DE102021130344A1

DE102021130344A1 - Stanzling insbesondere zum dauerhaften Verschließen von Löchern

Info

Publication number: DE102021130344A1
Application number: DE102021130344.3A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Pieper; Tobias FIEDLER
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG; Tesa SE
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG; Tesa SE
Priority date: 2021-11-19
Filing date: 2021-11-19
Publication date: 2023-05-25

Abstract

Ein Stanzling (10) zum dauerhaften Verschließen von Löchern (200) insbesondere in Blechen (104) oder in Kunststoffteilen, der ein Abdeckteil (105) aufweist, das aus mindestens einer Trägerschicht (100) und mindestens einer Klebemassenschicht (101) besteht, wobei das Abdeckteil (105) derart ausgebildet ist, dass es einen Überstand zu dem zu verschließenden Loch (200) aufweist, und der des Weiteren ein Füllteil (106) aufweist, wobei das Füllteil (106) aus mindestens einer Schicht (102) besteht, die auf der Klebemassenschicht (103) des Abdeckteils (105) angeordnet ist, wobei das Füllteil (106) eine Geometrie entsprechend dem zu verschließenden Loch (200) aufweist und derart auf dem Abdeckteil (105) angeordnet ist, dass das Abdeckteil (105) an jeder Stelle der Außenkontur des Füllteils (106) einen Überstand zum Füllteil (106) aufweist, ermöglicht eine sehr genaue Positionierung des Stanzlings (10) für ein zuverlässiges Verschließen des Loches (200).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stanzling zum dauerhaften Verschließen von Löchern insbesondere in Blechen oder in Kunststoffteilen, wobei der Stanzling ein Abdeckteil aufweist, das aus mindestens einer Trägerschicht und mindestens einer Klebemassenschicht besteht, wobei das Abdeckteil derart ausgebildet ist, dass es einen Überstand zu dem zu verschließenden Loch aufweist, sowie ein Verfahren zum Verspenden solcher Stanzlinge zum dauerhaften Verschließen von Löchern insbesondere in Blechen oder in Kunststoffteilen.
Bei der Fertigung von komplexeren Gebilden aus Metallblechen und/oder Kunststoffen lässt es sich konstruktiv nicht vermeiden, dass in die Bleche oder Kunststoffe Löcher geschnitten werden müssen, um an dahinter liegende Hohlräume, sei es zum Lackieren oder sei es zum Verschweißen, zu gelangen.
Diese Löcher sind nach dem Abschluss des gewünschten Prozesses zumeist nicht mehr erforderlich, oftmals sogar störend, weil durch sie Luft, Luftfeuchtigkeit oder Wasser in das Gebilde eindringen kann, was beispielsweise zu Oxidationsprozessen (Rost) führen kann. Eine einfache Lösung zur Vermeidung dieser Probleme besteht darin, die Löcher nach Gebrauch wieder zu verschließen.
Gerade bei der Produktion von modernen Fahrzeugen wie Wasserfahrzeugen, Landfahrzeugen (Lastkraftwagen, Automobilen usw.), Luftfahrzeugen, Raumfahrzeugen, Kombinationen hiervon, zum Beispiel Amphibienfahrzeugen, ist es unumgänglich, dass während des Zusammenbaus in vielen einzelnen Teilen aus Blechen oder Kunststoffen unterschiedlich große Löcher erforderlich sind. Üblicherweise liegen die Durchmesser der Löcher zwischen 5 und 50 mm. Viele dieser Löcher müssen im späteren Prozess wieder luft- und insbesondere wasserdicht verschlossen werden, um besagte Korrossionsangriffe zu unterbinden.
Außerdem ist ein Verschließen der Löcher erforderlich, um die Geräuschdämmung des Passagierinnenraums zu verbessern.
Im Folgenden werden die der Erfindung zugrundeliegenden Probleme sowie deren Lösung am Beispiel der Karosserie eines Automobils beschrieben. Dies stellt ausdrücklich keine Beschränkung des Erfindungsgedankens auf diese Anwendung dar. Diese Anwendung ist Teil des technischen Feldes, auf dem die Erfindung besonders vorteilhaft zum Tragen kommt. Wenn ab jetzt die Verwendung in einer Karosserie genannt ist, liest der Fachmann alle anderen Anwendungsmöglichkeiten außerhalb einer Karosserie mit.
Im Automobilbau müssen Löcher an verschiedenen Stellen in der Karosserie gesetzt beziehungsweise ausgestanzt werden. In der Regel erfolgt dies beim Stanz- und Umformungsprozess der einzelnen Blech- oder Aluminiumteile. Weiter können auch Löcher in Kunststoffbauteile gebohrt werden. Anschließend werden mittels verschiedener Fügeprozesse die einzelnen Metallteile miteinander verbunden, und es entsteht die Rohkarosse. Die darin befindlichen Löcher, Öffnungen oder Durchbrüche dienen unter anderem als Lackablauflöcher (zum Beispiel für KTL-Lacke (KTL = kathodische Tauchlackierung)), Wachsinjektionslöcher, Wachsablauflöcher, Löcher für spätere Verschraubungen in der Montage oder für Kabeldurchführungen. Viele dieser Löcher müssen nach dem Trocknen des kathodischen Tauchlackes wieder verschlossen werden oder auch nach dem finalen Klarlack-Prozess. In letzterem Fall findet der Lochverschluss im Montageprozess statt.
Ein Lochverschluss kann wegen verschiedener Ursachen notwendig und/oder wünschenswert sein, zum Beispiel:

- Schutz vor Feuchtigkeit
- Vermeidung von Akustik-Problemen
- Korrosionsschutz

In der Regel werden die Löcher beziehungsweise Öffnungen mittels Spritzgussteilen (Stopfen) aus verschiedenen, je nach Anforderungsprofil angefertigten Kunststoffen verschlossen. Das können zum Beispiel Stopfen aus PET, ABS, PP, PVC, EPDM, PA und aus weiteren gängigen im Markt befindlichen Kunststoffen oder auch Kombinationen aus den genannten Materialien und aus marktüblichen hier nicht aufgeführten Kunststoffsubstraten sein. Im Einsatz finden sich auch Materialien, die einen Anteil von Glasfasern besitzen; denkbar sind auch Carbonfasern, die eine Verstärkung des Stopfens zum Beispiel gegen das Durchstoßen bieten. Grundsätzlich sind alle gängigen Kunststoffsubstrate möglich, solange diese bestimmte Parameter zu Lackierbarkeit, Temperaturstabilität, Formstabilität unter klimatischen Bedingungen aufweisen und auch eine gewisse Wirtschaftlichkeit im Herstellungsprozess der Stopfen erfüllen.
Die derzeit zum Verschließen von Karosserielöchern verwendeten Kunststoffstopfen verschließen in der Regel zum einen im Einzelfall das Loch nicht sicher, und zum anderen sind sie vergleichsweise aufwändig und teuer herzustellen. Für jede Lochgröße ist ein spezieller, auf die Lochgröße angepaßter Stopfen erforderlich. Dies bedeutet hohen logistischen und verwaltungstechnischen Aufwand für den Abnehmer der Stopfen. So muss an der Produktionslinie eine große Anzahl von Stopfen verschiedener Größen in jeweils zugeordneten Lagerkästen vorgehalten werden.
Neben solchen Stopfen eignen sich zum Verschließen der beschriebenen Löcher außerdem Klebebänder, die angepaßt auf die Lochgröße abgelängt oder gestanzt werden. Aber auch die bekannten Klebebänder werden den steigenden Anforderungen des Marktes nicht immer gerecht.
Hier sollen die selbstklebenden Lochverschlüsse, die eine akustische Wirkung erzielen müssen, näher betrachtet werden.
Oft werden diese akustikrelevanten Lochverschlüsse in der Montage eingesetzt, um in der Fahrgastzelle einen abgeschotteten Bereich, den Fahrzeuginnenraum, zu ermöglichen. Die Akustik kann im Fahrzeuginnenraum zum Beispiel durch Abrollgeräusche der Reifen oder auch durch Rollsplitt sowie kleine Steinchen gestört werden, die gegen die Fahrzeugbeplankung und auch gegen die Fahrzeugträger geschleudert werden. Weiter können auch Windgeräusche, die durch strömungstechnisch ungünstiges Design entstehen, eine Ursache von höherem, unerwünschtem Geräuschpegel in der Fahrgastzelle sein.
Häufig wird der durch Rollsplitt, Steinchen, Abrollgeräusche der Reifen und auch durch Bodenunebenheiten verursachte Schall in den Hohlräumen der Trägersysteme (Längs- und Querträger) in den Fahrzeuginnenraum beziehungsweise in die Fahrgastzelle weitergeleitet. Dies führt dazu, dass akustisch wirksame Produkte auch außerhalb des Fahrzeuginnenraumens zum Einsatz kommen müssen. Zum Beispiel besteht ein wirksamer Akustikschutz darin, Löcher in der Bodengruppe beziehungsweise in der Fahrzeugplattform abzukleben. Oft sind Löcher, Ausstanzungen oder Bohrungen in den Längs- und Querträgern eingebracht. Hier muss besonders darauf geachtet werden, dass jede mögliche Öffnung sorgfältig verschlossen wird.
Wie zuvor beschrieben, dienen viele Löcher in den Karosserieblechteilen, beziehungsweise den Trägersystemen dazu, dass der KTL-Lack möglichst schnell aus der Karosserie und allen Arten von Hohlräumen ablaufen kann, um Prozesszeit zu sichern. Im Umkehrschluss bedeutet das, dass unmittelbar nach dem KTL-Trockner die Öffnungen und Löcher sicher verschlossen werden müssen. In der Regel wird dies in der sogenannten PVC-Linie vollzogen. Bei diesem Bereich handelt es sich um einen Fertigungsschritt, der vor dem Füller-Lackieren beziehungsweise vor dem Basislack-Lackieren stattfindet. Ein weiteres Merkmal, das die Lochverschlüsse aufweisen sollten, ist daher die Überlackierbarkeit von Produkten, die in diesem Produktionsabschnitt zum Einsatz kommen. Weiter muss eine Kompatibilität zu PVC-Nahtabdichtmaterial gewährleistet sein, da zwischen KTL-Trockner und der nächsten Lackschicht Spalte mit pumpbaren PVC-Massen abgedichtet werden.
Produkte zum Lochverschluss mit solchen Eigenschaften sind solche auf Basis von Schwerfolie in Kombination mit einem auf die Oberseite aufgebrachten Film, wie sie aus der EP 3 036 100 A1 bekannt sind. Dort ist ein Stanzling insbesondere zum dauerhaften Verschließen von Löchern insbesondere in Blechen oder in Kunststoffteilen offenbart mit einem Träger aus einem Laminat aus mindestens zwei Kunststofffolien, wobei die untere Folie ein Flächengewicht von mindestens 1,5 kg/m², insbesondere zwischen 1,5 und 6 kg/m² aufweist und auf der der oberen Folie gegenüberliegenden Seite der unteren Folie eine Klebemasse, insbesondere eine aushärtbare oder eine selbstklebende Klebemasse aufgebracht ist. Die obere Folie besteht vorzugsweise aus Polyester, weiter vorzugsweise aus Polyethylenterephthalat (PET).
Eine Schwierigkeit bei allen bekannten Klebe-Stanzlingen ist das passgenaue Aufbringen dieser Stanzlinge über dem Loch. Idealerweise werden die Stanzlinge so appliziert, dass sich das zu verschließende Loch konzentrisch unter dem Stanzling befindet, dass also der Stanzling zu jedem Punkt des Randes des zu verschließenden Loches einen möglichst gleichgroßen Überstand aufweist. Da die Trägermaterialien des Stanzlings im Regelfall deckend, also nicht transparent sind, ist das Loch im Moment des Applizierens nicht mehr sichtbar, was es schwierig macht, den Stanzling genau zu positionieren. Je geringer der Überstand des Stanzlings gegenüber dem zu verschließenden Loch ist, umso genauer muss der Stanzling positioniert werden, um ein sicheres Verschließen des Loches zu gewährleisten.
Um dieses Problem zu lösen, ist es bekannt, einen Sichtring im Trägerteil vorzusehen, so dass das Loch beim Applizieren erkennbar bleibt. Dies schränkt allerdings die möglichen Trägermaterialien und deren Eigenschaften ein.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, einen Stanzling zur Verfügung zu stellen, der das Problem einer genauen Applikation des Stanzlings nach Möglichkeit im Wesentlichen konzentrisch über dem zu verschließenden Loch löst und eine ein einfaches Applizieren ermöglicht. Dabei sollen die übrigen Eigenschaften des Stanzlings erhalten bleiben, d. h. er soll die Löcher derart verschließen, dass ein Durchtritt von Feuchtigkeit ausgeschlossen ist, die Geräuschdämmung möglichst verbessern und die Löcher auch bei Steinschlag am Unterboden beziehungsweise bei mechanischen Beanspruchungen im Innenraum, insbesondere im Bodenbereich, sicher verschließen.
Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Stanzling, wie er im Hauptanspruch beschrieben ist. Gegenstand der Unteransprüche sind vorteilhafte Weiterentwicklungen des Erfindungsgegenstandes.
Danach betrifft die Erfindung einen Stanzling der eingangs genannten Art, der des Weiteren ein Füllteil aufweist, wobei das Füllteil aus mindestens einer Schicht besteht, die auf der Klebemassenschicht des Abdeckteils angeordnet ist, wobei das Füllteil eine Form und Größe entsprechend dem zu verschließenden Loch aufweist und derart auf dem Abdeckteil angeordnet ist, dass das Abdeckteil an jeder Stelle der Außenkontur des Füllteils einen Überstand zum Füllteil aufweist.
Ein solcher Stanzling lässt sich leicht applizieren. Indem das Füllteil der Lochgeometrie, also insbesondere der Größe und der Form des Loches, angepasst ist, wird das Loch passgenau verschlossen. Da Füllteil und Abdeckteil bereits fest miteinander verbunden sind, ist - bei entsprechender Anbringung des Füllteils auf dem Abdeckteil - ein gleichmäßiger Abstand der äußeren Kontur des Abdeckteils zur äußeren Kontur des Füllteils und damit automatisch auch des Loches sichergestellt. Der erfindungsgemäße Stanzling weist somit eine integrierte Positionier- und Zentrierhilfe auf.
Weil der Stanzling das Loch somit nicht nur bedeckt, sondern das Loch auch füllt, ergeben sich vorteilhafte Wirkungen in Bezug auf die Akustik, da ein besonders guter Verschluss erreicht wird.
Ein Stanzling gemäß der vorliegenden Erfindung kombiniert die Vorteile eines Klebebandstanzlings mit denen eines Stopfens, indem er das Loch sicher und permanent verschließt, auf der anderen Seite aber das Loch gleichzeitig ausfüllt und nicht lediglich abdeckt, was gerade in Bezug auf die Akustik von Vorteil ist.
Vorzugsweise ist das Füllteil dabei konzentrisch auf dem Abdeckteil angeordnet. Dadurch wird sichergestellt, dass an allen Bereichen der Lochkontur ein gleichmäßiger Überstand des Stanzlings gegeben ist.
Besonders geeigneter Weise entspricht die Kontur des Abdeckteils der Kontur des Füllteils. Auf diese Weise ist ein gleichmäßiger Überstand an allen Punkten möglich. Zu berücksichtigen ist allerdings auch die Kontur des Loches. Häufig ist diese eine Kreis. In solchen Fällen ist ein Füllteil ebenfalls ein Kreis, und es ist einfach, das Abdeckteil in der gleichen Geometrie vorzusehen und Füll- und Abdeckteil konzentisch aufeinander anzuordnen. Aber auch bei anderen Geometrien wie z. B. Ellipsen, Ovalen, Quadraten, Rechtecken oder Dreiecken ist eine konzentrische Anordnung möglich.
Der Überstand von Außenkontur des Abdeckteils zu Außenkontur des Füllteil und damit des Loches beträgt vorzugsweise zwischen 1 und 20 mm, besonders bevorzugt zwischen 4,5 und 10 mm. Mit solchen Dimensionen ist ein sicheres Verschließen des Loches möglich.
Das Füllteil weist mindestens eine Schicht auf, die insbesondere eine Trägerschicht ist. Die Dicke dieser Trägerschicht des Füllteils kann innerhalb eines weiten Bereiches liegen.
Besonders bevorzugt ist eine Dicke zwischen 300 und 5.000 µm, vorzugsweise zwischen 1.000 und 3.500 µm, weiter vorzugsweise zwischen 1.500 und 3.500 µm.
Besonders bevorzugt weist das Füllteil noch mindestens eine weitere Schicht auf. Eine weitere Schicht kann insbesondere eine Klebemassenschicht oder eine Funktionsschicht sein. Weist das Füllteil eine Klebemassenschicht auf, so ist diese vorteilhafterweise auf der dem Trägerteil zugewandten Seite angeordnet. Auf diese Weise kann unabhängig von den Klebeeigenschaften der Klebeschicht des Trägerteils eine gute und stabile Verbindung zwischen Abdeckteil und Füllteil sichergestellt werden, indem die Eigenschaften der Klebemassenschicht des Füllteils derart auf die Eigenschaften der Klebemassenschicht des Abdeckteils eingestellt sind, dass diese besonders fest und permanent miteinander verbunden werden.
Ebenso ist es bevorzugt, wenn das Abdeckteil neben einer ersten Trägerschicht und einer Klebemassenschicht noch eine oder mehrere weitere Schicht(en) aufweist. Dabei kann es sich beispielsweise um eine Folienschicht, eine metallische Schicht, eine Schicht, die aus einem Glasgelege oder Glasgewebe gebildet wird, eine Schicht, die aus einem flammgeschützten Schaum gebildet wird, oder eine Funktionsschicht handeln. Die Reihenfolge der Schichten ist beliebig. Die unterste Schicht des Abdeckteils ist allerdings eine Klebemassenschicht, da sie dazu dient, den Stanzling auf dem Blech oder Kunststoffteil zu befestigen.
Die Trägerschicht(en) des Abdeckteils sind gemäß einer bevorzugten Ausführungsform jeweils vollflächig ausgeführt, das heißt, sie enthalten keine Löcher oder Fehlstellen.
Die erste Trägerschicht des Abdeckteils weist vorzugsweises ein Flächengewicht von mindestens 1,0 kg/m² auf und kann als Schwerfolie bezeichnet werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist diese Schwerfolie ein Flächengewicht zwischen 1,0 und 6 kg/m², vorzugsweise zwischen 1,5 und 3,9 kg/m² zwischen 1,5 und 2,5 kg/m² auf.
Die Schwerfolie kann aus beliebigen Polymeren bestehen, entweder allein oder in Mischung. Geeignete Polymere sind olefinische Polymere wie Homo- oder Copolymere von Olefinen wie Ethylen, Propylen oder Butylen (der Begriff Copolymer ist hier sinngemäß dahingehend zu verstehen, dass er Terpolymere einschließt), Polypropylenhomopolymere oder Polypropylencopolymere einschließlich der Block-(Impact-) und Randompolymere. Weitere Polymere können aus der Gruppe der Polyester wie insbesondere Polyethylenterephthalat (PET), Polyamide, Polyurethane, Polyoxymethylen, Polyvinylchlorid (PVC), Poylethylennaphtalat (PEN), Ethylenvinylalkohol (EVOH), Polyvinylidenchlorid (PVDC), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polyacrylnitril (PAN), Polycarbonat (PC), Polyamid (PA), Polyethersulfon (PES), Polyimid (PI), Polyarylensulfide und/oder Polyarylenoxide ausgewählt werden. Diese Polymere, allein oder in Mischung, sind zur Bildung der Schwerfolie geeignet.
Bevorzugt kann die obere Folie aus Polyester (insbesondere aus Polyethylenterephthalat (PET)), Polyurethan oder PVC bestehen.
Vorzugsweise ist die Schwerfolie mit mineralischen Füllstoffen gefüllt, insbesondere Kalksteinmehl beziehungsweise Kalkspat (CaCO₃) und Schwerspat (BaSO₄). Des Weiteren können zur Füllung Talkum, Schiefermehl, Graphit, Glimmer oder Asbest (letzteres heute eher weniger) verwendet werden.
Der Anteil an Füllstoffen beträgt insbesondere 30 bis 90 Gew.-%, vorzugsweise 40 bis 70 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Folie. In Volumenprozent ausgedrückt liegt der Anteil vorzugsweise bei 30 bis 60 Vol.-%, weiter vorzugsweise bei 45 bis 55 Vol.-% bezogen aus das Gesamtvolumen der Folie.
Die Schwerfolie kann zusätzlich Öl zum Quellen und zur besseren Aufnahme der Füllstoffe enthalten. Der Ölgehalt kann zwischen 8 Gew.-% bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 10 Gew.-% bis 25 Gew.-% bezogen aus das Gesamtgewicht der Folie liegen.
Die Schwerfolie ist bevorzugt eine insbesondere mineralisch gefüllte Polyolefinfolie, eine insbesondere mineralisch gefüllte Folie aus Polyethylen und EVA oder eine elastomermodifizierte Bitumenfolie. Weiter vorzugsweise enthält die Schwerfolie Öl.
Die Dicke der ersten Trägerschicht des Abdeckteils liegt gemäß einer bevorzugten Ausführungsform zwischen 400 und 3.500 µm, vorzugsweise zwischen 1.100 und 3.500 µm, weiter vorzugsweise zwischen 1.700 und 3.500 µm.
Eine Folienschicht besteht gemäß einer bevorzugten Ausführungsform aus Polyolefinen, worunter Polyethylen, Polypropylen sowie Polyethylen- und Polypropylenhomo- und -copolymere verstanden werden. Die Copolymere können statistisch verteilte oder Blockcopolymere mit Comonomeren wie Ethylen beziehungsweise Propylen oder anderen α-Olefinen sein. Diese Folie kann auch ein Blend mit anderen Polyolefinen, insbesondere Polyethylen oder Ethylencopolymere mit Comonomeren wie 1-Buten, 1-Hexen, 1-Octen (je nach Anteil und Herstellungsverfahren dann LLDPE, VLDPE oder ULDPE oder Metallocen-PE genannt), aber auch Ethylen-Styrol-Copolymere, Ethylen mit polaren Comonomeren wie Acrylsäure, Alkylacrylaten, Methalkylacrylaten oder Vinylacetat oder gepropfte Copolymere zum Beispiel mit Maleinsäureanhydrid sein.
Die Dicke einer Folienschicht liegt vorzugsweise zwischen 25 und 200 µm, besonders bevorzugt zwischen 40 und 140 µm, ganz besonders bevorzugt zwischen 50 und 90 µm.
Eine metallische Schicht weist vorzugsweise eine Dicke von 10 bis 40 µm auf, insbesondere von 12 bis 20 µm, weiter vorzugsweise 18 µm, auf. Gegebenenfalls weist diese darüber hinaus eine Prägung auf.
Als Metalle können gewählt werden Silber, Kupfer, Gold, Platin, Aluminium und Aluminiumverbindungen, Zinn, Nichrom, NIROSTA, Titan, Metalloxide wie Cadmiumoxide, Zinnoxide, Zinkoxide, Magnesiumoxide. Besonders bevorzugt wird Aluminium gewählt. Diese Aufzählung ist dabei als nicht abschließend zu betrachten, sondern der Fachmann kann weitere hier nicht explizit genannte Metallschichten wählen, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen. Bevorzugt handelt es sich um eine gewalzte Metall-, insbesondere Aluminiumfolie.
In weiter vorteilhafter Weise können erfindungsgemäß als erste metallische Schicht Schichten aus Metalloxid (MeOx-Schichten) verwendet werden. Vorteilhafte Metalloxidschichten bestehen beispielweise aus Siliziumdioxid (SiO₂), Titandioxid (TiO₂) oder Zink-Zinn-Oxid (ZnSnO), oder sie umfassen eines oder mehrerer dieser Metalloxide
Eine Schicht aus Glasgewebe oder -gelege weist vorteilhaft folgende Eigenschaften auf: Das Flächengewicht liegt zwischen 30 und 200 g/m², insbesondere zwischen 0 und 120 g/m², vorzugsweise zwischen 70 und 100 g/m², und weiter insbesondere zwischen 80 und 90 g/m². Die Fadenzahl in der Kette und/oder die Fadenzahl im Schuss beträgt jeweils 3 bis 50 Fäden/cm. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung beträgt die Fadenzahl in der Kette 5 bis 10/cm, vorzugsweise 7/cm und/oder die Fadenzahl im Schuss 4 bis 10/cm, vorzugsweise 5/cm.
Das Fadengewicht der Längs- und Querfäden liegt vorzugsweise zwischen 500 bis 1000 dtex, weiter vorzugsweise zwischen 600 und 800 dtex, besonders vorzugsweise bei 680 dtex.
Als Quertiter bezeichnet man die Anzahl der Querfäden (Schussfäden) pro Zentimeter multipliziert mit dem Fadengewicht der Querfäden in dtex. Die Einheit ist dtex/cm. Als Längstiter bezeichnet man die Anzahl der Längsfäden (Kettfäden) pro Zentimeter multipliziert mit dem Fadengewicht der Längsfäden in dtex. Die Einheit ist ebenfalls dtex/cm. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Längstiter der Längsfäden und/oder der Quertiter der Querfäden größer 2000 dtex/cm. Vorzugsweise liegt der Längstiter zwischen 4000 und 5000 dtex/cm und/oder der Quertiter zwischen 3000 und 4000 dtex/cm.
Bei einem Glasgewebe sind die Fäden in Leinwandbindung verwebt. Andere Bindungsarten sind die Atlasbindung (auch als Satin bekannt, das es in regelmäßiger und unregelmäßiger Form gibt) und die Köperbindung. Gewebe in Köperbindung (zum Beispiel ein „2 über 1 Köper“) erzeugen einen so genannten Köpergrat, der diagonal zur Maschinenrichtung verläuft.
Ein Gelege ist ein Flächengebilde, das aus einer oder mehreren Lagen von parallel verlaufenden, gestreckten Fäden besteht. An den Kreuzungspunkten werden die Fäden üblicherweise fixiert. Die Fixierung erfolgt entweder durch Stoffschluss oder mechanisch durch Reibung und/oder Formschluss. Es existieren folgende Arten von Fadengelegen:

• monoaxiale oder unidirektionale, die durch das Fixieren einer Schar von parallelen Fäden entstehen
• biaxiale, bei denen zwei Scharen von parallelen Fäden in Richtung von zwei Achsen fixiert werden
• multiaxial: mehrere Scharen aus parallelen Fäden werden in Richtung verschiedener Achsen fixiert.

Die Fadenlagen bei mehrlagigen Gelegen können alle unterschiedliche Orientierungen aufweisen, auch aus unterschiedlichen Fadendichten und unterschiedlichen Fadenfeinheiten bestehen. Erfindungsgemäß bevorzugt werden einlagige Gelege.
Funktionsschichten, die zwischen den anderen Schichten angeordnet sein können, sind z. B. Haftvermittler zur Verbesserung der Verbundhaftung. Bevorzugt wird dabei eine weitere Klebeschicht in Form eines Kaschierklebers verwendet, und zwar mit einem Flächenauftragsgewicht von 5 bis 50 g/m², insbesondere von 7 bis 20 g/m². Als Kaschierkleber geeignet sind insbesondere Haftklebemassen.
Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Schichten durch Lamination unter Druck zusammenzufügen. Dies gilt insbesondere für das Verbinden von Abdeckteil und Füllteil.
Eine Funktionsschicht kann eine sperrende Wirkung gegenüber migrierfähigen Substanzen wie Weichmacher, insbesondere Öle aufweisen, die aus anderen Schichten in die Klebemassenschicht diffundieren könnten. Vorzugsweise weist die Funktionsschicht gleichzeitig eine sperrende Wirkung für migrierfähige Substanzen wie Klebharze auf, die umgekehrt aus der Klebemasse in die Trägerschichten diffundieren könnten. Vorzugsweise ist die Sperrwirkung der Funktionsschicht zu beiden Seiten verwirklicht. Des Weiteren kann eine solche Schicht auch haftvermittelnde Eigenschaften aufweisen.
Die Polymere der Funktionsschicht können aus der Gruppe der Polyester wie insbesondere Polyethylenterephthalat (PET), Polyamide, Polyurethane, Polyoxymethylen, Polyvinylchlorid (PVC), Poylethylennaphtalat (PEN), Ethylenvinylalkohol (EVOH), Polyvinylidenchlorid (PVDC), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polyacrylnitril (PAN), Polycarbonat (PC), Polyamid (PA), Polyethersulfon (PES), Polyimid (PI), Polyarylensulfide und/oder Polyarylenoxide ausgewählt werden, entweder allein oder in Mischung. Weiter bevorzugt besteht die Funktionsschicht aus einem der genannten Polymere. Besonders bevorzugt besteht die Funktionsschicht aus Polyamid. Der Vorteil an Polyamid besteht darin, dass eine Folie aus Polyamid gute Barriereeigenschaften gegenüber Öl aufweist.
Die Dicke der Funktionsschicht wird bevorzugt gering wie möglich gewählt, da die entsprechend funktionellen Polymere üblicherweise teurer sind. Bezogen auf die Gesamtdicke der Trägerschicht weist die Funktionsschicht eine Dicke vorzugsweise von 5 bis 80 %, weiter vorzugsweise von 10 bis 50 % auf. Die Dicke der Funktionsschicht wird so gewählt, dass sie innerhalb der technisch bedingten Dickenschwankung nicht Null wird. Diese fehlt also niemals stellenweise völlig.
Die Klebemassenschicht ist vorzugsweise eine Schicht, die von einer Haftklebemasse, und zwar bevorzugt mit einem Flächengewicht von 300 bis 1.800 g/m², vorzugsweise 360 bis 1.500 g/m² und/oder einer Dicke von 400 bis 1.800 µm, vorzugsweise 800 bis 1.500 µm gebildet wird.
In einer bevorzugten Variante ist die auf der Trägerschicht aufgebrachte Klebemasse der Klebemassenschicht 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.
Dabei kann auf alle bekannten Klebemassensysteme zurückgegriffen werden. Neben Natur- oder Synthesekautschuk basierten Klebemassen sind insbesondere Silikonklebemassen sowie Polyacrylatklebemassen, vorzugsweise eine niedermolekulare Acrylatschmelzhaftklebemasse, verwendbar.
Bevorzugt werden Klebemassen, die auf Acrylat oder Silikon basieren.
Die Klebemasse kann aus der Gruppe der Naturkautschuke oder der Synthesekautschuke oder aus einem beliebigen Blend aus Naturkautschuken und/oder Synthesekautschuken gewählt werden, wobei der Naturkautschuk oder die Naturkautschuke grundsätzlich aus allen erhältlichen Qualitäten wie zum Beispiel Crepe-, RSS-, ADS-, TSR- oder CV-Typen, je nach benötigtem Reinheits- und Viskositätsniveau, und der Synthesekautschuk oder die Synthesekautschuke aus der Gruppe der statistisch copolymerisierten Styrol-Butadien-Kautschuke (SBR), der Butadien-Kautschuke (BR), der synthetischen Polyisoprene (IR), der Butyl-Kautschuke (IIR), der halogenierten Butyl-Kautschuke (XIIR), der Acrylatkautschuke (ACM), der Etylen-Vinylacetat-Copolymeren (EVA) und der Polyurethane und/oder deren Blends gewählt werden können.
Weiterhin vorzugsweise können den Kautschuken zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit thermoplastische Elastomere mit einem Gewichtsanteil von 10 bis 50 Gew.-% zugesetzt werden, und zwar bezogen auf den Gesamtelastomeranteil. Stellvertretend genannt seien an dieser Stelle vor allem die besonders verträglichen Styrol-Isopren-Styrol (SIS)- und Styrol-Butadien-Styrol (SBS)-Typen. Geeignete Elastomere zum Abmischen sind auch zum Beispiel EPDM- oder EPM-Kautschuk, Polyisobutylen, Butylkautschuk, EthylenVinylacetat, hydrierte Blockcopolymere aus Dienen (zum Beispiel durch Hydrierung von SBR, cSBR, BAN, NBR, SBS, SIS oder IR, solche Polymere sind zum Beispiel als SEPS und SEBS bekannt) oder Acrylatcopolymere wie ACM. Daneben hat sich ein 100%-System auf Styrol-Isopren-Styrol (SIS) als geeignet erwiesen.
Eine Vernetzung ist vorteilhaft für die Verbesserung der Wiederabziehbarkeit des Klebebandes zum Beispiel im Reparaturfall und kann thermisch oder durch Bestrahlung mit UV-Licht oder Elektronenstrahlen erfolgen.
Zum Zwecke der thermisch induzierten chemischen Vernetzung sind alle vorbekannten thermisch aktivierbaren chemischen Vernetzer wie beschleunigte Schwefel- oder Schwefelspendersysteme, Isocyanatsysteme, reaktive Melamin-, Formaldehyd- und (optional halogenierter) Phenol-Formaldehydharze beziehungsweise reaktive Phenolharz- oder Diisocyanatvernetzungssysteme mit den entsprechenden Aktivatoren, epoxidierte Polyester- und Acrylat-Harze sowie deren Kombinationen einsetzbar. Die Vernetzer werden vorzugsweise aktiviert bei Temperaturen über 50 °C, insbesondere bei Temperaturen von 100 °C bis 160 °C, ganz besonders bevorzugt bei Temperaturen von 110 °C bis 140 °C. Die thermische Anregung der Vernetzer kann auch durch IR-Strahlen oder hochenergetische Wechselfelder erfolgen.
Verwendbar sind Klebemassen auf Lösemittelbasis, auf wässriger Basis oder auch als Hotmeltsystem. Auch eine Masse auf Acrylathotmelt-Basis ist geeignet, wobei diese einen K-Wert von mindestens 20 aufweisen kann, insbesondere größer 30, erhältlich durch Aufkonzentrieren einer Lösung einer solchen Masse zu einem als Hotmelt verarbeitbaren System. Das Aufkonzentrieren kann in entsprechend ausgerüsteten Kesseln oder Extrudern stattfinden, insbesondere beim damit einhergehenden Entgasen ist ein Entgasungsextruder bevorzugt. Eine derartige Klebemasse ist in der DE 43 13 008 A1 dargelegt, auf deren Inhalt hiermit Bezug genommen wird und deren Inhalt Teil dieser Offenbarung und Erfindung wird. Die Klebemasse auf Acrylathotmelt-Basis kann aber auch chemisch vernetzt sein.
In einer weiteren Ausführungsform werden als Selbstklebemassen Copolymerisate aus (Meth)acrylsäure und deren Estern mit 1 bis 25 C-Atomen, Malein-, Fumar- und/oder Itaconsäure und/oder deren Estern, substituierten (Meth)acrylamiden, Maleinsäureanhydrid und anderen Vinylverbindungen, wie Vinylestern, insbesondere Vinylacetat, Vinylalkoholen und/oder Vinylethern eingesetzt. Der Restlösungsmittel-Gehalt sollte unter 1 Gew.-% betragen.
Eine Klebemasse, die sich ebenfalls als geeignet zeigt, ist eine niedermolekulare Acrylatschmelzhaftklebemasse, wie sie unter der Bezeichnung acResin UV oder Acronal®, insbesondere Acronal® DS 3458 oder AC Resin A 260UV, von der BASF geführt wird. Diese Klebemasse mit niedrigem K-Wert erhält ihre anwendungsgerechten Eigenschaften durch eine abschließende strahlenchemisch ausgelöste Vernetzung.
Abschließend sei erwähnt, dass auch auf Polyurethan basierende Kleber geeignet sind.
Zur Optimierung der Eigenschaften kann die zum Einsatz kommende Selbstklebemasse mit einem oder mehreren Additiven wie Klebrigmachern (Harzen), Weichmachern, Füllstoffen, Pigmenten, UV-Absorbern, Lichtschutz-, Alterungsschutz-, Vernetzungsmitteln, Vernetzungspromotoren oder Elastomeren abgemischt sein.
Als Klebrigmacher finden die bereits ausführlich beschriebenen Harze Verwendung.
Geeignete Füllstoffe und Pigmente sind beispielsweise Ruß, Titandioxid, Calciumcarbonat, Zinkcarbonat, Zinkoxid, Silicate oder Kieselsäure.
Geeignete Weichmacher sind beispielsweise aliphatische, cycloaliphatische und aromatische Mineralöle, Di- oder Poly-Ester der Phthalsäure, Trimellitsäure oder Adipinsäure, flüssige Kautschuke (zum Beispiel Nitril- oder Polyisoprenkautschuke), flüssige Polymerisate aus Buten und/oder Isobuten, Acrylsäureester, Polyvinylether, Flüssig- und Weichharze auf Basis der Rohstoffe zu Klebharze, Wollwachs und andere Wachse oder flüssige Silikone.
Vernetzungsmittel sind beispielsweise Phenolharze oder halogenierte Phenolharze, Melamin- und Formaldehydharze. Geeignete Vernetzungspromotoren sind zum Beispiel Maleinimide, Allylester wie Triallylcyanurat, mehrfunktionelle Ester der Acryl- und Methacrylsäure.
Unter einem „Poly(meth)acrylat“ wird ein Polymer verstanden, dessen Monomerbasis zu mindestens 60 Gew.-% aus Acrylsäure, Methacrylsäure, Acrylsäureestern und/oder Methacrylsäureestern besteht, wobei Acrylsäureester und/oder Methacrylsäureester zumindest anteilig, bevorzugt zu mindestens 50 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Monomerbasis des betreffenden Polymers, enthalten sind. Insbesondere wird unter einem „Poly(meth)acrylat“ ein Polymerisat verstanden, welches durch radikalische Polymerisation von Acryl- und/oder Methacrylmonomeren sowie gegebenenfalls weiteren, copolymerisierbaren Monomeren erhältlich ist.
Erfindungsgemäß ist das Poly(meth)acrylat beziehungsweise sind Poly(meth)acrylate zu 30 bis 65 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Haftklebemasse, enthalten. Bevorzugt enthält die erfindungsgemäße Haftklebemasse 35 bis 55 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Haftklebemasse, mindestens eines Poly(meth)acrylats.
Die Glasübergangstemperatur der erfindungsgemäß einsetzbaren Poly(meth)acrylate beträgt bevorzugt < 0 °C, stärker bevorzugt zwischen -20 und -50 °C. Die Glasübergangstemperatur von Polymeren oder Polymerblöcken in Blockcopolymeren wird im Rahmen dieser Erfindung mittels dynamischer Scanning Kalorimetrie (DSC) bestimmt.
Vorzugsweise sind die Poly(meth)acrylate der erfindungsgemäßen Haftklebemasse erhältlich durch zumindest anteiliges Einpolymerisieren von funktionellen, bevorzugt mit Epoxidgruppen vernetzungsfähigen Monomeren. Besonders bevorzugt handelt es sich dabei um Monomere mit Säuregruppen (besonders Carbonsäure-, Sulfonsäure oder Phosphonsäuregruppen) und/oder Hydroxygruppen und/oder Säureanhydridgruppen und/oder Epoxidgruppen und/oder Amingruppen; insbesondere bevorzugt sind carbonsäuregruppenhaltige Monomere. Es ist ganz besonders vorteilhaft, wenn das Polyacrylat einpolymerisierte Acrylsäure und/oder Methacrylsäure aufweist. All diese Gruppen weisen eine Vernetzungsfähigkeit mit Epoxidgruppen auf, wodurch das Polyacrylat vorteilhaft einer thermischen Vernetzung mit eingebrachten Epoxiden zugänglich wird.
Weitere Monomere, die als Comonomere für die Poly(meth)acrylate verwendet werden können, sind neben Acrylsäure- und/oder Methacrylsäureestern mit bis zu 30 C-Atomen pro Molekül beispielsweise Vinylester von bis zu 20 C-Atome enthaltenden Carbonsäuren, Vinylaromaten mit bis zu 20 C-Atomen, ethylenisch ungesättigte Nitrile, Vinylhalogenide, Vinylether von 1 bis 10 C-Atome enthaltenden Alkoholen, aliphatische Kohlenwasserstoffe mit 2 bis 8 C-Atomen und einer oder zwei Doppelbindungen oder Mischungen dieser Monomere.
Die Eigenschaften des betreffenden Poly(meth)acrylats lassen sich insbesondere über eine Variation der Glasübergangstemperatur des Polymers durch unterschiedliche Gewichtsanteile der einzelnen Monomere beeinflussen. Das beziehungsweise die Poly-(meth)acrylat(e) der Erfindung können vorzugsweise auf die folgende Monomerzusammensetzung zurückgeführt werden:

a) Acrylsäureester und/oder Methacrylsäureester der folgenden Formel CH₂ = C(R^I)(COOR^II) wobei R¹ = H oder CH₃ und R^II ein Alkylrest mit 4 bis 14 C-Atomen ist,
b) olefinisch ungesättigte Monomere mit funktionellen Gruppen der für eine Reaktivität mit Epoxidgruppen bereits definierten Art,
c) optional weitere Acrylate und/oder Methacrylate und/oder olefinisch ungesättigte Monomere, die mit der Komponente (a) copolymerisierbar sind.

Die Anteile der entsprechenden Komponenten (a), (b), und (c) werden bevorzugt derart gewählt, dass das Polymerisationsprodukt eine Glasübergangstemperatur von < 0 °C, stärker bevorzugt zwischen -20 und -50 °C (DSC) aufweist. Es ist besonders vorteilhaft, die Monomere der Komponente (a) mit einem Anteil von 45 bis 99 Gew.-%, die Monomere der Komponente (b) mit einem Anteil von 1 bis 15 Gew.-% und die Monomere der Komponente (c) mit einem Anteil von 0 bis 40 Gew.-% zu wählen (die Angaben sind bezogen auf die Monomermischung für das „Basispolymer“, also ohne Zusätze eventueller Additive zu dem fertigen Polymer, wie Harze etc.).
Die Monomere der Komponente (a) sind insbesondere weichmachende und/oder unpolare Monomere. Vorzugsweise werden als Monomere (a) Acryl- und Methacrylsäureester mit Alkylgruppen bestehend aus 4 bis 14 C-Atomen, besonders bevorzugt 4 bis 9 C-Atomen, eingesetzt. Beispiele für derartige Monomere sind n-Butylacrylat, n-Butylmethacrylat, n-Pentylacrylat, n-Pentylmethacrylat, n-Amylacrylat, n-Hexylacrylat, n-Hexylmethacrylat, n-Heptylacrylat, n-Octylacrylat, n-Octylmethacrylat, n-Nonylacrylat und deren verzweigte Isomere, wie zum Beispiel Isobutylacrylat, Isooctylacrylat, Isooctylmethacrylat, 2-Ethylhexylacrylat oder 2-Ethylhexylmethacrylat.
Die Monomere der Komponente (b) sind insbesondere olefinisch ungesättigte Monomere mit funktionellen Gruppen, insbesondere mit funktionellen Gruppen, die eine Reaktion mit Epoxidgruppen eingehen können.
Bevorzugt werden für die Komponente (b) Monomere mit funktionellen Gruppen eingesetzt, die ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend: Hydroxy-, Carboxy-, Sulfonsäure- oder Phosphonsäuregruppen, Säureanhydride, Epoxide, Amine. Besonders bevorzugte Beispiele für Monomere der Komponente (b) sind Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Crotonsäure, Aconitsäure, Dimethylacrylsäure, β-Acryloyloxypropionsäure, Trichloracrylsäure, Vinylessigsäure, Vinylphosphonsäure, Maleinsäureanhydrid, Hydroxyethylacrylat, insbesondere 2-Hydroxyethylacrylat, Hydroxypropylacrylat, insbesondere 3-Hydroxypropylacrylat, Hydroxybutylacrylat, insbesondere 4-Hydroxybutylacrylat, Hydroxyhexylacrylat, insbesondere 6-Hydroxyhexylacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, insbesondere 2-Hydroxyethylmethacrylat, Hydroxypropylmethacrylat, insbesondere 3-Hydroxypropylmethacrylat, Hydroxybutylmethacrylat, insbesondere 4-Hydroxybutylmethacrylat, Hydroxyhexylmethacrylat, insbesondere 6-Hydroxyhexylmethacrylat, Allylalkohol, Glycidylacrylat, Glycidylmethacrylat.
Prinzipiell können als Komponente (c) alle vinylisch funktionalisierten Verbindungen eingesetzt werden, die mit der Komponente (a) und/oder der Komponente (b) copolymerisierbar sind. Die Monomere der Komponente (c) können zur Einstellung der Eigenschaften der resultierenden Haftklebemasse dienen.
Beispielhafte Monomere der Komponente (c) sind:

Methylacrylat, Ethylacrylat, Propylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Benzylacrylat, Benzylmethacrylat, sec-Butylacrylat, tert-Butylacrylat, Phenylacrylat, Phenylmethacrylat, Isobornylacrylat, Isobornylmethacrylat, tert-Butylphenylacrylat, tert-Butylphenylmethacrylat, Dodecylmethacrylat, Isodecylacrylat, Laurylacrylat, n-Undecylacrylat, Stearylacrylat, Tridecylacrylat, Behenylacrylat, Cyclohexylmethacrylat, Cyclopentylmethacrylat, Phenoxyethylacrlylat, Phenoxyethylmethacrylat, 2-Butoxyethylmethacrylat, 2-Butoxyethylacrylat, 3,3,5-Trimethylcyclohexylacrylat, 3,5-Dimethyladamantylacrylat, 4-Cumylphenylmethacrylat, Cyanoethylacrylat, Cyanoethylmethacrylat, 4-Biphenylacrylat, 4-Biphenylmethacrylat, 2-Naphthylacrylat, 2-Naphthylmethacrylat, Tetrahydrofufurylacrylat, Diethylaminoethylacrylat, Diethylaminoethylmethacrylat, Dimethylaminoethyl-acrylat, Dimethylaminoethylmethacrylat, 2-Butoxyethylacrylat, 2-Butoxyethylmethacrylat, 3-Methoxyacrylsäuremethylester, 3-Methoxybutylacrylat, Phenoxyethylacrlylat, Phenoxyethylmethacrylat, 2-Phenoxyethylmethacrylat, Butyldiglykolmethacrylat, Ethylenglycolacrylat, Ethylenglycolmonomethylacrylat, Methoxy Polyethylenglykolmethacrylat 350, Methoxy Polyethylenglykolmethacrylat 500, Propylenglycolmonomethacrylat, Butoxydiethylenglykolmethacrylat, Ethoxytriethylenglykolmethacrylat, Octafluoropentylacrylat, Octafluoropentylmethacrylat, 2,2,2-Trifluoroethylmethacrylat, 1,1,1,3,3,3-Hexafluoroisopropylacrylat, 1,1,1,3,3,3-Hexafluoroisopropylmethacrylat, 2,2,3,3,3-Pentafluoropropylmethacrylat, 2,2, 3,4,4,4-Hexafluorobutylmethacrylat, 2,2,3,3,4,4,4-Heptafluorobutylacrylat, 2,2,3,3,4,4,4-Heptafluorobutylmethacrylat, 2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-Pentadecafluorooctylmethacrylat, Dimethylaminopropylacrylamid, Dimethylaminopropylmethacrylamid, N-(1-Methylundecyl)acrylamid, N-(n-Butoxymethyl)acrylamid, N-(Butoxymethyl)methacrylamid, N-(Ethoxymethyl)acrylamid, N-(n-Octadecyl)acrylamid, weiterhin N,N-Dialkyl-substituierte Amide, wie beispielsweise N,N-Dimethylacrylamid, N,N-Dimethylmethacrylamid, N-Benzylacrylamide, N-Isopropylacrylamid, N-tert-Butylacrylamid, N-tert-Octylacrylamid, N-Methylolacrylamid, N-Methylolmethacrylamid, Acrylnitril, Methacrylnitril, Vinylether, wie Vinylmethylether, Ethylvinylether, Vinylisobutylether, Vinylester, wie Vinylacetat, Vinylchlorid, Vinylhalogenide, Vinylidenchlorid, Vinylidenhalogenide, Vinylpyridin, 4-Vinylpyridin, N-Vinylphthalimid, N-Vinyllactam, N-Vinylpyrrolidon, Styrol, α- und p-Methylstyrol, α-Butylstyrol, 4-n-Butylstyrol, 4-n-Decylstyrol, 3,4-Dimethoxystyrol, Makromonomere wie 2-Polystyrolethylmethacrylat (gewichtsmittleres Molekulargewicht Mw, bestimmt mittels GPC, von 4000 bis 13000 g/mol), Poly(methylmethacrylat)ethylmethacrylat (Mw von 2000 bis 8000 g/mol).

Monomere der Komponente (c) können vorteilhaft auch derart gewählt werden, dass sie funktionelle Gruppen enthalten, die eine nachfolgende strahlenchemische Vernetzung (beispielsweise durch Elektronenstrahlen, UV) unterstützen. Geeignete copolymerisierbare Photoinitiatoren sind zum Beispiel Benzoinacrylat und acrylatfunktionalisierte Benzophenonderivate. Monomere, die eine Vernetzung durch Elektronenbestrahlung unterstützen, sind zum Beispiel Tetrahydrofurfurylacrylat, N-tert-Butylacrylamid und Allylacrylat.
Die Herstellung der Polyacrylate („Polyacrylate“ wird im Rahmen der Erfindung als synonym mit „Poly(meth)acrylate" verstanden) kann nach dem Fachmann geläufigen Verfahren geschehen, insbesondere vorteilhaft durch konventionelle radikalische Polymerisationen oder kontrollierte radikalische Polymerisationen. Die Polyacrylate können durch Copolymerisation der monomeren Komponenten unter Verwendung der üblichen Polymerisationsinitiatoren sowie gegebenenfalls von Reglern hergestellt werden, wobei bei den üblichen Temperaturen in Substanz, in Emulsion, zum Beispiel in Wasser oder flüssigen Kohlenwasserstoffen, oder in Lösung polymerisiert wird.
Vorzugsweise werden die Polyacrylate durch Polymerisation der Monomere in Lösungsmitteln, insbesondere in Lösungsmitteln mit einem Siedebereich von 50 bis 150 °C, bevorzugt von 60 bis 120 °C unter Verwendung der üblichen Mengen an Polymerisationsinitiatoren, die im Allgemeinen bei 0,01 bis 5, insbesondere bei 0,1 bis 2 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomeren, liegen, hergestellt.
Prinzipiell eignen sich alle dem Fachmann geläufigen, üblichen Initiatoren. Beispiele für Radikalquellen sind Peroxide, Hydroperoxide und Azoverbindungen, zum Beispiel Dibenzoylperoxid, Cumolhydroperoxid, Cyclohexanonperoxid, Di-t-butylperoxid, Cyclohexylsulfonylacetylperoxid, Diisopropylpercarbonat, t-Butylperoktoat, Benzpinacol. In einer sehr bevorzugten Vorgehensweise wird als radikalischer Initiator 2,2'-Azobis(2-methylbutyronitril) (Vazo® 67™ der Firma DuPont) oder 2,2'-Azobis(2-methylpropionitril) (2,2'-Azobisisobutyronitril; AIBN; Vazo® 64™ der Firma DuPont) verwendet.
Als Lösungsmittel für die Herstellung der Poly(meth)acrylate kommen Alkohole wie Methanol, Ethanol, n- und iso-Propanol, n- und iso-Butanol, vorzugsweise Isopropanol und/oder Isobutanol, sowie Kohlenwasserstoffe wie Toluol und insbesondere Benzine eines Siedebereichs von 60 bis 120 °C in Frage. Ferner können Ketone wie vorzugsweise Aceton, Methylethylketon, Methylisobutylketon und Ester wie Essigsäureethylester sowie Gemische von Lösungsmitteln der genannten Art eingesetzt werden, wobei Gemische, die Isopropanol, insbesondere in Mengen von 2 bis 15 Gew.-%, bevorzugt 3 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das eingesetzte Lösungsmittelgemisch, enthalten, vorgezogen werden.
Bevorzugt erfolgt nach der Herstellung (Polymerisation) der Polyacrylate eine Aufkonzentration, und die weitere Verarbeitung der Polyacrylate erfolgt im Wesentlichen lösemittelfrei. Die Aufkonzentration des Polymerisats kann in Abwesenheit von Vernetzer- und Beschleunigersubstanzen geschehen. Es ist aber auch möglich, eine dieser Verbindungsklassen dem Polymerisat bereits vor der Aufkonzentration zuzusetzen, so dass die Aufkonzentration dann in Gegenwart dieser Substanz(en) erfolgt.
Die gewichtsmittleren Molekulargewichte M_W der Polyacrylate liegen bevorzugt in einem Bereich von 20.000 bis 2.000.000 g/mol; sehr bevorzugt in einem Bereich von 100.000 bis 1.500.000 g/mol, äußerst bevorzugt in einem Bereich von 150.000 bis 1.000.000 g/mol. Die Angaben des mittleren Molekulargewichtes M_W und der Polydispersität PD in dieser Schrift beziehen sich auf die Bestimmung per Gelpermeationschromatographie. Dazu kann es vorteilhaft sein, die Polymerisation in Gegenwart geeigneter Polymerisationsregler wie Thiole, Halogenverbindungen und/oder Alkohole durchzuführen, um das gewünschte mittlere Molekulargewicht einzustellen.
Die Polyacrylate haben vorzugsweise einen K-Wert von 30 bis 90, besonders bevorzugt von 40 bis 70, gemessen in Toluol (1 %ige Lösung, 21 °C). Der K-Wert nach Fikentscher ist ein Maß für das Molekulargewicht und die Viskosität des Polymerisats.
Erfindungsgemäß besonders geeignet sind Polyacrylate, die eine enge Molekulargewichtsverteilung (Polydispersität PD < 4) haben. Diese Massen haben trotz eines relativ niedrigen Molekulargewichts nach dem Vernetzen eine besonders gute Scherfestigkeit. Zudem ermöglicht die niedrigere Polydispersität eine leichtere Verarbeitung aus der Schmelze, da die Fließviskosität gegenüber einem breiter verteilten Polyacrylat bei weitgehend gleichen Anwendungseigenschaften geringer ist. Eng verteilte Poly(meth)-acrylate können vorteilhaft durch anionische Polymerisation oder durch kontrollierte radikalische Polymerisationsmethoden hergestellt werden, wobei letzteres besonders gut geeignet ist. Auch über N-Oxyle lassen sich entsprechende Polyacrylate herstellen. Ferner lässt sich in vorteilhafter Weise die Atom Transfer Radical Polymerization (ATRP) zur Synthese eng verteilter Polyacrylate einsetzen, wobei als Initiator bevorzugt monofunktionelle oder difunktionelle sekundäre oder tertiäre Halogenide und zur Abstraktion des(r) Halogenids(e) Cu-, Ni-, Fe-, Pd-, Pt-, Ru-, Os-, Rh-, Co-, Ir-, Ag- oder Au-Komplexe eingesetzt werden.
Die Monomere zur Herstellung der Poly(meth)acrylate enthalten bevorzugt anteilig funktionelle Gruppen, die geeignet sind, mit Epoxidgruppen Verknüpfungsreaktionen einzugehen. Dies ermöglicht vorteilhaft eine thermische Vernetzung der Polyacrylate durch Reaktion mit Epoxiden. Unter Verknüpfungsreaktionen werden insbesondere Additions- und Substitutionsreaktionen verstanden. Bevorzugt kommt es also zu einer Verknüpfung der die funktionellen Gruppen tragenden Bausteine mit Epoxidgruppen tragenden Bausteinen, insbesondere im Sinne einer Vernetzung der die funktionellen Gruppen tragenden Polymerbausteine über Epoxidgruppen tragende Vernetzermoleküle als Verknüpfungsbrücken. Bei den epoxidgruppenhaltigen Substanzen handelt es sich bevorzugt um multifunktionelle Epoxide, also solche mit mindestens zwei Epoxidgruppen; entsprechend kommt es bevorzugt insgesamt zu einer mittelbaren Verknüpfung der die funktionellen Gruppen tragenden Bausteine.
Die Poly(meth)acrylate der erfindungsgemäßen Haftklebemasse sind bevorzugt durch Verknüpfungsreaktionen - insbesondere im Sinne von Additions- oder Substitutionsreaktionen - von in ihnen enthaltenen funktionellen Gruppen mit thermischen Vernetzern vernetzt. Es können alle thermischen Vernetzer verwendet werden, die sowohl eine ausreichend lange Verarbeitungszeit gewährleisten, sodass es nicht zu einer Vergelung während des Verarbeitungsprozesses, insbesondere des Extrusionsprozesses, kommt, als auch zu einer schnellen Nachvernetzung des Polymers auf den gewünschten Vernetzungsgrad bei niedrigeren Temperaturen als der Verarbeitungstemperatur, insbesondere bei Raumtemperatur, führen. Möglich ist beispielsweise eine Kombination aus Carboxyl-, Amin- und/oder Hydroxygruppen enthaltenden Polymeren und Isocyanten, insbesondere aliphatischen oder mit Aminen deaktivierten trimerisierten Isocyanaten, als Vernetzer.
Geeignete Isocyanate sind insbesondere trimerisierte Derivate von MDI [4,4-Methylendi(phenylisocyanat)], HDI [Hexamethylendiisocyanat, 1,6-Hexylendiisocyanat] und/oder IPDI [Isophorondiisocyanat, 5-Isocyanato-1-isocyanatomethyl-1,3,3-trimethylcyclohexan], beispielsweise die Typen Desmodur® N3600 und XP2410 (jeweils BAYER AG: Aliphatische Polyisocyanate, niedrigviskose HDI-Trimerisate). Ebenfalls geeignet ist die oberflächendeaktivierte Dispersion von mikronisiertem trimerisiertem IPDI BUEJ 339®, jetzt HF9® (BAYER AG).
Grundsätzlich zur Vernetzung geeignet sind aber auch andere Isocyanate wie Desmodur VL 50 (Polyisocyanate am MDI-Basis, Bayer AG), Basonat F200WD (aliphatisches Polyisocyanat, BASF AG), Basonat HW100 (wasseremulgierbares polyfunktionelles Isocyanat auf HDI-Basis, BASF AG), Basonat HA 300 (allophanatmodifiziertes Polyisocyanat auf Isocyanurat. HDI-Basis, BASF) oder Bayhydur VPLS2150/1 (hydrophil modifiziertes IPDI, Bayer AG).
Bevorzugt werden thermische Vernetzer zu 0,1 bis 5 Gew.-%, insbesondere zu 0,2 bis 1 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge des zu vernetzenden Polymers, eingesetzt.
Bevorzugt sind die Poly(meth)acrylate der erfindungsgemäßen Haftklebemasse mittels Epoxid(en) bzw. mittels einer oder mehrerer epoxidgruppenhaltigen Substanz(en) vernetzt. Bei den epoxidgruppenhaltigen Substanzen handelt es sich insbesondere um multifunktionelle Epoxide, also solche mit zumindest zwei Epoxidgruppen; entsprechend kommt es insgesamt zu einer mittelbaren Verknüpfung der die funktionellen Gruppen tragenden Bausteine der Poly(meth)acrylate. Die epoxidgruppenhaltigen Substanzen können sowohl aromatische als auch aliphatische Verbindungen sein.
Hervorragend geeignete multifunktionelle Epoxide sind Oligomere des Epichlorhydrins, Epoxyether mehrwertiger Alkohole (insbesondere Ethylen-, Propylen-, und Butylenglycole, Polyglycole, Thiodiglycole, Glycerin, Pentaerythrit, Sorbit, Polyvinylalkohol, Polyallylalkohol und ähnliche), Epoxyether mehrwertiger Phenole [insbesondere Resorcin, Hydrochinon, Bis-(4-hydroxyphenyl)-methan, Bis-(4-hydroxy-3-methylphenyl)-methan, Bis-(4-hydroxy-3,5-dibromphenyl)-methan, Bis-(4-hydroxy-3,5-difluorphenyl)-methan, 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)ethan, 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)propan, 2,2-Bis-(4-hydroxy-3-methylphenyl)-propan, 2,2-Bis-(4-hydroxy-3-chlorphenyl)-propan, 2,2-Bis-(4-hydroxy-3,5-dichlorphenyl)-propan, 2,2-Bis-(4-hydroxy-3,5-dichlorphenyl)-propan, Bis-(4-hydroxyphenyl)-phenylmethan, Bis-(4-hydroxyphenyl)-phenylmethan, Bis-(4-hydroxyphenyl)diphenylmethan, Bis (4-hydroxyphenyl)-4'-methylphenylmethan, 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-2,2,2-trichlorethan, Bis-(4-hydroxyphenyl)-(4-chlorphenyl)-methan, 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-cyclohexan, Bis-(4-hydroxyphenyl)-cyclohexylmethan, 4,4'-Dihydroxydiphenyl, 2,2'-Dihydroxydiphenyl, 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon] sowie deren Hydroxyethylether, Phenol-Formaldehyd-Kondensationsprodukte, wie Phenolalkohole, Phenolaldehydharze und ähnliche, S- und N-haltige Epoxide (zum Beispiel N,N-Diglycidylanillin, N,N'-Dimethyldiglycidyl-4,4-Diaminodiphenylmethan) sowie Epoxide, welche nach üblichen Verfahren aus mehrfach ungesättigten Carbonsäuren oder einfach ungesättigten Carbonsäureresten ungesättigter Alkohole hergestellt worden sind, Glycidylester, Polyglycidylester, die durch Polymerisation oder Mischpolymerisation von Glycidylestern ungesättigter Säuren gewonnen werden können oder aus anderen sauren Verbindungen (Cyanursäure, Diglycidylsulfid, cyclischem Trimethylentrisulfon bzw. deren Derivaten und anderen) erhältlich sind.
Sehr geeignete Ether sind beispielsweise 1,4-Butandioldiglycidether, Polyglycerol-3-glycidether, Cyclohexandimethanoldiglycidether, Glycerintriglycidether, Neopentylglykoldiglycidether, Pentaerythrittetraglycidether, 1,6-Hexandioldiglycidether), Polypropylenglykoldiglycidether, Trimethylolpropantriglycidether, Pentaerythrittetraglycidether, Bisphenol-A-diglycidether und Bisphenol-F-diglycidether.
Besonders bevorzugt für die Poly(meth)acrylate als zu vernetzende Polymere ist die Verwendung eines beispielsweise in der EP 1 978 069 A1 beschriebenen Vernetzer-Beschleuniger-Systems („Vernetzungssystem“), um eine bessere Kontrolle sowohl über die Verarbeitungszeit, Vernetzungskinetik sowie den Vernetzungsgrad zu erhalten. Das Vernetzer-Beschleuniger-System umfasst zumindest eine epoxidgruppenhaltige Substanz als Vernetzer und zumindest eine bei einer Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur des zu vernetzenden Polymers für Vernetzungsreaktionen mittels epoxidgruppenhaltiger Verbindungen beschleunigend wirkende Substanz als Beschleuniger.
Als Beschleuniger werden erfindungsgemäß besonders bevorzugt Amine (formell als Substitutionsprodukte des Ammoniaks aufzufassen; in den folgenden Formeln sind diese Substituenten durch „R“ dargestellt und umfassen insbesondere Alkyl- und/oder Arylreste und/oder andere organische Reste) eingesetzt, insbesondere bevorzugt solche Amine, die mit den Bausteinen der zu vernetzenden Polymere keine oder nur geringfügige Reaktionen eingehen.
Prinzipiell können als Beschleuniger sowohl primäre (NRH₂), sekundäre (NR₂H) als auch tertiäre Amine (NR₃) gewählt werden, selbstverständlich auch solche, die mehrere primäre und/oder sekundäre und/oder tertiäre Amingruppen aufweisen. Besonders bevorzugte Beschleuniger sind aber tertiäre Amine wie beispielweise Triethylamin, Triethylendiamin, Benzyldimethylamin, Dimethylamino-methylphenol, 2,4,6-Tris-(N,N-dimethylaminomethyl)-phenol, N,N'-Bis(3-(dimethyl-amino)propyl)harnstoff. Als Beschleuniger können vorteilhaft auch multifunktionelle Amine wie Diamine, Triamine und/oder Tetramine eingesetzt werden. Hervorragend geeignet sind zum Beispiel Diethylentriamin, Triethylentetramin, Trimethylhexamethylendiamin.
Als Beschleuniger werden darüber hinaus bevorzugt Aminoalkohole verwendet. Besonders bevorzugt werden sekundäre und/oder tertiäre Aminoalkohole eingesetzt, wobei im Falle mehrerer Aminfunktionalitäten pro Molekül bevorzugt mindestens eine, bevorzugt alle Aminfunktionalitäten sekundär und/oder tertiär sind. Als bevorzugte Aminoalkohol-Beschleuniger können Triethanolamin, N,N-Bis(2-hydroxypropyl)ethanolamin, N-Methyldiethanolamin, N-Ethyldiethanolamin, 2-Aminocyclohexanol, Bis(2-hydroxycyclohexyl)methylamin, 2-(Diisopropylamino)ethanol, 2-(Dibutylamino)ethanol, N-Butyldiethanolamin, N-Butylethanolamin, 2-[Bis(2-hydroxyethyl)amino]-2-(hydroxymethyl)-1,3-propandiol, 1-[Bis(2-hydroxyethyl)amino]-2-propanol, Triisopropanolamin, 2-(Dimethylamino)ethanol, 2-(Diethylamino)ethanol, 2-(2-Dimethylaminoethoxy)ethanol, N,N,N'-Trimethyl-N'-hydroxyethylbisaminoethylether, N,N,N'-Trimethylaminoethylethanolamin und/ oder N,N,N'-Trimethylaminopropylethanolamin eingesetzt werden.
Weitere geeignete Beschleuniger sind Pyridin, Imidazole (wie beispielsweise 2-Methylimidazol) und 1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-en. Auch cycloaliphatische Polyamine können als Beschleuniger eingesetzt werden. Geeignet sind auch Beschleuniger auf Phosphatbasis wie Phosphine und/oder Phosphoniumverbindungen, wie beispielsweise Triphenylphosphin oder Tetraphenylphosphoniumtetraphenylborat.
Acrylathaftklebemassen sind typischerweise radikalisch polymerisierte Copolymere aus Acrylsäurealkylestern oder Methacrylsäurealkylestern von C1- bis C20-Alkoholen wie zum Beispiel Methylacrylat, Ethyl(meth)acrylat, n-Butyl(meth)acrylat, t Butyl(meth)acrylat, Cyclohexyl(meth)acrylat, 2-Ethylhexyl(meth)acrylat, n-Octyl(meth)acrylat, iso Octyl(meth)-acrylat, n-Decyl(meth)acrylat, n-Dodecyl(meth)acrylat, Tetradecyl(meth)acrylat, Lauryl-(meth)acrylat, Oleyl(meth)acrylat, Palmityl(meth)acrylat und Stearyl(meth)acrylat neben weiteren (Meth)acrylsäureestern wie Isobornyl(meth)acrylat, Benzyl(meth)acrylat, Phenyl-(meth)acrylat und 2 Bromoethyl(meth)acrylat, Alkoxyalkyl(meth)acrylate wie Ethoxyethyl-(meth)acrylat. Weiterhin fallen darunter Ester von ethylenisch ungesättigten Di- und Tricarbonsäuren und Anhydriden wie Ethylmaleat, Dimethylfumarat und Ethylmethylitaconat. Ebenfalls fallen vinylaromatische Monomere wie zum Beispiel Styrol, Vinyltoluol, Methylstyrol, n Butylstyrol, Decylstyrol darunter.
Weitere mögliche Monomere sind Vinylester aus bis zu 20 Kohlenstoffatomen enthaltenden Carbonsäuren wie Vinylacetat oder Vinyllaurat, Vinylether aus bis zu 10 Kohlenstoffatomen enthaltenden Alkoholen wie Vinylmethylether oder Vinylisobutylether, Vinylhalogenide wie Vinylchlorid oder Vinylidendichlorid, Nitrile wie Acrylnitril oder Methacrylnitril, Säureamide wie Acrylamid oder Methacrylamid und ungesättigte Kohlenwasserstoffe mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen wie Ethylen, Propen, Butadien, Isopren, 1-Hexen oder 1-Octen.
Zur Beeinflussung der physikalischen und optischen Eigenschaften der Haftklebemasse kommen mehrfunktionale ethylenisch ungesättigte Monomere als Vernetzermonomere in Frage. Beispiele hierzu sind Divinylbenzol, Alkyldiacrylate wie 1,2-Ethylenglykoldiacrylat, 1,4-Butandioldiacrylat, 1,6 Hexandioldiacrylat, 1,8-Octandioldiacrylat oder 1,12-Dodecandioldiacrylat, Triacrylate wie Trimethylolpropantriacrylat und Tetraacrylate wie Pentaerythritoltetraacrylat. Unter die Gruppe der mehrfunktionellen Monomere fallen auch UV-vernetzbare Monomere, wie zum Beispiel mit (Meth)acrylat-funktionalisierte Derivate des Benzophenons oder des Benzoins.
Eine weitere Gruppe von Monomeren sind solche, die ein latentes Vernetzungspotential im Polymer erzeugen und nach dem Eintrocknen der Klebemasse spontan (häufig katalysiert) zu einem Netzwerkaufbau führen. Ein solches Monomer ist zum Beispiel Glycidymethyacrylat, dessen Oxiranring mit Hydroxyl- oder insbesondere Carboxylatfunktionen unter Ringöffnung zu einer kovalenten Bindung führt. Diese Reaktion findet beschleunigt in Gegenwart von Zinkionen oder, besonders in Anwesenheit von Carboxylfunktionen, Aminen statt.
Zur Erzielung haftklebriger Eigenschaften muss die Verarbeitungstemperatur der Klebmasse oberhalb ihrer Glasübergangstemperatur sein, um viskoelastische Eigenschaften zu haben.
Weiterhin lassen sich erfindungsgemäße aktivierbare Klebmassen auf Acrylatbasis einsetzen. So bestehen dann die aktivierbaren Klebmassen in einer besonders bevorzugten Auslegung zu einem Basispolymer a) bestehend aus

a1) 40 bis 95 Gew.-% Acrylsäureester und/oder Methacrylsäureester mit der folgenden Formel CH₂ = C(R₁)(COOR₂), wobei R₁ = H oder CH₃ und R₂ = H und/oder Alkylketten mit 1 bis 30 C-Atomen sind.
a2) 5 bis 30 Gew.-% eines copolymerisierbaren Vinylmonomers mit zumindestens einer Carbonsäure und/oder Sulfonsäure- und/oder Phosphonsäuregruppe
a3) 1 bis 10 Gew.-% eines copolymerisierbaren Vinylmonomers mit zumindest einer Epoxygruppe oder einer Säureanhydridfunktion
a4) 0 bis 20 Gew.-% eines copolymerisierbaren Vinylmonomers, welches mit der funktionellen Gruppe zur Kohäsionssteigerung, der Erhöhung der Reaktivität der Vernetzung, oder zur direkten Vernetzung beitragen kann, und
b) 5 bis 50 Gew.-% eines Epoxy-Harzes oder einer Mischung aus mehreren EpoxyHarzen

Das Polymer a) kann eine aktivierbare Haftklebemasse umfassen, die unter Temperatureinwirkung und optionalen Druck haftklebrig wird und nach der Verklebung und Abkühlen durch die Verfestigung eine hohe Klebkraft aufbaut. Je nach Anwendungstemperatur weisen diese aktivierbaren Haftklebemassen unterschiedliche statische Glasübergangstemperaturen T_G,A oder einen Schmelzpunkte T_S,A auf.
In einer sehr bevorzugten Auslegung werden für die Monomere a1) Acrylmomonere eingesetzt, die Acryl- und Methacrylsäureester mit Alkylgruppen bestehend aus 4 bis 14 C-Atomen, bevorzugt 4 bis 9 C-Atomen umfassen. Spezifische Beispiele, ohne sich durch diese Aufzählung einschränken zu wollen, sind n-Butylacrylat, n-Pentylacrylat, n-Hexylacrylat, n-Heptylacrylat, n-Octylacrylat, n-Nonylacrylat, Laurylacrylat, Stearylacrylat, Behenylacrylat, und deren verzweigten Isomere wie zum Beispiel 2-Ethylhexylacrylat. Weitere einzusetzende Verbindungsklassen, die ebenfalls in geringen Mengen unter c1) hinzugesetzt werden können sind Methylmethacrylate, Cyclohexylmethacrylate, Isobornylacrylat und Isobornylmethacrylate.
In einer bevorzugten Weise werden als Monomere a2) Itaconsäure, Acrylsäure, Methacrylsäure, Vinylessigsäure, Fumarsäure, Crotonsäure, Aconitsäure, Dimethylacrylsäure, β-Acryloyloxypropionsäure, Trichloracrylsäure, Vinylphosphonsäure, Vinylsulfonsäure und Vinylsulfonsäure eingesetzt werden.
In einer bevorzugten Weise werden als Monomere a3) Glycidylmethacrylat Maleinsäureanhydrid und Itaconsäureanhydrid eingesetzt.
In einer sehr bevorzugten Auslegung werden für die Monomere a4) Vinylester, Vinylether, Vinylhalogenide, Vinylidenhalogenide, Vinylverbindungen mit aromatischen Cyclen und Heterocyclen in α-Stellung eingesetzt. Auch hier seien nicht ausschließlich einige Beispiele genannt: Vinylacetat, Vinylformamid, Vinylpyridin, Ethylvinylether, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid und Acrylonitril. In einer weiteren sehr bevorzugten Auslegung für die Monomere a4) Monomere mit folgenden funktionellen Gruppen eingesetzt: Hydroxy-, Säureamid-, Isocyanato- oder Aminogruppen.
Weitere besonders bevorzugte Beispiele für die Komponente a4) sind Hydroxyethylacrylat, Hydroxypropylacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Hydroxypropylmethacrylat, Allylalkohol, Acrylamid, Benzylacrylat, Benzylmethacrylat, Phenylacrylat, Phenylmethacrylat, t-Butylphenylacrylat, t-Butylaphenylmethacrylat, Phenoxyethylacrlylat, Phenoxyethylmethacrylat, 2-Butoxyethylmethacrylat, 2-Butoxyethylacrylat, Dimethylaminoethylmethacrylat, Dimethylaminoethylacrylat, Diethylaminoethylmethacrylat, Diethylaminoethylacrylat, Cyanoethylmethacrylat, Cyanoethylacrylat, 6-Hydroxyhexylmethacrylat, N-tert.-Butylacrylamid, N-Methylolmethacrylamid, N-(Buthoxymethyl)methacrylamid, N-Methylolacrylamid, N-(Ethoxymethyl)acrylamid, N-Isopropylacrylamid, Tetrahydrofurfurylacrlyat, wobei diese Aufzählung nicht abschließend ist.
In einer weiteren bevorzugten Auslegung werden für die Komponente a4) aromatische Vinylverbindungen eingesetzt, wobei bevorzugt die aromatischen Kerne aus C₄ bis C₁₈ bestehen und auch Heteroatome enthalten können. Besonders bevorzugte Beispiele sind Styrol, 4-Vinylpyridin, N-Vinylphthalimid, Methylstyrol, 3,4-Dimethoxystyrol, 4-Vinylbenzoesäure, wobei diese Aufzählung nicht abschließend ist.
Zur Polymerisation werden die Monomere wiederum dermaßen gewählt, dass die resultierenden Polymere als industriell verwendbare Klebemassen oder Haftklebemassen eingesetzt werden können, insbesondere derart, dass die resultierenden Polymere klebende oder haftklebende Eigenschaften entsprechend des „Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology“ von Donatas Satas (van Nostrand, New York 1989) besitzen. Auch hier kann die Steuerung der gewünschten Glasübergangstemperatur durch die Anwendung der Fox-Gleichung (G1) bei der Zusammenstellung der Monomermischung, welche der Polymerisation zugrunde liegt, erzielt werden. Für Haftklebemassen liegt die statische Glasübergangstemperatur des resultierenden Polymers vorteilhaft unterhalb 15 °C.
Zur Erzielung einer Glasübergangstemperatur T_G,A der Polymere von T_G,A ≥ 30 °C für Hitzeaktivierbare Klebemasse werden entsprechend dem vorstehend gesagten die Monomere sehr bevorzugt derart ausgesucht und die mengenmäßige Zusammensetzung der Monomermischung vorteilhaft derart gewählt, dass sich nach der Fox-Gleichung (G1) (vgl. T.G. Fox, Bull. Am. Phys. Soc. 1 (1956) 123) der gewünschte T_G,A-Wert für das Polymer ergibt. $\frac{1}{T_{G}} = \sum_{n} \frac{w_{n}}{T_{G,n}}$
Hierin repräsentiert n die Laufzahl über die eingesetzten Monomere, w_n den Massenanteil des jeweiligen Monomers n (Gew.-%) und T_G,n die jeweilige Glasübergangstemperatur des Homopolymers aus den jeweiligen Monomeren n in K.
Zur Herstellung der Klebemassen werden vorteilhaft konventionelle radikalische Polymerisationen oder kontrollierte radikalische Polymerisationen durchgeführt. Für die radikalisch verlaufenden Polymerisationen werden bevorzugt Initiatorsysteme eingesetzt, die zusätzlich weitere radikalische Initiatoren zur Polymerisation enthalten, insbesondere thermisch zerfallende radikalbildende Azo- oder Peroxo-Initiatoren. Prinzipiell eignen sich jedoch alle für Acrylate dem Fachmann geläufigen, üblichen Initiatoren. Die Produktion von C-zentrierten Radikalen ist im Houben Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Vol. E 19a, Seiten 60 bis 147 beschrieben. Diese Methoden werden in bevorzugter Weise in Analogie angewendet.
Beispiele für Radikalquellen sind Peroxide, Hydroperoxide und Azoverbindungen, als einige nicht ausschließliche Beispiele für typische Radikalinitiatoren seien hier genannt Kaliumperoxodisulfat, Dibenzoylperoxid, Cumolhydroperoxid, Cyclohexanonperoxid, Di-t-butylperoxid, Azodiisosäurebutyronitril, Cyclohexylsulfonylacetylperoxid, Diisopropylpercarbonat, t-Butylperoktoat, Benzpinacol. In einer sehr bevorzugten Auslegung wird als radikalischer Initiator 1,1'-Azo-bis-(cyclohexancarbonsäurenitril) (Vazo 88™ der Fa. DuPont) verwendet.
Die mittleren Molekulargewichte M_n der bei der radikalischen Polymerisation entstehenden Haftklebemassen werden sehr bevorzugt derart gewählt, dass sie in einem Bereich von 20.000 bis 2.000.000 g/mol liegen; speziell für die weitere Verwendung als Schmelzhaftkleber werden Haftklebemassen mit mittleren Molekulargewichten M_n von 100.000 bis 500.000 g/mol hergestellt.
Die Polymerisation kann in Substanz, in Gegenwart eines oder mehrerer organischer Lösungsmittel, in Gegenwart von Wasser oder in Gemischen aus organischen Lösungsmitteln und Wasser durchgeführt werden. Es wird dabei angestrebt, die verwendete Lösungsmittelmenge so gering wie möglich zu halten.
Die Polymerisationszeit beträgt - je nach Umsatz und Temperatur - zwischen 4 und 72 Stunden. Je höher die Reaktionstemperatur gewählt werden kann, das heißt, je höher die thermische Stabilität des Reaktionsgemisches ist, desto geringer kann die Reaktionsdauer gewählt werden.
Zur Erhöhung der Kohäsion zwischen der Klebemasse und der Folie kann die Folie einer Coronabehandlung unterzogen werden. Des Weiteren ist ein Ätzen der Folie vorteilhaft, um die Klebemasse verankern zu können.
In einer Variante der Erfindung ist zwischen Trägerschicht und Klebmasse zur Verbesserung der Haftung der Klebmasse auf der Trägerschicht ein Primer vorhanden. Beschreibungen der üblicherweise verwendeten Primer finden sich zum Beispiel im „Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology“ von Donatas Satas (van Nostrand, 1989).
Eine typische Größe und Form für den Stanzling, mit dem viele der kleineren Löcher verschlossen werden können, stellt eine (kreisrunde) Scheibe mit einem Durchmesser (Abdeckteil) von 10 bis 60 mm, insbesondere 30 bis 40 mm dar.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ferner, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, das ein einfaches und genaues Verschließen eines Loches ermöglicht.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass es die folgenden Schritte umfasst:

- Zurverfügungstellen mindestens zweier Stanzlingsbänder, wobei ein erstes Stanzlingsband Abdeckteile mit mindestens einer Trägerschicht und mindestens einer Klebemassenschicht und ein zweites Stanzlingsband Füllteile einer ersten Größe aufweist;
- Aufbringen jeweils eines Füllteils auf die Klebemassenschicht jeweils eines Abdeckteils derart, dass das Abdeckteil an jeder Stelle der Außenkontur des Füllteils einen Überstand zum Füllteil aufweist
- Applizieren des aufgebrachten Stanzlings auf ein Loch in einem Blech oder in einem Kunststoffteil, wobei

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Verfahren zum Verspenden solcher Stanzlinge zum dauerhaften Verschließen von Löchern insbesondere in Blechen oder in Kunststoffteilen wird auf einfache Art und Weise sichergestellt, dass ein Loch insbesondere in einer Karosserie mit einem erfindungsgemäßen Stanzling so verschlossen wird, dass das Loch vollständig von dem Stanzling abgedeckt und das Loch zudem gefüllt ist.
Das Aufbringen jeweils eines Füllteils auf die Klebemassenschicht jeweils eines Abdeckteils kann beispielsweise durch Laminieren erfolgen.
Vorteilhafterweise wird in dem ersten Verfahrensschritt mindestens ein weiteres Stanzlingsband zur Verfügung gestellt, wobei jedes weitere Stanzlingsband Füllteile aufweist, die sich die Größe und/oder Form von der Größe und/oder Form der Füllteile der jeweils anderen Stanzlingsbänder unterscheidet. Auf diese Weise können sehr einfach Löcher verschiedener Größe unkompliziert verschlossen werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren vor dem Aufbringen des Füllteils des Weiteren einen Schritt des Ermittelns mindestens eines Parameters des zu verschließenden Loches. wobei auf Basis der ermittelten Daten ausgewählt wird, von welchem Stanzlingsband ein Füllteil auf das Abdeckteil aufgebracht, insbesondere laminiert, wird. Auf diese Weise lässt sich das Fertigstellen eines Stanzlings gut und einfach automatisieren, und es können an einer Station Löcher verschiedener Form und Größe verschlossen werden.
Nach einem noch weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst diese die Verwendung eines Stanzlings, wie vorstehend beschrieben, zum Verschließen eines Loches in einem Blech oder einem Kunststoffteil, insbesondere in der Automobilindustrie. Die erfindungsgemäßen Stanzlinge können auf verschiedensten Gebieten zum Einsatz kommen, wo der Verschluss von Löchern in Teilen, die eine gewisse Dicke aufweisen, erforderlich ist. Besonders geeignet sind die Stanzlinge zum Verschließen von Blechen oder Kunststoffteilen, wie sie in der Automobilindustrie Verwendung finden. Die Notwendigkeit, hier Löcher in Bleche und Kunststoffteile zu bringen und diese im Anschluss wieder zu verschließen, wurde vorstehend bereits ausführlich erläutert.
Im Folgenden sollen weitere zweckmäßige und/oder vorteilhafte Merkmale und Weiterbildungen anhand besonders bevorzugter Ausführungsform der Stanzling zum dauerhaften Verschließen von Löchern insbesondere in Blechen oder in Kunststoffteilen von Automobilkarosserien sowie das Verfahren zum Verspenden von Stanzlingen anhnad der beigefügten Zeichnung näher erläutert werden, ohne in irgendeiner Form einschränkend wirken zu sollen.
Es zeigt

1 ein Loch in einer Karosserie, das mit einem erfindungsgemäßen Stanzling verschlossen ist;
2 den Stanzling vor Aufbringen des Füllteils auf das Abdeckteil;
3a das Abdeckteil eines Stanzlings;
3b verschiedene Füllteile eines Stanzlings; und
3c fertige zusammengefügte Stanzlinge mit Füllteilen unterschiedlicher Größe auf den Abdeckteilen in Unteransicht.

1 zeigt ein Blechteil 104 eines Fahrzeuges, das ein Loch 200 aufweist. Das Loch ist mit einem erfindungsgemäßen Stanzling 10 verschlossen. Der Stanzling 10 ist, wie in 2 zu erkennen, aus einem Abdeckteil 105 und einem Füllteil 106 gebildet. Das Füllteil 106 wird vor dem Applizieren auf das Blechteil mittels Laminieren auf das Abdeckteil 105 aufgebracht. Dabei wird das Füllteil 106 derart auf das Abdeckteil 105 appliziert, dass die beiden konzentrisch angeordnet sind. Das Abdeckteil 105 des Stanzlings ist aus einer Trägerschicht 100 und einer Klebeschicht 101 gebildet. Die Klebeschicht kann - insbesondere teilweise - durch einen Liner 107 geschützt sein, der vor dem Applizieren auf das Blechteil entfernt wird. Das Füllteil 106 der dargestellten Ausführungsform ist aus einer Trägerschicht 102 und einer Klebeschicht 103 gebildet.
Das Füllteil 106 entspricht in seiner Form und Größe dem Loch 200. Das Abdeckteil 105 ist größer als die Fläche des zu verschließenden Loches 200, so dass der Stanzling gut auf dem Blechteil befestigt werden kann, und das Loch 200 vollflächig verschlossen ist.
In 3a ist ein Abdeckteil 105 und in 3b drei verschieden große Füllteile 106 für Stanzlinge 10 gezeigt. Sowohl Abdeckteile wie auch Füllteile sind kreisförmig. 3c zeigt die fertigen Stanzlinge 10 in Unteransicht. Man erkennt, dass die Füllteile 106 konzentrisch auf den Abdeckteilen 105 angeordnet sind. Abhängig von der Größe der Füllteile 106 variiert der Überstand des Abdeckteils 105, der zur Verklebung des Stanzlings auf dem Blechteil 104 zur Verfügung steht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 3036100 A1 [0016]
DE 4313008 A1 [0065]
EP 1978069 A1 [0103]

Claims

Stanzling (10) zum dauerhaften Verschließen von Löchern (200) insbesondere in Blechen (104) oder in Kunststoffteilen, wobei der Stanzling (10) ein Abdeckteil (105) aufweist, das aus mindestens einer Trägerschicht (100) und mindestens einer Klebemassenschicht (101) besteht, wobei das Abdeckteil (105) derart ausgebildet ist, dass es einen Überstand zu dem zu verschließenden Loch (200) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Stanzling des Weiteren ein Füllteil (106) aufweist, wobei das Füllteil (106) aus mindestens einer Schicht (102) besteht, die auf der Klebemassenschicht (103) des Abdeckteils (105) angeordnet ist, wobei das Füllteil (106) eine Geometrie entsprechend dem zu verschließenden Loch (200) aufweist und derart auf dem Abdeckteil (105) angeordnet ist, dass das Abdeckteil (105) an jeder Stelle der Außenkontur des Füllteils (106) einen Überstand zum Füllteil (106) aufweist.
Stanzling (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllteil (106) mindestens eine Trägerschicht (102) und mindestens eine Klebemassenschicht (103) aufweist.
Stanzling (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllteil (106) konzentrisch auf dem Abdeckteil (105) angeordnet ist.
Stanzling (10) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Trägerschicht (100) des Abdeckteils (105) eine Kunststofffolie mit einem Flächengewicht von mindestens 1,0 kg/m² ist.
Stanzling (10) nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Trägerschicht des Abdeckteils (105) eine Funktionsschicht, insbesondere aus Polyamid ist.
Stanzling (10) nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Trägerschicht (100) des Abdeckteils (105) eine insbesondere mineralisch gefüllte Polyolefinfolie, ausgewählt aus einer Folie aus Polyethylen, einer Folie aus Polyethylen und Ethylenvinylacetat und einer elastomermodifizierte Bitumenfolie ist.
Stanzling (10) nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebemasse eine Selbstklebemasse auf Acrylatbasis ist.
Stanzling (10) nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der ersten Trägerschicht (100) zwischen 400 und 3.500 µm, vorzugsweise zwischen 1.100 und 3.500 µm, weiter vorzugsweise zwischen 1.700 und 3.500 µm liegt.
Stanzling (10) nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Überstand zwischen 1 und 20 mm, vorzugsweise zwischen 4,5 und 10 mm beträgt.
Verfahren zum Verspenden von Stanzlingen (10), wobei der Stanzling (10) ein Stanzling (10) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9 ist, umfassend die folgenden Schritte - Zurverfügungstellen mindestens zweier Stanzlingsbänder, wobei ein erstes Stanzlingsband Abdeckteile (105) mit mindestens einer Trägerschicht (100) und mindestens einer Klebemassenschicht (101) und ein zweites Stanzlingsband Füllteile (106) einer ersten Größe aufweist; - Aufbringen jeweils eines Füllteils (106) auf die Klebemassenschicht (101) jeweils eines Abdeckteils (105) derart, dass das Abdeckteil (105) an jeder Stelle der Außenkontur des Füllteils (106) einen Überstand zum Füllteil (106) aufweist - Applizieren des aufgebrachten Stanzlings (10) auf ein Loch (200) in einem Blech (104) oder in einem Kunststoffteil, wobei das Applizieren derart erfolgt, dass das Füllteil (106) das Loch (200) ausfüllt und der Stanzling (10) mittels der Klebeschicht (101) des Abdeckteils (105) auf dem Blech (104) oder Kunststoffteil befestigt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein weiteres Stanzlingsband zur Verfügung gestellt wird, wobei jedes weitere Stanzlingsband Füllteile (106) aufweist, die sich die Größe und/oder Form von der Größe und/oder Form der Füllteile (106) der jeweils anderen Stanzlingsbänder unterscheidet.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren vor dem Aufbringen eines Füllteils (106) des Weiteren einen Schritt des Ermittelns mindestens eines Parameters des zu verschließenden Loches (200) umfasst und auf Basis der ermittelten Daten ausgewählt wird, von welchem Stanzlingsband ein Füllteil (106) auf das Abdeckteil (105) aufgebracht wird.
Verwendung eines Stanzlings (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zum Verschließen eines Loches (200) in einem Blech (104) oder einem Kunststoffteil, insbesondere in der Automobilindustrie.