und/oder der Klebemasse Flammschutzmittel zugesetzt werden. Diese können bromorganische Verbindungen sein, bei Bedarf mit Synergisten wie Antimontrioxid, wobei jedoch in Hinblick auf die Halogenfreiheit des Klebebandes roter Phosphor, phosphororganische, mineralische oder intumeszierende Verbindungen wie Ammoniumpolyphosphat allein oder in Verbindung mit Synergisten bevorzugt Verwendung finden.If low flammability of the adhesive tape described is desired, this can be achieved by adding flame retardants to the backing and/or the adhesive. These can be organobromine compounds, if necessary with synergists such as antimony trioxide, but with regard to the halogen-free adhesive tape, red phosphorus, organophosphorus, mineral or intumescent compounds such as ammonium polyphosphate alone or in combination with synergists are preferably used.
Der Klebmasseauftrag, bezogen auf die Klebebandfläche, liegt bevorzugt zwischen 40 und 160 g/m2, vorzugsweise zwischen 60 und 130 g/m2, weiter vorzugsweise zwischen 80 und 100 g/m2 liegt.The application of adhesive, based on the area of the adhesive tape, is preferably between 40 and 160 g/m 2 , preferably between 60 and 130 g/m 2 , more preferably between 80 and 100 g/m 2 .
Der allgemeine Ausdruck „Klebeband“ umfasst im Sinne dieser Erfindung alle flächigen Gebilde wie in zwei Dimensionen ausgedehnte Folien oder Folienabschnitte, Bänder mit ausgedehnter Länge und begrenzter Breite, Bandabschnitte und dergleichen, letztlich auch Stanzlinge oder Etiketten.For the purposes of this invention, the general term “adhesive tape” includes all flat structures such as films or film sections extended in two dimensions, tapes with extended length and limited width, tape sections and the like, ultimately also diecuts or labels.
Das Klebeband weist somit eine Längsausdehnung und eine Breitenausdehnung auf. Das Klebeband weist auch eine senkrecht zu beiden Ausdehnungen verlaufende Dicke auf, wobei die Breitenausdehnung und Längsausdehnung um ein Vielfaches größer sind als die Dicke. Die Dicke ist über die gesamte durch Länge und Breite bestimmte Flächenausdehnung des Klebebands möglichst gleich, vorzugsweise exakt gleich.The adhesive tape thus has a longitudinal extension and a width extension. The adhesive tape also has a thickness perpendicular to both dimensions, with the width dimension and length dimension being many times greater than the thickness. The thickness is as uniform as possible, preferably exactly the same, over the entire surface area of the adhesive tape, which is determined by length and width.
Das Klebeband liegt insbesondere in Bahnform vor. Unter einer Bahn wird ein Objekt verstanden, dessen Länge um ein Vielfaches größer ist als die Breite und die Breite entlang der gesamten Länge in etwa vorzugsweise genau gleich bleibend ausgebildet ist.
Das Klebeband kann in Form einer Rolle, also in Form einer archimedischen Spirale auf sich selbst aufgerollt, hergestellt werden.
Auf der Rückseite des Klebebandes kann ein Rückseitenlack aufgetragen sein, um die Abrolleigenschaften des zur archimedischen Spirale gewickelten Klebebandes günstig zu beeinflussen. Dieser Rückseitenlack kann dazu mit Silikon- oder Fluorsilikonverbindungen sowie mit Polyvinylstearylcarbamat, Polyethyleniminstearylcarbamid oder fluororganischen Verbindungen als abhäsiv wirkende Stoffe ausgerüstet sein.The adhesive tape is in particular in web form. A web is understood to be an object whose length is many times greater than the width and the width is preferably designed to remain approximately the same along the entire length.
The adhesive tape can be produced in the form of a roll, i.e. rolled up on itself in the form of an Archimedean spiral.
A backing lacquer can be applied to the back of the adhesive tape in order to favorably influence the unrolling properties of the adhesive tape wound into the Archimedean spiral. For this purpose, this backside lacquer can be equipped with silicone or fluorosilicone compounds as well as with polyvinylstearylcarbamate, polyethyleneiminestearylcarbamide or fluorine-organic compounds as substances having an adhesive effect.
Die Klebemasse kann in Längsrichtung des Klebebands in Form eines Streifens aufgebracht sein, der eine geringere Breite aufweist als der Träger des Klebebands. Je nach Verwendungsfall können auch mehrere parallele Streifen des Klebers auf dem Trägermaterial beschichtet sein. Die Lage des Streifens auf dem Träger ist frei wählbar, wobei eine Anordnung direkt an einer der Kanten des Trägers bevorzugt wird. Bevorzugt ist die Klebemasse vollflächig auf dem Träger aufgetragen.The adhesive can be applied in the longitudinal direction of the adhesive tape in the form of a strip that is narrower than the backing of the adhesive tape. Depending on the application, several parallel strips of adhesive can also be coated on the carrier material. The position of the strip on the carrier can be freely selected, with an arrangement directly on one of the edges of the carrier being preferred. The adhesive is preferably applied to the backing over the entire surface.
Auf der Klebebeschichtung des Trägers kann zumindest ein Streifen einer Eindeckung vorgesehen sein, der oder die sich in Längsrichtung des Klebebands erstrecken und der oder die zwischen 20 % und 90 % der Klebebeschichtung abdecken. Bevorzugt deckt der Streifen insgesamt zwischen 50 % und 80 % der Klebebeschichtung ab. Der Abdeckungsgrad ist gewählt in Abhängigkeit von der Anwendung und von dem Durchmesser des Kabelsatzes. Die angegebenen Prozentzahlen beziehen sich auf die Breite der Streifen der Eindeckung in Bezug auf die Breite des Trägers.At least one strip of covering can be provided on the adhesive coating of the carrier, which strip or strips extend in the longitudinal direction of the adhesive tape and which or which cover between 20% and 90% of the adhesive coating. Preferably the strip covers between 50% and 80% of the total adhesive coating. The degree of coverage is chosen depending on the application and the diameter of the cable set. The percentages given refer to the width of the flashing strips in relation to the width of the backing.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist genau ein Streifen der Eindeckung auf der Klebebeschichtung vorhanden.According to a preferred embodiment of the invention, there is exactly one strip of covering on the adhesive coating.
Die Lage des Streifens auf der Klebebeschichtung ist frei wählbar, wobei eine Anordnung direkt an einer der Längskanten des Trägers bevorzugt wird. Auf diese Weise ergibt sich ein in Längsrichtung des Klebebands erstreckender Klebestreifen, der mit der anderen Längskante des Trägers abschließt.
Wird das Klebeband zur Ummantelung eines Kabelbaums eingesetzt, indem das Klebeband in einer schraubenlinienförmigen Bewegung um den Kabelbaum geführt wird, kann die Umhüllung des Kabelbaums so erfolgen, dass die Klebemasse des Klebebands nur auf dem Klebeband selbst verklebt wird, während das Gut mit keinem Kleber in Berührung kommt.
Der so ummantelte Kabelbaum weist aufgrund der fehlenden Fixierung der Kabel durch irgendeinen Kleber eine sehr hohe Flexibilität auf. Damit ist seine Biegefähigkeit beim Einbau - gerade auch in engen Durchgängen oder scharfen Abbiegungen - deutlich erhöht.The position of the strip on the adhesive coating can be freely selected, preference being given to an arrangement directly on one of the longitudinal edges of the carrier. This results in an adhesive strip that extends in the longitudinal direction of the adhesive tape and ends with the other longitudinal edge of the carrier.
When the tape is used to wrap a wiring harness by passing the tape around the wiring harness in a helical motion, the wrapping of the wiring harness can be done so that the adhesive mass of the tape is stuck only on the tape itself, while the goods are not covered with any adhesive touch comes.
The wiring harness sheathed in this way has a very high degree of flexibility due to the lack of fixing the cables with any kind of adhesive. This significantly increases its flexibility during installation - especially in narrow passages or sharp bends.
Falls eine gewisse Fixierung des Klebebands auf dem Gut gewünscht wird, kann die Ummantelung derartig erfolgen, dass der Klebestreifen zu einem Teil auf dem Klebeband selbst und zu einem anderen Teil auf dem Gut verklebt wird.If a certain fixation of the adhesive tape on the item is desired, the sheathing can take place in such a way that the adhesive strip is glued partly to the adhesive tape itself and partly to the item.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform ist der Streifen mittig auf der Klebebeschichtung aufgebracht, so dass sich zwei an den Längskanten des Trägers in Längsrichtung des Klebebands erstreckende Klebestreifen ergeben. Für das sichere und wirtschaftliche Aufbringen des Klebebands in besagter schraubenlinienförmiger Bewegung um den Kabelbaum und gegen das Verrutschen der sich ergebenden Schutzumhüllung sind die zwei jeweils an den Längskanten des Klebebands vorhandenen Klebestreifen vorteilhaft, insbesondere wenn einer, der meist schmaler als der zweite Streifen ist, als Fixierungshilfe dient und der zweite, breitere Streifen als Verschluss dient. Auf diese Weise ist das Klebeband so auf dem Kabel verklebt, dass der Kabelsatz gegen Verrutschen gesichert und dennoch flexibel gestaltet ist.According to another advantageous embodiment, the strip is applied centrally to the adhesive coating, resulting in two adhesive strips extending on the longitudinal edges of the backing in the longitudinal direction of the adhesive tape. The two adhesive strips present on the longitudinal edges of the adhesive tape are advantageous for the safe and economical application of the adhesive tape in said helical movement around the cable harness and to prevent the resulting protective covering from slipping, especially if one strip, which is usually narrower than the second strip, is Fixation aid is used and the second, wider strip is used as a closure. In this way, the adhesive tape is glued to the cable in such a way that the cable set is secured against slipping and is still flexible.
Daneben gibt es Ausführungsformen, bei denen mehr als ein Streifen der Eindeckung auf der Klebebeschichtung aufgebracht sind. Wenn lediglich von einem Streifen die Rede ist, liest der Fachmann in Gedanken mit, dass durchaus auch mehrere Streifen gleichzeitig die Klebebeschichtung eindecken können.In addition, there are embodiments in which more than one strip of covering is applied to the adhesive coating. If only one strip is mentioned, the person skilled in the art reads in his mind that several strips can cover the adhesive coating at the same time.
Der Herstellprozess des erfindungsgemäßen Klebebandes erschöpft sich in der Beschichtung des Trägers direkt mit der Dispersion in einem oder mehreren nacheinander durchgeführten Arbeitsgängen. Im Falle von textilen Trägern kann das unbehandelte Textil direkt oder im Transferverfahren beschichtet werden. Alternativ kann das Textil mit einer Beschichtung vorbehandelt werden (mit beliebigem filmbildendem Stoff aus Lösung, Dispersion, Schmelze und/oder strahlenhärtend), um dann in einem nachgeschalteten Arbeitsschritt direkt oder im Transferverfahren mit der Haftklebemasse versehen zu werden. Als Auftragsaggregate werden die üblichen eingesetzt: Drahtrakel, Streichbalken, Walzenauftrag, Düsenbeschichtung, Doppelkammerrakel, Mehrfachkaskadendüse.The production process for the adhesive tape of the invention is limited to the coating of the backing directly with the dispersion in one or more operations carried out in succession. In the case of textile supports, the untreated textile can be coated directly or in a transfer process. Alternatively, the textile can be pretreated with a coating (with any film-forming substance from solution, dispersion, melt and/or radiation-curing) in order to then be provided with the PSA directly or in a transfer process in a subsequent work step. The usual application units are used: Wire squeegee, coating bar, roller application, nozzle coating, double-chamber squeegee, multiple cascade nozzle.
Aufgrund der geschilderten positiven Eigenschaften lässt sich das Klebeband hervorragend zum Isolieren und Wickeln von Drähten oder Kabeln verwenden. Vorzugsweise wird das Klebeband zum Ummanteln von langgestrecktem Gut wie insbesondere Kabelsätzen eingesetzt, wobei das Klebeband in einer schraubenförmigen Bewegung um das langgestreckte Gut geführt wird. Es ergibt sich die Form einer Helix (auch Schraube, Schraubenlinie, zylindrische Spirale oder Wendel genannt; Helix ist eine Kurve, die sich mit konstanter Steigung um den Mantel eines Zylinders windet). In einer Variante wird das langgestreckte Gut in axialer Richtung von dem Klebeband umhüllt. Die Umwicklung eines Kabelbaums mit dem beschriebenen Klebeband erfolgt dabei nicht - wie üblich - schraubenlinienförmig, sondern derart, dass beim Umwickeln eine Längsachse des Bandes im Wesentlichen parallel zur Verlaufsrichtung des Kabelbaums ausgerichtet ist. Im Querschnitt gesehen liegt das Klebeband dabei in Form einer archimedischen Spirale um den Kabelbaum. Diese Art der Wicklung wird auch „Einschlagen des Kabelbaums“ genannt.Due to the positive properties described, the adhesive tape is ideal for insulating and winding wires or cables. The adhesive tape is preferably used for wrapping elongate goods, such as cable sets in particular, with the adhesive tape being guided around the elongate goods in a helical movement. The result is the shape of a helix (also called a screw, helical line, cylindrical spiral or helix; a helix is a curve that winds around the surface of a cylinder with a constant pitch). In one variant, the elongate product is wrapped by the adhesive tape in the axial direction. The wrapping of a cable harness with the described adhesive tape does not take place--as is usual--in a helical manner, but in such a way that a longitudinal axis of the tape is aligned essentially parallel to the direction of the cable harness when it is wrapped. Seen in cross section, the adhesive tape lies around the cable harness in the form of an Archimedean spiral. This type of winding is also called "tucking in the cable harness".
Ebenfalls vom erfinderischen Gedanken umfasst ist ein ummanteltes langgestrecktes Gut, wie insbesondere ein Kabelsatz, ummantelt mit einem erfindungsgemäßen Klebeband, sowie ein Fahrzeug, enthaltend ein derartig ummanteltes langgestrecktes Gut. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem langgestreckten Gut um einen Kabelstrang, der ein Bündel aus mehreren Kabeln wie 3 bis 1000 Kabeln, bevorzugt 10 bis 500 Kabeln, insbesondere zwischen 50 und 300 Kabeln umfasst. Also covered by the inventive concept is a sheathed elongated item, such as in particular a cable harness, sheathed with an adhesive tape according to the invention, and a vehicle containing an elongated item sheathed in this way. According to one embodiment of the invention, the elongate item is a cable harness that comprises a bundle of several cables, such as 3 to 1000 cables, preferably 10 to 500 cables, in particular between 50 and 300 cables.
Aufgrund der hervorragenden Eignung des Klebebandes kann es in einer Ummantelung Verwendung finden, die aus einer Eindeckung besteht, bei der zumindest in einem Kantenbereich der Eindeckung das selbstklebend ausgerüstete Klebeband vorhanden ist, das so auf der Eindeckung verklebt ist, dass sich das Klebeband über eine der Längskanten der Eindeckung erstreckt, und zwar vorzugsweise in einem im Vergleich zur Breite der Eindeckung schmalen Kantenbereich.
Ein derartiges Produkt sowie optimierte Ausführungsformen desselben werden in der
Schließlich beschreiben die
Such a product and optimized embodiments of the same are in the
Finally describe the
Weiter vorzugsweise zerstört das Klebeband bei Verklebung auf Kabeln mit PVC-Ummantelung und auf Kabeln mit Polyolefin-Ummantelung dieselbigen nicht, wenn ein Verbund aus Kabeln und Klebeband gemäß der LV 312 bei Temperaturen über 105 °C und bis zu 3000 h gelagert und anschließend die Kabel um einen Dorn gebogen werden.More preferably, when glued to cables with PVC sheathing and cables with polyolefin sheathing, the adhesive tape does not destroy the same if a combination of cables and adhesive tape is stored in accordance with LV 312 at temperatures above 105° C. and up to 3000 h and then the cables be bent around a mandrel.
Erwartet hätte der Fachmann, dass es beim Einsatz von gängigen Füllstoffen wie Kaolin zu deutlichen Einbußen beim Klebkraftverhalten kommt. Dies ist überraschend aber nicht der Fall.The person skilled in the art would have expected that the use of common fillers such as kaolin would result in a significant loss of adhesive strength. This is surprising but not the case.
Die erfindungsgemäße Verwendung ermöglicht es, dass der Gehalt an Weichmachern jeweils in Gew.-% in Kabelumhüllungen nach mindestens 2000 h noch mindestens 60 % des ursprünglichen Gehaltes in der Kabelumhüllung beträgt, insbesondere gemessen unter beziehungsweise nach den Bedingungen nach LV 312. Vorzugsweise gemeint wird der Gehalt von Weichmachern in PVC-Kabelumhüllungen, insbesondere der Weichmacher umfassend TOTM, DOP (Dioctylphthalat, Di-2-ethylhexylphthalat), DINP (Diisononylphthalat), TOTM (Trioctyl-trimellitat), DIDP (Diisodecylphthalat), Zitronensäuretriethylester oder Adipinsäure basierte Weichmacher wie Diethylhexyladipat und Diethyloctyladipat. Besonders bevorzugt beträgt der Gehalt an Weichmachern in Kabelumhüllungen, die mit den erfindungsgemäßen Kabelbändern umhüllt sind, nach 2000 h größer gleich 66 %, bevorzugt größer gleich 70 %, besonders bevorzugt größer gleich 80 %, wobei es weiter bevorzugt ist, wenn der Gehalt nach 2500 h oder nach 3000 h jeweils unabhängig noch mindestens einen Gehalt an 60 % des ursprünglichen Gehaltes an Weichmachern aufweist.The use according to the invention makes it possible for the content of plasticizers in each case in wt Content of plasticizers in PVC cable coatings, in particular plasticizers including TOTM, DOP (dioctyl phthalate, di-2-ethylhexyl phthalate), DINP (diisononyl phthalate), TOTM (trioctyl trimellitate), DIDP (diisodecyl phthalate), triethyl citric acid or adipic acid-based plasticizers such as diethylhexyl adipate and diethyloctyl adipate. The content of plasticizers in cable sheaths that are sheathed with the cable ties according to the invention is particularly preferably greater than or equal to 66% after 2000 h, preferably greater than or equal to 70%, particularly preferably greater than or equal to 80%, it being more preferred if the content is after 2500 h or after 3000 h each independently still has a content of at least 60% of the original content of plasticizers.
Wie die Beispiele zeigen, ist von den bekannten Schichtsilikaten überraschenderweise und für den Fachmann nicht vorhersehbar nur Kaolin geeignet. Andere Tonmineralien wie Montmorrillonit, Nontronit, Hectorit, Saponit, Sauconit, Beidellit, Allevardit, Illit, Halloysit, Attapulgit und/oder Sepiolit ebenso wie Disteardimonium Hectorit. Hectorite sind M0,3 +(Mg2,7Li0,3)[Si4O10(OH)2], M+ meist. = Na+, zu den Smektiten gehörendes, dem Montmorillonit ähnliches, monoklines Tonmineral führen zu einem Versagen, auch modifizierte Dreischicht-Schichtsilikate oder wie zum Beispiel Illite, Smectite oder Vermiculite sind untauglich, obwohl diese in der
Im Folgenden soll das Klebeband anhand mehrerer Figuren näher erläutert werden, ohne damit eine wie auch immer geartete Einschränkung hervorrufen zu wollen.The adhesive tape is to be explained in more detail below with reference to a number of figures, without intending to cause any kind of restriction.
Es zeigen
-
1 das Klebeband im seitlichen Schnitt, -
2 einen Ausschnitt eines Kabelbaums, der sich aus einer Bündelung von einzelnen Kabeln zusammensetzt und der mit dem erfindungsgemäßen Klebeband ummantelt ist, und -
3 eine vorteilhafte Anwendung des Klebebands.
-
1 the tape in the side cut, -
2 a section of a cable harness which is composed of a bundle of individual cables and which is sheathed with the adhesive tape according to the invention, and -
3 an advantageous application of the adhesive tape.
In der
In der
In einer weiteren Ausführungsform für eine Ummantelung werden zwei mit einer Klebemasse ausgerüstete erfindungsgemäße Bänder 60, 70 mit ihren Klebemassen versetzt (bevorzugt um jeweils 50 %) aufeinander laminiert, so dass sich ein Produkt ergibt, wie es in
Beispieleexamples
Skizze der BeispieleSketch of the examples
Das erfindungsgemäße Klebeband wird nachfolgend in bevorzugter Ausführung anhand eines Beispiels beschrieben, ohne damit die Erfindung irgendeiner Beschränkung unterwerfen zu wollen. Des Weiteren sind Vergleichsbeispiele aufgeführt, in denen untaugliche Klebebänder dargestellt sind.The adhesive tape of the invention is described below in a preferred embodiment using an example, without wishing to subject the invention to any restriction. Comparative examples are also given, in which unsuitable adhesive tapes are shown.
Zur Erläuterung der Erfindung wurden Beispielklebebänder nach folgendem Schema hergestellt:
- Die Haftklebstoffdispersionen wurden durch Einrühren eines Polyurethan-Assoziativverdickers (Borchigel 0625, OMG Borchers) auf eine Viskosität von ungefähr 1000 Pa*s bei einer Schergeschwindigkeit von 0,01 s-1 eingestellt (gemessen mit Kegel/Platte Geometrie im Rotationsmodus mit einem Rheometer DSR 200 N von Rheometric Scientific).
- Bei dem Vlies handelt es sich um ein Nähwirkvlies vom Typ Maliwatt mit einem Flächengewicht von 55 g/m2, bestehend aus PET-Fasern der Länge 64 mm und der Dicke 3 den und einem PET-Nähfaden der Stärke 50 dtex, die mit (22 Fäden pro Inch (entspricht 9 Fäden/Zentimeter Vliesbreite) vernäht sind.
- The pressure-sensitive adhesive dispersions were adjusted to a viscosity of approximately 1000 Pa*s at a shear rate of 0.01 s -1 by stirring in a polyurethane associative thickener (Borchigel 0625, OMG Borchers) (measured with cone/plate geometry in rotation mode with a rheometer DSR 200 N from Rheometric Scientific).
- The fleece is a stitch-bonded fleece of the Maliwatt type with a basis weight of 55 g/m 2 , consisting of PET fibers with a length of 64 mm and a thickness of 3 den and a PET sewing thread with a strength of 50 dtex, which is marked with (22 threads per inch (equivalent to 9 threads/centimeter fleece width) are sewn.
Mit einem Filmziehgerät wurde das Maliwatt so mit der verdickten Beispielhaftklebstoffdispersion bestrichen, dass nach dem Trocknen in einem Umluftofen bei 85 °C über 5 Minuten ein Klebmasseflächengewicht von 90 g/m2 resultierte.Using a film applicator, the Maliwatt was coated with the thickened exemplary pressure-sensitive adhesive dispersion in such a way that, after drying in a forced-air oven at 85° C. for 5 minutes, an adhesive mass per unit area of 90 g/m 2 resulted.
Beurteilungskriterienassessment criteria
Durchführung der Testsconducting the tests
Die Messungen werden - soweit nicht ausdrücklich anders erwähnt - bei einem Prüfklima von 23 ± 1 °C und 50 ± 5 % rel. Luftfeuchte durchgeführt.Unless expressly stated otherwise, the measurements are taken at a test climate of 23 ± 1 °C and 50 ± 5 % rel. humidity carried out.
Messung der Abflaggresistenz nach der SWAT-MethodeMeasurement of resistance to flagging using the SWAT method
Der SWAT-Test wird genutzt, um das Flaggingverhalten von Klebebändern zu untersuchen, nachdem diese spiralförmig um ein Kabel gewickelt worden sind. Der Test wird unter Normklima (23 ± 1 °C und 50 ± 5 % rel. Luftfeuchte) und 40 °C durchgeführt. Die erhöhte Temperatur simuliert die erschwerten Anforderungen während des Transports.The SWAT test is used to examine the flagging behavior of adhesive tapes after they have been wrapped in a spiral around a cable. The test is carried out under a standard climate (23 ± 1 °C and 50 ± 5% relative humidity) and 40 °C. The increased temperature simulates the more difficult requirements during transport.
Für den Test wird ein 19 mm breites Klebeband verwendet. Dieses wird manuell um ein mit ETFE (Ethylen-Tetrafluorethylen) ummanteltes Kabel, das einen Durchmesser von 1 mm aufweist, viermal (1440°) ohne zusätzliche Druck gewickelt. Das Klebeband wird mit einer Schere geschnitten.A 19 mm wide adhesive tape is used for the test. This is manually wrapped four times (1440°) without additional pressure around an ETFE (ethylene tetrafluoroethylene)-coated cable that has a diameter of 1 mm. The tape is cut with scissors.
Es wird angenommen, dass eine durchschnittlich 5 mm lange Fahne verbleibt, wenn das Klebbandende nicht runtergepresst wird. Insgesamt werden sieben Wicklungen um das Kabel erzeugt.It is assumed that if the end of the tape is not pressed down, an average 5mm long flag will remain. A total of seven windings are created around the cable.
Es werden die Fahnen nach drei Tagen, zehn Tagen und 30 Tagen bei Normklima mit Hilfe eines Lineals vermessen. Dies zeigt die
Der Flaggingwert, der als Ergebnis angegeben wird, ist das Ergebnis des Mittelwerts des Flaggingwerte der sieben Wicklungen. Analog wird der Test bei 40 °C in üblichen Trockenschränken durchgeführt.The flagging value given as a result is the result of the mean value of the flagging values of the seven windings. The test is carried out analogously at 40 °C in conventional drying cabinets.
Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Klebeband bei 40 °C im Trockenschrank nach der angegebenen SWAT-Methode bewertet.The adhesive tape of the invention is evaluated below at 40° C. in a drying cabinet using the specified SWAT method.
Dabei gilt ein Wert von ≤ 10 mm als unterer Grenzwert bei der Resistenz gegen Abflaggen. Mittelwerte < 5 erhalten die Note 2, Mittelwerte von 5 bis 10 erhalten die Note 1 und Mittelwerte > 10 erhalten die Note 0.A value of ≤ 10 mm is the lower limit for resistance to flagging. Mean values < 5 receive a grade of 2, mean values from 5 to 10 receive a grade of 1 and mean values > 10 receive a grade of 0.
Messung der Kabelverträglichkeit von Kabeln mit einer T2-PVC-Isolierung nach LV 312 Die Durchführung der Messung erfolgt analog der in der LV 312 angegebenen Messmethode. Die Messungen erfolgen jeweils bei 105 °C (T2).Measurement of the cable compatibility of cables with T2 PVC insulation according to LV 312 The measurement is carried out analogously to the measurement method specified in LV 312. The measurements are carried out at 105 °C (T2).
Messung der KlebkraftMeasurement of adhesive strength
Die Klebkraft auf Stahl wurde gemäß ASTM D3330 gemessen.Adhesion to steel was measured according to ASTM D3330.
Abrollkraftunwind force
Messung der Abrollkraft nach LV 312 bei einer Abzugsgeschwindigkeit von 30 m/min.Measurement of the unwind force according to LV 312 at a pull-off speed of 30 m/min.
Erweichungspunktsoftening point
Unter dem Erweichungspunkt versteht man die Temperatur (beziehungsweise den Temperaturbereich), bei dem amorphe oder teilkristalline Polymere vom glasigen, hartelastischen in einen weichen Zustand übergehen. Die Verminderung der Härte entsprechender Stoffe am Erweichungspunkt wird zum Beispiel dadurch deutlich, dass ein auf eine Stoffprobe unter Belastung aufgesetzter Körper bei Erreichen des Erweichungspunktes in diese eingedrückt wird. Der Erweichungspunkt liegt grundsätzlich oberhalb der Glasübergangstemperatur, bei den meisten Polymeren jedoch deutlich unterhalb der Temperatur, bei der diese vollständig in den flüssigen Zustand übergehen. Die Messung des Erweichungspunktes erfolgt nach der ASTM E28-99 (2009), bekannt als Ring & Ball-Methodik (R&B).The softening point is the temperature (or the temperature range) at which amorphous or semi-crystalline polymers change from a glassy, hard-elastic state to a soft state pass over The reduction in the hardness of corresponding substances at the softening point becomes clear, for example, by the fact that a body placed on a substance sample under load is pressed into it when the softening point is reached. The softening point is generally above the glass transition temperature, but for most polymers it is well below the temperature at which they completely change to the liquid state. The softening point is measured according to ASTM E28-99 (2009), known as the Ring & Ball (R&B) methodology.
Messung der GlasübergangstemperaturenMeasurement of glass transition temperatures
Die Glasübergangstemperaturen wurden auf dem Dynamischen Differenzkalorimeter-Gerät DSC 204 F1 „Phönix“ der Firma Netzsch, Deutschland, in 25 µl Aluminiumtiegeln mit gelochtem Deckel unter Stickstoffatmosphäre (20 ml/min Gasfluss) bestimmt. Die Probeneinwaage betrug 8 ± 1 mg. Die Proben wurden zweimal von -140 °C bis auf 200 °C mit einer Heizrate von 10 K/min vermessen. Ausgewertet wurde die 2. Aufheizkurve. Die Methode lehnt sich an die DIN 53 765 an.The glass transition temperatures were determined on a differential scanning calorimeter DSC 204 F1 “Phoenix” from Netzsch, Germany, in 25 μl aluminum crucibles with a perforated lid under a nitrogen atmosphere (20 ml/min gas flow). The sample weight was 8 ± 1 mg. The samples were measured twice from -140 °C to 200 °C with a heating rate of 10 K/min. The 2nd heating curve was evaluated. The method is based on DIN 53 765.
Dynamische ViskositätsmessungDynamic viscosity measurement
Die Viskositätsmessung wird mit einem Rheometer des Typs DSR 200 N der Firma Rheometric Scientific bei Raumtemperatur und im Rotationsmodus bei einer Schergeschwindigkeit von 0,01s-1 mit einem Kegel-Platte-System mit einem Durchmesser von 25 mm durchgeführt, alternativ mit einer Schergeschwindigkeit von 10s-1.The viscosity measurement is carried out with a DSR 200 N rheometer from Rheometric Scientific at room temperature and in rotation mode at a shear rate of 0.01s -1 with a cone and plate system with a diameter of 25 mm, alternatively with a shear rate of 10s -1 .
Gelwertgel value
Der Gelwert wird durch Soxhlet-Extraktion ermittelt, über die in kontinuierlicher Extraktion lösliche Inhaltsstoffe aus Polymeren extrahiert werden. Im Falle der Gelwertbestimmung von (wässrigen) Polyacrylat-Haftklebmassen werden durch ein geeignetes Lösemittel wie zum Beispiel Tetrahydrofuran die löslichen Anteile eines Polymers - des sogenannten Sols - von den unlöslichen Anteilen - dem sogenannten Gel - extrahiert. Vorbereitung: Die zu extrahierende Masse wird auf silikonisiertem Trennpapier in einem dünnen Film aufgetragen - in der Regel 120 µm Schichtdicke - und circa 12 h bei 80 °C getrocknet (Umlufttrockenschrank). Aufbewahrt werden die Filme im Exsikkator über Trocknungsmittel. Die Extraktionshülsen Typ 603 Whatman werden 12 h bei 80 °C getrocknet, das Leergewicht der Hülsen bestimmt und im Exsikkator bis zur Verwendung gelagert.The gel value is determined by Soxhlet extraction, which is used to continuously extract soluble ingredients from polymers. When determining the gel value of (aqueous) polyacrylate pressure-sensitive adhesives, the soluble fractions of a polymer—the so-called sol—are extracted from the insoluble fractions—the so-called gel—by means of a suitable solvent such as tetrahydrofuran. Preparation: The mass to be extracted is applied to siliconized release paper in a thin film - usually 120 µm layer thickness - and dried for around 12 hours at 80 °C (convection oven). The films are stored in a desiccator using desiccants. The extraction thimbles type 603 Whatman are dried for 12 h at 80 °C, the empty weight of the thimbles is determined and stored in the desiccator until use.
Gelwertbestimmunggel value determination
Ca. 1 g Haftklebemasse wird in Extraktionshülse eingewogen. Ein 100 ml Rundkolben der Soxhlet-Apparatur wird mit 60 ml Tetrahydrofuran gefüllt und zum Sieden erhitzt. THF-Dämpfe steigen durch das Dampfrohr der Soxhlet-Apparatur auf und kondensieren im Kühler und THF tropft in die Extraktionshülse und extrahiert Sol Anteil. Im Verlauf der Extraktion läuft das THF I mit dem extrahierten Sol zurück in den Kolben. Gelöstes Sol reichert sich im Kolben zunehmend an. Nach 72 h kontinuierlicher Extraktion ist das Sol vollständig im THF gelöst. Die Extraktionshülse wird nun - nach Abkühlung der Apparatur auf Raumtemperatur - entnommen und über 12 h bei 80 °C getrocknet. Die Hülsen werden bis zur Massekonstanz im Exsikkator aufbewahrt und anschließend ausgewogen. Der Gelwert des Polymers berechnet sich anhand folgender Formel:
- m1: Masse Extraktionshülse, leer
- m2: Masse Extraktionshülse + Polymer
- m3: Masse Extraktionshülse + Gel
- m 1 : mass extraction thimble, empty
- m 2 : mass of extraction thimble + polymer
- m 3 : mass extraction thimble + gel
Biegesteifigkeitflexural rigidity
Die Biegesteifigkeit wird mit einem Softometer KWS basic 2000mN (Firma Wolf Messtechnik GmbH) bestimmt. (MD) steht für machine direction, das heißt, die Biegesteifigkeit wird in Maschinenrichtung bestimmt.The flexural rigidity is determined using a Softometer KWS basic 2000 mN (from Wolf Messtechnik GmbH). (MD) stands for machine direction, i.e. the bending stiffness is determined in the machine direction.
Die Kriterien für ein anwendungsgerechtes Klebeband, das für die Umwicklung von Kabeln besonders geeignet ist, sind
- • Klebkraft auf Stahl [N/cm]
- • Abrollkraft (30 m/min) [N/cm]
- • Kabelverträglichkeit [h]
- • Adhesion to steel [N/cm]
- • Unwind force (30 m/min) [N/cm]
- • Cable compatibility [h]
Für diese Kriterien werden jeweils fünf Bereiche festgelegt, in die die Ergebnisse einsortiert werden. Des Weiteren wird festgelegt, welche Bereiche ein sehr gutes oder gutes Verhalten definieren, welche Bereiche ein akzeptables und welche Bereiche ein inakzeptables Verhalten kennzeichnen.
Dabei gelten die folgenden Vorgaben für die vier Eigenschaften:
Zur Verdeutlichung des Erfindungsgedankens wurden Polymerdispersionen mit folgender Comonomerzusammensetzung erprobt:
- 2-EHA2-EHA
- 2-Ethylhexylacrylat2-ethylhexyl acrylate
- BAB.A
- n-Butylacrylatn-butyl acrylate
- MMAmma
- Methylmethacrylatmethyl methacrylate
- AAaa
- Acrylsäureacrylic acid
- AcNAcN
- Acrylnitrilacrylonitrile
- EA.EA.
- Ethylhexylacrylatethylhexyl acrylate
- HEAHEA
- 2-Hydroxyethylacrylat2-hydroxyethyl acrylate
- VAcVAC
- Vinylacetatvinyl acetate
Diese Polymere werden mit unterschiedlichen Harzen abgemischt, bei denen die Erweichungstemperatur angegeben ist.
Tubivis DL600 (CHT R.Beitlich): Verdicker auf Basis Acrylsäure
Borchigel 0625 (OMG Borchers): Polyurethan-Assoziativverdicker
Rheo-Byk 425 (Byk): Verdicker auf Basis eines harnstoffmodifizierten Polyurethans
Evo Dot VD2 (DyStar Colours Deutschland): Verdicker auf Basis eines Polyacrylsäurederivats Rheovis PU1191 (BASF): Polyurethan-Assoziatiwerdicker
Rheovis AS1130 (BASF): Verdicker auf Basis eines AcrylatcopolymersThese polymers are blended with different resins, for which the softening point is specified.
Tubivis DL600 (CHT R.Beitlich): Thickener based on acrylic acid
Borchigel 0625 (OMG Borchers): Polyurethane associative thickener
Rheo-Byk 425 (Byk): Thickener based on a urea-modified polyurethane
Evo Dot VD2 (DyStar Colors Germany): thickener based on a polyacrylic acid derivative Rheovis PU1191 (BASF): polyurethane associative thickener
Rheovis AS1130 (BASF): Thickener based on an acrylate copolymer
Wie die Beispiele zeigen, optimiert der Einsatz von 1 bis 10 Gew.-% Kaolin (nicht Laponite SL-25 oder Smektit!) die Abrollkraft und führt überraschend zu einer höheren Klebkraft. Damit kann die Harzmenge durch den positiven Klebkraft-Effekt von Kaolin gering gehalten werden, nämlich bei kleiner 10 Gew.-%. Die Kabelverträglichkeit ist somit gewährleistet.As the examples show, the use of 1 to 10% by weight of kaolin (not Laponite SL-25 or smectite!) optimizes the unwind force and surprisingly leads to higher bond strength. The amount of resin can thus be kept low, namely less than 10% by weight, due to the positive adhesive effect of kaolin. The cable compatibility is thus guaranteed.
Beispiele 5 bis 9 zeigen den besten Kompromiss hinsichtlich der Produkteigenschaften. Die Beispiele 1 bis 4 und 10 bis 12 sind Vergleichsbeispiele.Examples 5 to 9 show the best compromise in terms of product properties. Examples 1 to 4 and 10 to 12 are comparative examples.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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