DE102020213567A1

DE102020213567A1 - Geruchsarmes polyurethanbasiertes Haftklebeband

Info

Publication number: DE102020213567A1
Application number: DE102020213567.3A
Authority: DE
Inventors: Manfred Spies; Uwe Schümann; Arne Klink
Original assignee: Tesa SE
Current assignee: Tesa SE
Priority date: 2020-10-28
Filing date: 2020-10-28
Publication date: 2022-04-28

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Haftklebeband mit einer polyurethanbasierten Haftklebemasse umfassend:- ein chemisch vernetztes Polyurethan-Polymer, hergestellt durch katalytische Polyaddition von einem oder mehreren Polyisocyanaten mit einem oder mehreren Polyolen, und- ein oder mehrere Klebharze, dadurch gekennzeichnet, dass die polyurethanbasierte Haftklebemasse zur Verringerung des Geruchs ein oder mehrere Aktivkohlederivate umfasst.

Description

Die Erfindung betrifft ein geruchsarmes Haftklebeband mit einer polyurethanbasierten Haftklebemasse, ein Verfahren zur Herstellung eines entsprechenden Haftklebebandes und die Verwendung von Aktivkohlederivaten zur Reduktion des Geruchs von Haftklebebändern mit polyurethanbasierten Haftklebemassen.
Der Gegenstand der Erfindung ist in den beigefügten Ansprüchen definiert.
Das Fügen separater Elemente ist eines der zentralen Verfahren der Fertigungstechnik. Neben anderen Methoden, wie beispielsweise dem Schweißen und dem Löten, kommt dabei heutzutage insbesondere dem Kleben, d.h. dem Fügen unter Verwendung eines Klebstoffes, eine wichtige Bedeutung zu. Eine Alternative zur Verwendung formloser Klebstoffe, die beispielsweise aus einer Tube appliziert werden, stellen hierbei sogenannte Klebebänder dar.
Aus dem Alltag sind insbesondere Haftklebebänder bekannt, bei denen eine Haftklebemasse für die Klebwirkung sorgt, die bei üblichen Umgebungsbedingungen dauerhaft klebrig sowie klebfähig ist. Entsprechende Haftklebebänder können durch Druck auf ein Substrat aufgebracht werden und bleiben dort haften, lassen sich später jedoch mehr oder weniger rückstandsfrei wieder entfernen.
Nahezu alle Haftklebebänder, egal welchen Typs, zeigen einen nicht unerheblichen Eigengeruch, der üblicherweise von der eingesetzten Klebemasse, aber potentiell auch von anderen Bestandteilen des Klebebandes, beispielsweise vom Trägermaterial, verursacht wird. Dieser Eigengeruch von Haftklebebändern wird für viele technische Anwendungen als unvorteilhaft wahrgenommen, insbesondere bei Anwendungen in abgeschlossenen Innenräumen, wie sie beispielsweise in vielen Bereichen der Automobilindustrie auftreten. Der Fachmann spricht im Zusammenhang mit der Geruchsbelastung vom sogenannten „Odor Level“, wobei im Bereich der Haftklebebandtechnologie ein ständiges Bedürfnis danach besteht, diesen „Odor Level“ soweit wie möglich zu minimieren.
Über das subjektive Empfinden einer Geruchsbelastung durch die Verwender von Haftklebebändern hinaus, treten in den letzten Jahren in vielen Ländern zudem strengere gesetzliche Bestimmungen in Kraft, die das Immissionsverhalten von Werkstoffen, insbesondere solchen, die im Innenraum verbaut werden, strenger regulieren, insbesondere auch im Hinblick auf solche Substanzen, die als Geruch wahrzunehmen sind, beispielsweise flüchtige organische Verbindungen („volatile organic compounds“).
Ein grundlegender Ansatz zur Konzeption von Haftklebebändern mit einem vorteilhaften Geruchsprofil ist der Einsatz von polyurethanbasierten Haftklebemassen, in denen ein chemisch vernetztes Polyurethan-Polymer den Grundbestandteil der Haftklebemasse bildet, welches durch katalytische Polyaddition von ein oder mehreren Polyisocyanaten mit ein oder mehreren Polyolen hergestellt wird. Der grundsätzliche Vorteil von polyurethanbasierten Klebemassen ist, dass polyurethanbasierte Klebemassen üblicherweise einen niedrigen „Odor Level“ aufweisen und das Geruchsprofil insgesamt als relativ vorteilhaft einzuschätzen ist. Zusammen mit den für viele Anwendungen besonders vorteilhaften physikalisch-chemischen Eigenschaften ergeben sich in zahlreichen industriellen Bereichen Vorteile aus dem Einsatz polyurethanbasierter Klebemassen.
Mit Bezug auf den Einsatz polyurethanbasierter Klebemassen in Haftklebebändern ist allerdings festzustellen, dass haftklebrige bzw. eigenklebrige Eigenschaften für Polyurethane und die aus diesen erhaltenen polyurethanbasierten Klebemassen an sich nicht typisch sind. Der Effekt der Haftklebrigkeit kann in polyurethanbasierten Klebemassen jedoch gezielt erzeugt werden, insbesondere durch den Zusatz von sogenannten Klebharzen. Entsprechende Methoden sind beispielsweise in der US 3,437,622 A ; US 3,718,712 A ; US 4,087,392 A oder DE 1 904 102 A offenbart.
Das an sich vorteilhafte Geruchsprofil polyurethanbasierter Haftklebemassen wird durch den vorstehend beschriebenen Zusatz von Klebharzen jedoch in vielen Fällen nachteilig verändert, da die zugesetzten Klebharze beispielsweise flüchtige Bestandteile umfassen und den „Odor Level“ der Haftklebemasse erhöhen.
Daher besteht im Bereich der polyurethanbasierten Haftklebemassen häufig ein Spannungsfeld bzw. ein Zielkonflikt zwischen der Optimierung der haftklebenden Eigenschaft der polyurethanbasierten Haftklebemasse auf der einen Seite und der Verringerung des Geruchsprofils auf der anderen Seite.
Die grundlegende Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, die vorstehend beschriebene Nachteile des Standes der Technik zu beheben oder zumindest abzuschwächen. Insbesondere war es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Haftklebeband mit einer polyurethanbasierten Haftklebemasse anzugeben, welches über ausgezeichnete Hafteigenschaften, insbesondere eine ausgeprägte Haftklebrigkeit, verfügt und dabei nahezu geruchsneutral ist, d.h. über einen geringen „Odor Level“ und ein insgesamt vorteilhaftes Geruchsprofil verfügt.
Hierbei war es ein Ziel, dass die anzugebende Lösung für das vorstehend beschriebene Problem ohne großen apparativen Aufwand auf bestehende polyurethanbasierte Haftklebemassen anwendbar sein sollte.
Zudem sollte die Lösung der Aufgabe ohne den Einsatz von potenziell gesundheitsgefährdenden Substanzen auskommen. Insoweit war es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, dass das anzugebende Haftklebeband mit einer polyurethanbasierten Haftklebemasse aus gesundheitlicher Sicht möglichst unbedenklich ist.
Da Haftklebebänder mit einem möglichst geringen Gewicht für bestimmte Anwendungen vorteilhaft sind, war es eine ergänzende Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein geruchsarmes Haftklebeband anzugeben, welches gegenüber dem Stand der Technik eine möglichst geringe Erhöhung des Gewichts erfährt.
Es war zudem eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, dass das anzugebende geruchsarme Haftklebeband hinsichtlich der chemischen Zusammensetzung der polyurethanbasierten Haftklebemasse sowie des eingesetzten Klebharzes eine besonders hohe Flexibilität aufweisen sollte.
Insoweit war es eine ergänzende Aufgabe der vorliegenden Erfindung, auch Klebharze zu identifizieren, mit denen sich in entsprechenden Haftklebebändern besonders gute Haftklebeeigenschaften und gleichzeitig ein besonders vorteilhaftes Geruchsprofil realisieren lassen.
Darüber hinaus war es eine ergänzende Aufgabe der vorliegenden Erfindung, besonders vorteilhafte Mischungsverhältnisse der einzelnen Komponenten zu identifizieren, mit denen sich in entsprechenden Haftklebebändern nicht nur besonders vorteilhafte physikalisch-chemische Eigenschaften realisieren lassen, sondern bei denen auch ein besonders vorteilhaftes Geruchsprofil mit besonders guten Haftklebeeigenschaften kombiniert wird.
Darüber hinaus war es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung entsprechender geruchsarmer Haftklebebänder mit polyurethanbasierter Haftklebemasse anzugeben. Hierbei war es eine Vorgabe, dass das anzugebende Verfahren idealerweise mit den üblicherweise in der Fertigung von Haftklebebändern vorhandenen Gerätschaften durchführbar sein sollte und die in der Produktion beschäftigten Mitarbeiter keinem zusätzlichen Gesundheitsrisiko ausgesetzt werden sollten.
Unter dem Gesichtspunkt einer einfachen Verfahrensführung war es zudem besonders wünschenswert, dass in dem anzugebenden Verfahren die Herstellung des chemisch vernetzten Polyurethan-Polymers, welches die Grundlage für die polyurethanbasierte Haftklebemasse bildet, in üblicher Weise erfolgen kann und entsprechend keine Modifikationen bei dem Schritt der katalytischen Polyaddition notwendig sind, sodass die vorstehend beschriebene Aufgabe vorteilhafterweise durch eine Nachbehandlung des auf herkömmliche Weise hergestellten chemisch vernetzten Polyurethan-Polymers erreicht werden kann.
Abschließend war es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verwendung für Aktivkohlederivate zur Reduktion des Geruchs von Haftklebebändern mit polyurethanbasierten Haftklebemassen anzugeben.
Im Stand der Technik wurde zur Lösung der vorstehend beschriebenen Problematik vorgeschlagen, einer polyurethanbasierten Haftklebemasse ein Pulver von feinen Partikeln zuzusetzen, deren Oberfläche mit Aminogruppen besetzt ist, wie es in der WO 2009/090947 A1 offenbart ist. Mit dem Stand der Technik ist es angeblich möglich, eine polyurethanbasierte Haftklebemasse herzustellen, die im Wesentlichen kein Lösungsmittel umfasst und dadurch eine verringerte Geruchs- bzw. VOC-Belastung aufweist, ohne die für die Haftklebrigkeit relevanten Eigenschaften zu verschlechtern. Die aus dem Stand der Technik bekannte Lösung wird jedoch regelmäßig als nachteilig empfunden, insbesondere, weil die bei dieser Technologie vorgesehenen, mit Aminogruppen beschichteten Partikeln vergleichsweise aufwendig herzustellen sind und weil die Reduktion des durch die zugesetzten Klebharze verursachten „Odor Level“ und der VOC-Immissionen teilweise als unzureichend empfunden wird.
Das Dokument US 2010/0174006 A1 stammt aus einem anderen technischen Gebiet und befasst sich mit der Herstellung von Polyurethanschäumen mit verringerten VOC-Emissionen für Filtrationsanwendungen. US 2010/0174006 A1 lehrt den Einsatz eines Strebenverstärkungsmittels und eines VOC-Adsorptionsmitteln im Schaum, wobei der Einschluss der Adsorptionsmittel in die Formulierung während der Reaktion zwischen dem Isocyanat und dem Polyol erfolgen soll. Der Vergleich von ausreagierten Polyurethanschäumen und deren Eigenschaften sowie der Verwendung spezifischer Substanzen im Zuge der Schaumbildung ist erfahrungsgemäß nur schwer auf haftklebrige Polyurethanklebemassen zu übertragen, deren physikalisch-chemische Eigenschaften sich einsatzbedingt fundamental von denen eines Polyurethanschaums unterscheiden müssen. Insoweit haben die Erfinder in eigenen Experimenten auch festgestellt, dass mit vielen der in der US 2010/0174006 A1 offenbarten VOC-Absorptionsmittel, zu denen neben allgemeinen kohlenstoffhaltigen Materialien insbesondere auch Zeolithe gezählt werden, in Haftklebebändern mit polyurethanbasierten Haftklebemassen und Klebharzen keine zufriedenstellende Reduktion des Geruchs und/oder der VOC-Immissionen erzielt werden können.
Insoweit haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung überraschend festgestellt, dass eine zufriedenstellende Reduktion des „Odor Level“ und eine Verbesserung des Geruchsprofils in polyurethanbasierten Haftklebemassen mit Klebharzen überraschenderweise dann erzielt werden kann, wenn der polyurethanbasierten Haftklebemasse ein Aktivkohlederivat zugesetzt wird.
Die vorstehend genannten Aufgaben werden somit durch Haftklebebänder mit einer polyurethanbasierten Haftklebemasse, Verfahren zur Herstellung entsprechender Haftklebebänder und die Verwendung von Aktivkohlederivaten zur Reduktion des Geruchs von Haftklebebändern mit polyurethanbasierten Haftklebemassen gelöst, wie sie in den Ansprüchen definiert sind. Bevorzugte erfindungsgemäße Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und den nachfolgenden Ausführungen.
Solche Merkmale erfindungsgemäßer Haftklebebänder, Verfahren und Verwendungen, die nachfolgend als bevorzugt bezeichnet sind, werden in besonders bevorzugten Ausführungsformen mit anderen als bevorzugt bezeichneten Merkmalen kombiniert. Ganz besonders bevorzugt sind somit Kombinationen von zwei oder mehr der nachfolgend als besonders bevorzugt bezeichneten Haftklebebänder, Verfahren und Verwendungen. Merkmale bevorzugter erfindungsgemäßer Verfahren und Verwendungen ergeben sich aus den Merkmalen bevorzugter erfindungsgemäßer Haftklebebänder.
Die Erfindung betrifft ein Haftklebeband mit einer polyurethanbasierten Haftklebemasse umfassend:

- ein chemisch vernetztes Polyurethan-Polymer, hergestellt durch katalytische Polyaddition von einem oder mehreren Polyisocyanaten mit einem oder mehreren Polyolen, und
- ein oder mehrere Klebharze, bevorzugt ein Klebharz,

Es wurde gefunden, dass erfindungsgemäße Haftklebebänder ausgezeichnete Hafteigenschaften, insbesondere eine ausgezeichnete Haftklebrigkeit aufweisen, und zudem nahezu geruchsneutral sind, sodass sie ein besonders positives Geruchsprofil aufweisen. Als besonders vorteilhaft hat sich dabei erwiesen, dass entsprechende erfindungsgemäße Haftklebebänder unter Verwendung der bei Herstellern von Haftklebebändern bereits vorhandenen Infrastruktur und unter Einsatz von üblichen Ausgangsmaterialien herstellen lassen, wobei lediglich Aktivkohlederivate zugesetzt werden müssen. Hierbei ist besonders vorteilhaft, dass Aktivkohlederivate regelmäßig nicht nur besonders günstig sind und über ein geringes Eigengewicht verfügen, sondern auch sehr leicht und sicher gehandhabt werden können. Dabei ist es als Vorteil anzusehen, dass Aktivkohlederivate aus gesundheitlicher Sicht üblicherweise als unbedenklich angesehen werden können.
Der Begriff Klebeband ist für den Fachmann im Bereich der Klebetechnik klar. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bezeichnet der Ausdruck Band alle dünnen, flächigen Gebilde, d.h. Gebilde mit einer überwiegenden Ausdehnung in zwei Dimensionen, insbesondere Folien, Folienabschnitte und Etiketten, bevorzugt Bänder mit ausgedehnter Länge und begrenzter Breite sowie entsprechende Bandabschnitte. Ein Klebeband ist somit eine zu einem Band geformte Klebemasse, welche beispielsweise in aufgerollter Form als Klebebandrolle angeboten werden kann. Das Klebeband kann dabei beispielsweise einen Träger aufweisen, der ein- oder beidseitig mit einer Klebemasse beschichtet ist, oder kann alternativ im Fall der sogenannten Transferklebebänder oder „Transfer-Tapes“ ausschließlich aus einer Klebstoffschicht, d.h. aus Haftklebemasse, bestehen.
Ein Haftklebeband ist in Übereinstimmung mit dem fachmännischen Verständnis ein Klebeband, welches über haftklebrige Eigenschaften verfügt, d.h. über die Eigenschaft bereits unter relativ schwachem Andruck eine dauerhafte Verbindung zu einem Haftgrund einzugehen. Haftklebebänder sind üblicherweise nach Gebrauch im Wesentlichen rückstandsfrei vom Haftgrund wieder ablösbar und in der Regel schon bei Raumtemperatur permanent eigenklebrig, was bedeutet, dass sie eine gewisse Viskosität und Anfassklebrigkeit aufweisen, sodass sie die Oberfläche eines Untergrunds bereits bei geringem Andruck benetzen.
Die Haftklebrigkeit eines Haftklebebandes ergibt sich daraus, dass als Klebemasse eine Haftklebemasse verwendet wird. Ohne an diese Theorie gebunden sein zu wollen, wird häufig davon ausgegangen, dass eine Haftklebemasse als extrem hochviskose Flüssigkeit mit einem elastischen Anteil betrachtet werden kann, die demzufolge charakteristische viskoelastische Eigenschaften aufweist, die zu der vorstehend beschriebenen dauerhaften Eigenklebrigkeit und Haftklebefähigkeit führen. Man geht davon aus, dass es bei entsprechenden Haftklebemassen bei mechanischer Deformation sowohl zu viskosen Fließprozessen als auch zum Aufbau elastischer Rückstellkräfte kommt. Der anteilige viskose Fluss dient dabei zur Erzielung von Adhäsion, während die anteiligen elastischen Rückstellkräfte insbesondere zur Erzielung von Kohäsion notwendig sind. Die Zusammenhänge zwischen der Rheologie und der Haftklebrigkeit sind im Stand der Technik bekannt und beispielsweise in „Satas, Handbook of Pressure Sensitive Adhesives Technology“, Third Edition, (1999), Seiten 153 bis 203, beschrieben.
Zur Charakterisierung des Maßes an elastischem und viskosem Anteil werden üblicherweise der Speichermodul (G') und der Verlustmodul (G‛‛) herangezogen, die mittels dynamisch mechanischer Analyse (DMA), beispielsweise unter Verwendung eines Rheometers, ermittelt werden können, wie es in der WO 2015/189323 offenbart wird.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird eine Klebemasse vorzugsweise dann als haftklebrig und somit als Haftklebemasse verstanden, wenn bei einer Temperatur von 23 °C im Deformationsfrequenzbereich von 10° bis 10¹ rad/sec G' und G'' jeweils zumindest zum Teil im Bereich von 10³ bis 10⁷ Pa liegen.
In Übereinstimmung mit dem fachmännischen Verständnis wird eine Haftklebemasse dann als polyurethanbasierte Haftklebemasse angesehen, wenn sie ein chemisch vernetztes Polyurethan-Polymer enthält, welches durch katalytische Polyaddition von einem oder mehreren Polyisocyanaten mit einem oder mehrere Polyolen hergestellt wurde. Bevorzugt sind solche polyurethanbasierten Haftklebemassen, in denen der Massenanteil des chemisch vernetzten Polyurethan-Polymers bezogen auf die Gesamtmasse der polyurethanbasierten Haftklebemasse 20 % oder mehr, bevorzugt 40 % oder mehr, besonders bevorzugt 60 % oder mehr, beträgt.
Wie vorstehend erläutert kann es sich bei dem Polyurethan-Polymer um ein CoPolymer handeln, wenn für die Herstellung beispielsweise zwei chemisch verschiedene Polyisocyanate und/oder zwei chemisch verschiedene Polyole eingesetzt werden.
Wie in den meisten technischen Gebieten, in denen Polymere eingesetzt werden, ist es auch bei diesen polyurethanbasierten Haftklebemassen im Wesentlichen unmöglich, das eingesetzte Polyurethan-Polymer eindeutig durch strukturelle Merkmale zu beschreiben, da die im Material enthaltenen Polymerketten inhärent einer großen Streuung hinsichtlich der Kettenlänge und deren relativer Anordnung zueinander, sowie bei Co-Polymeren auch der Anordnung der Monomereinheiten entlang der Polymerkette aufweisen. Entsprechend wird in Übereinstimmung mit dem Verständnis des Fachmanns das Polyurethan-Polymer im Rahmen der vorliegenden Erfindung über das zu seiner Herstellung verwendete Verfahren definiert. Das Polyurethan-Polymer, welches erfindungsgemäß in der polyurethanbasierten Haftklebemasse eingesetzt wird, wird entsprechend durch katalytische Polyaddition von einem oder mehreren Polyisocyanaten mit einem oder mehreren Polyolen hergestellt bzw. ist auf diese Weise herstellbar. Die katalytische Polyaddition von Polyisocyanaten mit Polyolen ist dem Fachmann grundsätzlich bekannt und im Stand der Technik umfassend beschrieben.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Haftklebeband, wobei das eine oder die mehreren Polyisocyanate ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus aliphatischen Polyisocyanaten mit einer Funktionalität von 2 oder 3, bevorzugt mit einer Funktionalität von 2, die bevorzugt ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Butan-1,4-diisocyanat, Tetramethoxybutan-1,4-diisocyanat, Hexan-1,6-diisocyanat, Ethylendiisocyanat, 2,2,4-Trimethylhexamethylendiisocyanat, Ethylethylendiisocyanat, Dicyclohexylmethandiisocyanat, 1,4-Diisocyanatocyclohexan, 1,3-Diisocyanatocyclohexan, 1,2-Diisocyanatocyclohexan, 1,3-Diisocyanatocyclopentan, 1,2-Diisocyanatocyclopentan, 1,2-Diisocyanatocyclobutan, 1-Isocyanatomethyl-3-isocyanato-1,5,5-trimethylcyclohexan (Isophorondiisocyanat), 1-Methyl-2,4-diisocyanatocyclohexan, 1,6-Diisocyanato-2,2,4-trimethylhexan, 1,6-Diisocyanato-2,4,4-trimethylhexan, 5-Isocyanato-1-(2-isocyanatoeth-1-yl)-1,3,3-trimethyl-cyclohexan, 5-Isocyanato-1-(3-isocyanatoprop-1-yl)-1,3,3-trimethyl-cyclohexan, 5-Isocyanato-1-(4-isocyanatobut-1-yl)-1,3,3-trimethyl-cyclohexan, 1-Isocyanato-2-(3-isocyanatoprop-1-yl)-cyclohexan, 1-Isocyanato-2-(2-isocyanatoeth-1-yl)-cyclohexan, 2-Heptyl-3,4-bis(9-isocyanatononyl)-1-pentyl-cyclohexan, Norbonandiisocyanatomethyl, hydrierten Diphenylmethandiisocyanaten und chlorierten, bromierten, schwefel- oder phosphorhaltigen aliphatischen Diisocyanaten.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Haftklebeband, wobei das eine oder die mehreren Polyole ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Ethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, 1,2-Propylenglykol, 1,3-Propandiol, 1,4-Butandiol, 1,6-Hexandiol, 3- Methyl-1,5-pentandiol, 2,2,4-Trimethyl-pentan-1,3-diol, 2-Butyl-2-ethyl-1,3-propandiol, 2,2-Dimethyl-1,3-propandiol, 2-Methyl-1,3-propandiol, 2-Ethyl-1,3-Hexandiol sowie Polymeren und Oligomeren dieser Polyole, insbesondere Polypropylenglycol.
Die katalytische Polyaddition wird durch einen Katalysator katalysiert. Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Haftklebeband, wobei das chemisch vernetzte Polyurethan-Polymer durch katalytische Polyaddition von Polyisocyanaten mit Polyolen in der Gegenwart eines Bismutcarboxylat- oder Bismutcarboxylatderivat-haltigen Katalysators hergestellt wird, wobei der Katalysator vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Bismuttrisdodecanoat, Bismuttrisdecanoat, Bismuttrisneodecanoat, Bismuttrisoctanoat, Bismuttrisisooctanoat, Bismuttrishexanoat, Bismuttrispentanoat, Bismuttrisbutanoat, Bismuttrispropanoat und Bismuttrisacetat.
Die entsprechenden Katalysatoren haben sich in eigenen Versuchen mit polyurethanbasierten Haftklebemassen als besonders leistungsstark erwiesen und resultieren in polyurethanbasierten Haftklebemassen, die für den Einsatz in erfindungsgemäßen Haftklebebändern besonders geeignet sind. Darüber hinaus wurden keine ungewünschten Wechselwirkungen zwischen diesen Katalysatoren und den eingesetzten Aktivkohlederivaten festgestellt.
Das erfindungsgemäße Haftklebeband umfasst in der polyurethanbasierten Haftklebemasse ein oder mehrere Klebharze, die wie vorstehend erläutert dazu beitragen, der polyurethanbasierten Haftklebemasse die haftklebrige Eigenschaft zu verleihen bzw. diese besser an die Erfordernisse des beabsichtigten Anwendungszwecks anzupassen. Diese Klebharze werden vom Fachmann auch als „tackifier“ bezeichnet. Der Ausdruck Klebharz bezeichnet dabei zunächst ein oligomeres oder polymeres Harz, dass die Eigenklebrigkeit der Haftklebemasse im Vergleich zu der Klebharz-freien, ansonsten aber identischen Klebemasse erhöht.
Als Klebharze können beispielsweise Kohlenwasserstoffharze (zum Beispiel Polymere auf Basis ungesättigter C₅- oder C₉-Monomere), Terpenphenolharze, Polyterpenharze auf Basis von α-Pinen und/oder β-Pinen und/oder δ-Limonen, aromatische Harze wie Cumaron-Inden-Harze oder Harze auf Basis von Styrol oder α-Methylstyrol sowie Kolophonium und seine Folgeprodukte, zum Beispiel disproportionierte, dimerisierte oder veresterte Harze, zum Beispiel Umsetzungsprodukte mit Glycol, Glycerin oder Pentaerythrit, eingesetzt werden.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Haftklebeband, wobei das eine oder die mehreren Klebharze eine Polydispersität von weniger als 2,1, vorzugsweise weniger als 1,8, besonders bevorzugt weniger als 1,6 aufweisen.
Wie vorstehend erläutert, können in erfindungsgemäßen Haftklebebändern prinzipiell eine große Bandbreite an Klebharzen eingesetzt werden. In eigenen Experimenten hat sich jedoch gezeigt, dass mit Terpenphenolharzen in polyurethanbasierten Haftklebemassen nicht nur ausgezeichnete Haftklebeeigenschaften erzielt werden können, sondern dass Terpenphenolharze, bzw. die von diesen emittierten Stoffe, auch eine besonders hohe Kompatibilität mit den erfindungsgemäß einzusetzenden Aktivkohlederivaten zeigen, so dass mit der Kombination dieser Zusätze zur Haftklebemasse erfindungsgemäße Haftklebebänder mit besonders vorteilhaften Geruchsprofilen erhalten werden können. Mit Blick auf die Haftklebrigkeit der erhaltenen Haftklebemasse hat es sich dabei als besonders vorteilhaft erwiesen, Terpenphenolharze mit einem Erweichungspunkt in einem Temperaturintervall zwischen 90 °C bis 115 °C einzusetzen, wobei die Charakterisierung von Terpenphenolharzen über den Erweichungspunkt für den Fachmann eine geläufige Charakterisierung ist.
Bevorzugt ist demnach ein erfindungsgemäßes Haftklebeband, wobei die ein oder mehreren Klebharze ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Terpenphenolharzen, bevorzugt ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Terpenphenolharzen mit einem Erweichungspunkt im Bereich von 90 °C bis 115 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 95 °C bis 110 °C.
Als besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Haftklebebänder kann es gesehen werden, dass diese hinsichtlich der einzusetzenden Menge an Klebharz sehr flexibel sind. Jedoch hat sich in eigenen Experimenten gezeigt, dass mit den üblichen Masseanteilen an Aktivkohlederivaten bei sehr hohen Klebharzanteilen eine als unzureichend empfundene Geruchsreduktion auftreten kann. Auch wenn höhere Anteile an Klebharz für bestimmte Anwendungen sinnvoll sein können, und obwohl auch in diesen erfindungsgemäßen Haftklebebändern eine vorteilhafte Reduktion des „Odor Level“ beobachtet wird, sind erfindungsgemäße Haftklebebänder bevorzugt, in denen der Massenanteil der Klebharze an der polyurethanbasierten Haftklebemasse einen bestimmten Schwellenwert nicht überschreitet.
Somit ist ein erfindungsgemäßes Haftklebeband bevorzugt, wobei die polyurethanbasierten Haftklebemasse bezogen auf die Gesamtmasse der polyurethanbasierten Haftklebemasse Klebeharze in einem Massenanteil von 0,5 bis 55 %, bevorzugt 5 bis 40 %, besonders bevorzugt 10 bis 35 %, umfasst.
Das erfindungsgemäße Haftklebeband umfasst in der polyurethanbasierten Haftklebemasse ein oder mehrere Aktivkohlederivate. Wie vorstehend erläutert, hat sich überraschend gezeigt, dass der Zusatz von Aktivkohlederivaten in entsprechenden Haftklebebändern zu einem besonders geringen „Odor Level“ führt, sodass sich für erfindungsgemäße Haftklebebänder ein besonders positives Geruchsprofil ergibt. Die erfindungsgemäßen Haftklebebänder umfassen das eine oder die mehreren Aktivkohlederivate entsprechend zum Zweck der Geruchsreduktion.
Aktivkohle ist eine dem Fachmann bekannte Sammelbezeichnung für verschiedene kohlenstoffhaltige Zusammensetzungen, die einen porösen, feinkörnigen Kohlenstoff mit großer innerer Oberfläche umfassen, wobei der Kohlenstoffanteil bevorzugt über 80 %, besonders bevorzugt über 90 % liegt und die Dichte bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 0,7 g/cm³, besonders bevorzugt 0,2 bis 0,6 g/cm³ beträgt. In Übereinstimmung mit dem fachmännischen Verständnis bezeichnet der Ausdruck Aktivkohlederivate einzelne Mitglieder aus der Familie der Aktivkohle, mit ggf. leicht unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung und/oder Porenstruktur, deren Eigenschaften beispielsweise durch unterschiedliche physikalische und/oder chemische Aktivierungsprozesse erzeugt und/oder verändert wurden. Im Rahmen dieser Erfindung handelt es sich bei sämtlichen Aktivkohlederivaten somit auch selbst jeweils um Aktivkohle, so dass dieser Ausdruck keine Umsetzungsprodukte umfasst, die in Folge einer physikalisch-chemischen Modifikation vom Fachmann selbst nicht mehr als Aktivkohle bezeichnet würden. Eine alternative Beschreibung der Erfindung wäre entsprechend ein Haftklebeband mit einer polyurethanbasierten Haftklebemasse umfassend:

- ein chemisch vernetztes Polyurethan-Polymer, hergestellt durch katalytische Polyaddition von einem oder mehreren Polyisocyanaten mit einem oder mehreren Polyolen, und
- ein oder mehrere Klebharze,

Für erfindungsgemäße Haftklebebänder sind grundsätzlich alle üblichen Aktivkohlederivate geeignet, die über unterschiedliche Aktivierungsverfahren modifiziert werden können. Die Modifizierung kann beispielsweise über eine chemische Aktivierung, eine Wasserdampfaktivierung oder ein anderes im Bereich der Aktivkohle übliches Verfahren erzielt werden.
Als besonders bevorzugt haben sich in eigenen Experimenten Aktivkohlederivate erwiesen, die sehr feinteilig vorliegen bzw. die feinvermahlen sind. Solche Aktivkohlederivate verfügen über eine besonders große Oberfläche und können besonders fein in der Klebemasse verteilt werden, wodurch sich eine besonders gleichmäßige und bezogen auf die eingesetzte Menge an Aktivkohlederivat besonders ausgeprägte Geruchsreduktion erzielen lässt.
Entsprechend ist ein erfindungsgemäßes Haftklebeband bevorzugt, wobei das eine oder die mehreren Aktivkohlederivate ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus chemisch und/oder physikalisch modifizierter Aktivkohle. Zudem ist ein erfindungsgemäßes Haftklebeband bevorzugt, wobei das eine oder die mehreren Aktivkohlederivate eine Teilchengrößenverteilung aufweisen, bei der 70 %, bevorzugt 80 %, besonders bevorzugt 90 %, der Teilchen eine Teilchengröße von 50 µm oder weniger, bevorzugt 25 µm oder weniger, besonders bevorzugt 10 µm oder weniger, aufweisen.
Bevorzugt ist auch ein erfindungsgemäßes Haftklebeband, wobei das eine oder die mehreren Aktivkohlederivate eine innere Oberfläche von mehr als 400 m²/g, bevorzugt von mehr als 600 m²/g, besonders bevorzugt von mehr als 800 m²/g aufweisen, bestimmt mit der BET Methode.
Als besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Haftklebebänder hat sich herausgestellt, dass es zur Erzielung des vorteilhaften technischen Effekts ausreichend ist, wenn das chemisch vernetzte Polyurethan-Polymer erst nach der Herstellung bzw. nach Initiation der Polyadditionsreaktion mit den Klebharzen und/oder den Aktivkohlederivaten versetzt wird. Somit ist es vorteilhafterweise nicht erforderlich, den Schritt der katalytischen Polyaddition von einem oder mehreren Polyisocanaten mit einem oder mehreren Polyolen durch die Zugabe der weiteren Bestandteile zu beeinflussen. Dies gibt dem Fachmann eine besonders große Flexibilität hinsichtlich des Herstellungsprozesses und ermöglich es insbesondere, auch chemisch vorvernetztes Polyurethan-Polymer aus einer separaten Herstellung zu beziehen und dieses bedarfsoptimiert mit dem Aktivkohlederivat zu versetzen. Dadurch ist es beispielsweise möglich, aus einer zentralen Versorgung mit chemisch vernetzten Polyurethan-Polymer sowohl herkömmliche Haftklebebänder als auch die erfindungsgemäßen Haftklebebänder mit reduzierten Geruchsprofil herzustellen, wodurch das erfindungsgemäße Haftklebeband besonders effizient herstellbar ist.
Bevorzugt ist demnach ein erfindungsgemäßes Haftklebeband, wobei das chemisch vernetzte Polyurethan-Polymer zumindest teilweise durch katalytische Polyaddition von Polyisocyanaten mit Polyolen in Abwesenheit von Klebharzen und/oder von Aktivkohlederivaten hergestellt wird, bevorzugt in Abwesenheit von Aktivkohlederivaten.
Für bestimmte Anwendungen kann es vorteilhaft sein, wenn im Haftklebeband bzw. in der polyurethanbasierten Haftklebemasse ein Konzentrationsgradient an Aktivkohlederivaten vorgesehen wird, beispielsweise um die Konzentration an Aktivkohlederivaten, die über keine eigene Haftklebrigkeit verfügen, in dem für die Adhäsion wichtigen Grenzbereich, d.h. auf der Oberfläche des Haftklebebandes, möglichst gering zu halten. In eigenen Versuchen hat sich jedoch gezeigt, dass entsprechende Ausgestaltungen mit Blick auf die Verringerung des „Odor Levels“ bzw. mit Blick auf das Geruchsprofil nachteilig sein können und dass entsprechend solche erfindungsgemäßen Haftklebebänder bevorzugt werden, in denen eine gleichmäßigere Verteilung der Aktivkohlederivate im Haftklebeband erfolgt.
Bevorzugt ist demnach ein erfindungsgemäßes Haftklebeband, wobei das eine oder die mehreren Aktivkohlederivate im Wesentlichen homogen in der polyurethanbasierten Haftklebemasse verteilt vorliegen.
In Übereinstimmung mit dem fachmännischen Verständnis bedeutet eine homogene Verteilung in der polyurethanbasierten Haftklebemasse, dass, wenn die polyurethanbasierte Haftklebemasse gedanklich in eine Vielzahl von kleinen, gleich großen Raumelementen aufgeteilt wird, sodass entlang jeder Raumrichtung eine Vielzahl an kleinen Teilelementen vorliegend, zwischen den Teilelementen ein Unterschied im Massenanteil des Aktivkohlederivats von weniger als 5 %, bevorzugt weniger als 2 %, besonders bevorzugt weniger als 1 %, bezogen auf das aktivkohlereichste Teilelement vorliegt.
Basierend auf den von den Erfindern durchgeführten Experimenten scheint es so zu sein, dass ein Mehr an Aktivkohlederivaten in der polyurethanbasierten Haftklebemasse auch zu einer stärkeren Verringerung des „Odor Levels“ führt. Insoweit haben die Erfinder jedoch festgestellt, dass eine zufriedenstellende Reduktion des Geruchs bei typischen polyurethanbasierten Haftklebemassen bereits mit vergleichsweise geringen Zusätzen an Aktivkohlederivaten erzielt werden kann, sodass in vielen Fällen Additiv eingespart werden kann, welches zu weiteren Geruchsreduktion nicht benötigt wird. Der Einsatz von vergleichsweise kleinen Mengen an Aktivkohlederivat ist dabei auch deshalb vorteilhaft, weil das eine oder die mehreren Aktivkohlederivate, wie vorstehend erläutert, selbst nicht über haftklebrige Eigenschaften verfügen. Wenn zum Erzielen einer besonders starken Geruchsreduktion besonders große Mengen an Aktivkohlederivaten eingesetzt werden, was für bestimmte Anwendungen vorteilhaft sein kann, kann es in Abhängigkeit von den eingesetzten polyurethanbasierten Haftklebemassen zu nachteiligen Auswirkungen auf die Haftklebrigkeit bzw. auf die generellen Klebeeigenschaften des Klebebandes kommen. Insoweit hat sich der Einsatz von vergleichsweise geringen Mengen an Aktivkohlederivaten als besonders vorteilhaft erwiesen, wobei die Erfinder in der Lage waren, Konzentrationsbereiche zu identifizieren, bei denen zuverlässig davon ausgegangen werden kann, dass keine erheblichen negativen Einflüsse auf die Klebeigenschaften der polyurethanbasierten Haftklebemasse auftreten.
Bevorzugt ist insbesondere ein erfindungsgemäßes Haftklebeband, wobei die polyurethanbasierte Haftklebemasse ein oder mehrere Aktivkohlederivate in einem Massenanteil von 0,5 bis 6 %, bevorzugt 1 bis 5 %, besonders bevorzugt 2 bis 4 %, umfasst, bezogen auf die Gesamtmasse der polyurethanbasierten Haftklebemasse.
Ein hinsichtlich der Anwendbarkeit besonders leicht zu handhabendes Haftklebeband wird erhalten, wenn das erfindungsgemäße Haftklebeband mit einem Träger kombiniert wird, wobei es sich als besonders vorteilhaft erwiesen hat, wenn der Träger aus einem Material ausgebildet wird, welches selbst über keinen oder nur einen geringen Eigengeruch verfügt, um die Vorteile der geruchsarmen Haftklebemasse nicht durch Nachteile des Trägers zunichtezumachen bzw. diese Vorteile weiter auszubauen.
Bevorzugt ist demnach ein erfindungsgemäßes Haftklebeband, zusätzlich umfassend:

- ein Trägermaterial,

Hierbei ist ein erfindungsgemäßes Haftklebeband besonders bevorzugt, wobei das Trägermaterial ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polyester, Polyethylenterephthalat, Papier, Gewebe und Vliesstoff, bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polyester, Polyethylenterephthalat, Baumwollgewebe und Vlies-Nähwirkstoff, insbesondere ein unter dem Markennamen Malliwatt vertriebener Vlies-Nähwirkstoff.
Über ein Trägermaterial hinaus kann das erfindungsgemäße Haftklebeband bzw. dessen haftklebrige Seite auch mit einem oder mit mehreren Deckschichten abgedeckt werden, die sich leicht und rückstandlos von dem Haftklebeband abziehen lassen. Solche Deckschichten werden üblicherweise als Releaseliner bezeichnet, wobei sich vorteilhafterweise gezeigt hat, dass die Einsatzmöglichkeiten von Releaselinern durch die Zugabe von Aktivkohlederivaten zur Haftklebemasse nicht geschmälert werden.
Bevorzugt ist somit ein erfindungsgemäßes Haftklebeband, zusätzlich umfassend:

- einen auf der polyurethanbasierten Haftklebemasse angeordneten Releaseliner.

In den Versuchen der Erfinder mit erfindungsgemäßen Haftklebebändern hat es sich mit Blick auf die meisten Endanwendungen als besonders zielführend erwiesen, die Zugabe von Aktivkohlederivaten zur Haftklebemasse so zu bemessen, dass im Geruchstest gemäß VDA270 von 2016, d.h. der Bestimmung des Geruchsverhaltens von Werkstoffen der Kraftfahrzeug-Innenausstattung, in der Probenmengenvariante A, B oder C und der Lagervariante 3 eine Note im Bereich des oberen Drittels erhalten wird, wobei sich insbesondere die Einstellung auf eine Note im Bereich von 1,5 bis 2,0 als besonders kosteneffizient erwiesen hat und zumeist bereits mit vergleichsweise kleinen Mengen an Aktivkohlederivat realisiert werden kann.
Bevorzugt ist somit ein erfindungsgemäßes Haftklebeband, wobei das Haftklebeband bei der Geruchsprüfung gemäß VDA 270 Variante 3 eine Note im Bereich von 1 bis 2 aufweist.
Als weiterer Vorteil erfindungsgemäßer Haftklebebänder kann es angesehen werden, dass die eingesetzten polyurethanbasierten Haftklebemassen in eigenen Versuchen gegenüber aktivkohle-freien Haftklebemassen keine Einschränkungen hinsichtlich der Kompatibilität mit in der Branche üblichen Additiven aufweisen.
Bevorzugt ist im Lichte dieser Erkenntnis ein erfindungsgemäßes Haftklebeband, wobei die polyurethanbasierten Haftklebemasse zusätzlich ein oder mehrere Additive umfasst, die ausgewählt sind aus der Liste bestehend aus Alterungsschutzmitteln (Antioxidantien), Lichtschutzmitteln, UV-Absorbern, rheologischen Additiven und Füllstoffen.
In den Versuchen der Erfinder hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, dass bei erfindungsgemäßen Haftklebebändern eine wirksame Geruchsreduktion auch bei relativ dicken Haftklebebändern erzielt werden kann, insbesondere wenn die Aktivkohlederivate im Wesentlichen homogen in der Haftklebemasse verteilt sind. Besonders deutlich zeigt sich die Geruchsreduktion jedoch bei vergleichsweise dünnen Haftklebebändern, wobei sich bei diesen vorteilhafterweise auch Abweichungen von einer perfekten homogenen Verteilung der Aktivkohlederivate in der Haftklebemasse nicht übermäßig nachteilig auf die erzielbare Geruchsreduktion auswirken.
Als bevorzugt wurden erfindungsgemäße Haftklebebänder identifiziert, wobei das Haftklebeband eine Dicke im Bereich von 10 bis 3000 µm, bevorzugt 20 bis 2000 µm, besonders bevorzugt 40 bis 1500 µm, aufweist.
Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zur Herstellung eines geruchsarmen Haftklebebandes mit einer polyurethanbasierten Haftklebemasse, vorzugsweise eines erfindungsgemäßen Haftklebebandes, umfassend die Schritte:

a) Herstellen oder Bereitstellen einer ersten Komponente umfassend ein oder mehrere Polyisocyanate,
b) Herstellen oder Bereitstellen einer zweiten Komponente umfassend ein oder mehrere Polyole, und
c) Vermischen der ersten und der zweiten Komponente zum Erhalt einer polyurethanbasierten Haftklebemasse durch katalytische Polyaddition der Bestandteile,

Hierbei ist ein erfindungsgemäßes Verfahren bevorzugt, zusätzlich umfassend den Schritt:

d) Auftragen der polyurethanbasierten Haftklebemasse auf ein Trägermaterial.

In den Schritten a) und b) werden die Ausgangssubstanzen für die katalytische Polyaddition hergestellt oder bereitgestellt. Dies bedeutet, dass die Polyisocyanat-Komponente und die Polyol-Komponente entweder innerhalb des Verfahrens hergestellt oder alternativ lediglich bereitgestellt werden können, beispielsweise indem die beiden Komponenten von einem Lieferanten zugekauft werden.
Erfindungsgemäß werden der in Schritt c) erhaltenen polyurethanbasierten Haftklebemasse ein oder mehrere Klebharze und ein oder mehr Aktivkohlederivate zugesetzt, wobei die Klebharze zur Einstellung der haftklebrigen Eigenschaften und die Aktivkohlederivate der Geruchsreduktion der Haftklebemasse dienen.
Im Lichte der vorstehenden Ausführungen ist für den Fachmann ersichtlich, dass die Erfindung auch die Verwendung von Aktivkohlederivaten zur Reduktion des Geruchs von Haftklebebändern mit klebharzhaltigen, polyurethanbasierten Haftklebemassen betrifft, wobei die Aktivkohlederivate als Bestandteil der Haftklebemasse verwendet werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Vergleichsbeispiel 1:
In einem 250 ml Becherglas wird durch Vermischen der Ausgangskomponenten zunächst eine etwa 60%ige Ausgangslösung in Aceton (bezogen auf das Gewicht aller in der Rezeptur vorhandenen Feststoffe) hergestellt. Hierfür werden eingesetzt:

16,6 g Polypropylenglycol (Voranol P400, Dow),
58,8 g Glycerin-initiiertes Polyethertriol (Voranol CP 6055, Dow), und
3,9 g 2-Methyl-1,3-propandiol.

Die Ausgangslösung wird so lange gerührt, bis diese klar ist. Anschließend werden der Ausgangslösung 0,1 g Bismuttrisneodecanoat (Coscat 83, Vertellus) und 15 g Isophorondiisocyanat (Vestanat IPDI, Evonik) zugesetzt. Die erhaltene Lösung wird bei Raumtemperatur (23 °C) ca. 2 Stunden gerührt und anschließend für 1 Woche bei Raumtemperatur gelagert, um die Polyadditionsreaktion zu vervollständigen.
Nach einer Woche werden dem Polyurethan-Polymer 10 g eines Terpenphenolharzes mit einem Erweichungspunkt von 105 °C (Dertophene T 105, DRT) gelöst in 20 ml Aceton zugemischt und mit 5,6 g Hexamethylendiisocyanat Trimer (Desmodur N3300, Covestro) vernetzt.
Der so hergestellte Polyurethan-Haftklebstoff wird anschließend auf eine 50 µm dicke Polyesterfolie mit einer Schichtdicke von 25 µm beschichtet und für 15 Minuten bei 60 °C getrocknet. Das beschichtete Material wird für eine Woche bei Raumtemperatur gelagert.
Vergleichsbeispiel 2:
In einem 250 ml Becherglas wird durch Vermischen der Ausgangskomponenten zunächst eine etwa 60%ige Ausgangslösung in Aceton (bezogen auf das Gewicht aller in der Rezeptur vorhandenen Feststoffe) hergestellt. Hierfür werden eingesetzt:

Die Ausgangslösung wird so lange gerührt, bis diese klar ist. Anschließend werden der Ausgangslösung 0,1 g Bismuttrisneodecanoat (Coscat 83, Vertellus) und 15 g Isophorondiisocyanat (Vestanat IPDI, Evonik) zugesetzt. Die erhaltene Lösung wird bei Raumtemperatur (23 °C) ca. 2 Stunden gerührt. Anschließend werden 3 g Zeolithe Y - CBV 100 (Zeolyst International) mit einer spezifischen Oberfläche von 900 m²/g zugegeben und sorgfältig homogenisiert. Die erhaltene Zusammensetzung wird für 1 Woche bei Raumtemperatur gelagert, um die Polyadditionsreaktion zu vervollständigen.
Nach einer Woche werden dem Polyurethan-Polymer 10 g eines Terpenphenolharzes mit einem Erweichungspunkt von 105 °C (Dertophene T 105, DRT) gelöst in 20 ml Aceton zugemischt und mit 5,6 g Hexamethylendiisocyanat Trimer (Desmodur N3300, Covestro) vernetzt.
Der so hergestellte Polyurethan-Haftklebstoff wird anschließend auf eine 50 µm dicke Polyesterfolie mit einer Schichtdicke von 25 µm beschichtet und für 15 Minuten bei 60 °C getrocknet. Das beschichtete Material wird für eine Woche bei Raumtemperatur gelagert.
Beispiel 1:
In einem 250 ml Becherglas wird durch Vermischen der Ausgangskomponenten zunächst eine etwa 60%ige Ausgangslösung in Aceton (bezogen auf das Gewicht aller in der Rezeptur vorhandenen Feststoffe) hergestellt. Hierfür werden eingesetzt:

16,6 g Polypropylenglycol (Voranol P400, Dow),
58,8 g Glycerin-initiiertes Polyethertriol (Voranol CP 6055, Dow),
3,9 g 2-Methyl-1,3-propandiol.

Die Ausgangslösung wird so lange gerührt, bis diese klar ist. Anschließend werden der Ausgangslösung 0,1 g Bismuttrisneodecanoat (Coscat 83, Vertellus) und 15 g Isophorondiisocyanat (Vestanat IPDI, Evonik) zugesetzt. Die erhaltene Lösung wird bei Raumtemperatur (23 °C) ca. 2 Stunden gerührt. Anschließend werden 3 g einer fein vermahlenen wasserdampfaktivierten Pulveraktivkohle auf Basis von Kokosnuss-Schalen (Donau Carbon) zugegeben und sorgfältig homogenisiert. Das eingesetzte Aktivkohlederivat weist einen Wassergehalt von weniger als 10 Gew.-%, einen pH-Wert im Bereich von 9 bis 11, eine Jodadsorption von mehr als 800 mg/g, eine innere Oberfläche von mehr als 800 m²/g und deinen Aschegehalt von weniger als 10 Gew.-% auf. Mehr als 90 Gew.-% der Teilchen weisen eine Teilchengröße von weniger als 10 µm auf. Die erhaltene Zusammensetzung wird für 1 Woche bei Raumtemperatur gelagert, um die Polyadditionsreaktion zu vervollständigen.
Nach einer Woche werden dem Polyurethan-Polymer 10 g eines Terpenphenolharzes mit einem Erweichungspunkt von 105 °C (Dertophene T 105, DRT) gelöst in 20 ml Aceton zugemischt und mit 5,6 g Hexamethylendiisocyanat Trimer (Desmodur N3300, Covestro) vernetzt.
Der so hergestellte Polyurethan-Haftklebstoff wird anschließend auf eine 50 µm dicke Polyesterfolie mit einer Schichtdicke von 25 µm beschichtet und für 15 Minuten bei 60 °C getrocknet. Das beschichtete Material wird für eine Woche bei Raumtemperatur gelagert.
Beispiel 2:
In einem 250 ml Becherglas wird durch Vermischen der Ausgangskomponenten zunächst eine etwa 60%ige Ausgangslösung in Aceton (bezogen auf das Gewicht aller in der Rezeptur vorhandenen Feststoffe) hergestellt. Hierfür werden eingesetzt:

80,0 g Polypropylenglycol (Desmophen 1632, Bayer),
8,1 g Polycaprolactonpolyol (Capa 2043, Ingevity).

Die Ausgangslösung wird so lange gerührt, bis diese klar ist. Anschließend werden der Ausgangslösung 0,1 g Bismuttrisneodecanoat (Coscat 83, Vertellus) und 7,7 g Hexamethylendiisocyanat (Evonik) zugesetzt. Die erhaltene Lösung wird bei Raumtemperatur (23 °C) ca. 2 Stunden gerührt. Anschließend werden 3 g einer fein vermahlenen wasserdampfaktivierten Pulveraktivkohle auf Basis von Kokosnuss-Schalen (Donau Carbon) zugegeben und sorgfältig homogenisiert. Das eingesetzte Aktivkohlederivat weist einen Wassergehalt von weniger als 10 Gew.-%, einen pH-Wert im Bereich von 9 bis 11, eine Jodadsorption von mehr als 800 mg/g, eine innere Oberfläche von mehr als 800 m²/g und deinen Aschegehalt von weniger als 10 Gew.-% auf. Mehr als 90 Gew.-% der Teilchen weisen eine Teilchengröße von weniger als 10 µm auf. Die erhaltene Zusammensetzung wird für 1 Woche bei Raumtemperatur gelagert, um die Polyadditionsreaktion zu vervollständigen.
Nach einer Woche werden dem Polyurethan-Polymer 10 g eines Terpenphenolharzes mit einem Erweichungspunkt von 105 °C (Dertophene T 105, DRT) gelöst in 20 ml Aceton zugemischt und mit 4,0 g Hexamethylendiisocyanat Trimer (Desmodur N3300, Covestro) vernetzt.
Der so hergestellte Polyurethan-Haftklebstoff wird anschließend auf eine 50 µm dicke Polyesterfolie mit einer Schichtdicke von 25 µm beschichtet und für 15 Minuten bei 60 °C getrocknet. Das beschichtete Material wird für eine Woche bei Raumtemperatur gelagert.
Bestimmung des Geruchsverhaltens
Die in den Vergleichsbeispielen 1 und 2 sowie den Beispielen 1 und 2 hergestellten Haftklebebänder wurden nach der Lagerung bei Raumtemperatur gemäß der Vorschrift VDA270 aus dem Jahr 2016 (November) zur Bestimmung des Geruchsverhalten von Werkstoffen der Kraftfahrzeug-Innenausstattung einem Geruchstest unterzogen. Hierbei kamen die Lagerbedingungen gemäß Variante 3 zum Einsatz, d.h. eine Lagerung bei 80 °C ± 2 °C für eine Lagerdauer von 2 h ± 10 min.
Die Ergebnisse der Bestimmung des Geruchsverhaltens sind in der nachfolgenden Tabelle 1 zusammengefasst. Tabelle 1

Probe Note

Vergleichsbeispiel 1 3,5

Vergleichsbeispiel 2 3,0

Beispiel 1 1,5

Beispiel 2 1,5
Aus den in Tabelle 1 zusammengestellten Testergebnissen ist klar ersichtlich, dass mit erfindungsgemäßen Haftklebebändern ein sehr gutes Geruchsverhalten erzielt wird und die erfindungsgemäßen Haftklebebänder nahezu geruchsneutral sind.
Der Zusatz von Aktivkohlederivaten führt in beiden Beispielen gegenüber dem Vergleichsbeispiel 1 zu einer signifikanten Verbesserung des Geruchsverhaltens und somit zu einer Verringerung des „Odor Level“.
Aus dem Vergleich der Beispiele mit dem Vergleichsbeispiel 2 ist darüber hinaus ersichtlich, dass im Gegensatz zu dem erfindungsgemäßen Einsatz von Aktivkohlederivaten der Zusatz von Zeolithmaterial nur zu einer sehr geringen Verbesserung des Geruchsverhaltens führt, auch wenn Zeolithe aufgrund der großen inneren Oberfläche zumindest theoretisch ein ähnliches Verhalten zeigen sollten.
Die experimentellen Daten deuten demnach darauf hin, dass Aktivkohlederivate in besonderer Weise dazu geeignet sind, in klebharzhaltigen, polyurethanbasierten Haftklebemassen zu einer Reduktion des Geruchs zu führen.
Die klebtechnischen Eigenschaften der Beispiele 1 und 2 waren gegenüber den Vergleichsbeispielen 1 und 2 nicht verschlechtert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 3437622 A [0008]
US 3718712 A [0008]
US 4087392 A [0008]
DE 1904102 A [0008]
WO 2009/090947 A1 [0021]
US 2010/0174006 A1 [0022]
WO 2015/189323 [0031]

Claims

Haftklebeband mit einer polyurethanbasierten Haftklebemasse umfassend: - ein chemisch vernetztes Polyurethan-Polymer, hergestellt durch katalytische Polyaddition von einem oder mehreren Polyisocyanaten mit einem oder mehreren Polyolen, und - ein oder mehrere Klebharze, dadurch gekennzeichnet, dass die polyurethanbasierte Haftklebemasse zur Verringerung des Geruchs ein oder mehrere Aktivkohlederivate umfasst.
Haftklebeband nach Anspruch 1, wobei das chemisch vernetzte Polyurethan-Polymer zumindest teilweise durch katalytische Polyaddition von einem oder mehreren Polyisocyanaten mit einem oder mehreren Polyolen in Abwesenheit von Klebharzen und/oder von Aktivkohlederivaten hergestellt wird.
Haftklebeband nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die ein oder mehreren Klebharze ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Terpenphenolharzen, bevorzugt ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Terpenphenolharzen mit einem Erweichungspunkt im Bereich von 90 °C bis 115 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 95 °C bis 110 °C.
Haftklebeband nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die polyurethanbasierte Haftklebemasse bezogen auf die Gesamtmasse der polyurethanbasierten Haftklebemasse Klebeharz in einem Massenanteil von 0,5 bis 55 %, bevorzugt 5 bis 40 %, besonders bevorzugt 10 bis 35 %, umfasst.
Haftklebeband nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das eine oder die mehreren Aktivkohlederivate ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus chemisch und/oder physikalisch modifizierter Aktivkohle, wobei das eine oder die mehreren Aktivkohlederivate vorzugsweise eine Teilchengrößenverteilung aufweisen, wobei 70 %, bevorzugt 80 %, besonders bevorzugt 90 %, der Teilchen eine Teilchengröße von 50 µm oder weniger, bevorzugt 25 µm oder weniger, besonders bevorzugt 10 µm oder weniger, aufweisen.
Haftklebeband nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das eine oder die mehreren Aktivkohlederivate im Wesentlichen homogen in der polyurethanbasierten Haftklebemasse verteilt vorliegen.
Haftklebeband nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die polyurethanbasierten Haftklebemasse ein oder mehrere Aktivkohlederivate in einem Massenanteil von 0,5 bis 6 %, bevorzugt 1 bis 5 %, besonders bevorzugt 2 bis 4 %, umfasst, bezogen auf die Gesamtmasse der polyurethanbasierten Haftklebemasse.
Haftklebeband nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Haftklebeband bei der Geruchsprüfung gemäß VDA 270 Variante 3 eine Note im Bereich von 1 bis 2 aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines geruchsarmen Haftklebebandes mit einer polyurethanbasierten Haftklebemasse, vorzugsweise eines Haftklebebandes nach einem der Ansprüche 1 bis 8, umfassend die Schritte: a) Herstellen oder Bereitstellen einer ersten Komponente umfassend ein oder mehrere Polyisocyanate, b) Herstellen oder Bereitstellen einer zweiten Komponente umfassend ein oder mehrere Polyole, und c) Vermischen der ersten und der zweiten Komponente zum Erhalt einer polyurethanbasierten Haftklebemasse durch katalytische Polyaddition der Bestandteile, wobei der polyurethanbasierten Haftklebemasse ein oder mehrere Klebharze und ein oder mehr Aktivkohlederivate zugesetzt werden.
Verwendung von Aktivkohlederivaten zur Reduktion des Geruchs von Haftklebebändern mit klebharzhaltigen, polyurethanbasierten Haftklebemassen, wobei die Aktivkohlederivate als Bestandteil der Haftklebemasse verwendet werden.