DE1249428B - Stark viskose auftragbaie Losung eines viskoelastischen unter Druck haftenden Klebstoffs in einem fluchtigen Losungsbzw Dispergiermittel fur Bander oder Streifen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

C09j

Deutsche Kl.: 22i-2

Nummer: 1 249 428

Aktenzeichen: M 46020IV c/22 i

Anmeldetag: 22. Juli 1960

Auslegetag: 7. September 1967

Die Erfindung betrifft stark viskose auftragbare Lösungen eines viskoelastischen, unter Druck haftenden Klebstoffs in einem flüchtigen Lösungs- bzw. Dispergiermittel für Bänder oder Streifen enthaltend in einem Trockengewichtanteilverhältnis von etwa 0,5 bis 30% Verstärkungsstapelfasern, die in ihr frei ausgestrecktem Zustand dispergiert sind und einen Durchmesser im Bereich von etwa 1 bis 25 μ, ferner eine Länge im Bereich von etwa 0,6 bis 3,8 cm aufweisen. Auf diese Weise wird die Kohäsionsfestigkeit, die Zugfestigkeit und Zereißfestigkeit der Klebstoffüberzüge oder Aufstriche wesentlich erhöht.

Druckempfindliche Klebstoffe für Klebestreifen weisen gewöhnlich eine Kautschukgrundlage aus einem natürlichen oder synthetischen Kautschukpolymerisat in homogener Mischung mit einem klebrigmachenden Harz auf. Bestimmte synthetische Polymerisate und Copolymerisate (ζ. Β. bestimmte PoIyvinyläther und Polyacrylate) besitzen eine Molekularstruktur, die von sich aus kautschukartig und klebrig ist und ohne Zugabe eines klebrigmachenden Materials verwendet werden kann. Diese viskoelastischen druckempfindlichen Kautschukklebemittel für Klebebänder sind mehr kohäsiv als adhäsiv; und doch sind sie in normaler trockener Form bei gewohnlichen Temperaturen klebrig. Mit ihnen überzogene Bänder oder Streifen haften bei bloßer Berührung und Anpressen mit dem Finger fest auf zahlreichen verschiedenartigen Oberflächen, wie Glas, Metall, Holz und Papier; trotzdem lassen sie sich von der Rolle abwickeln und von glatten Oberflächen, auf die sie zeitweilig aufgebracht sind, ohne jegliches Abheben oder Ablösen des Klebstoffs und ohne Klebrigwerden der Finger abstreifen.

Die für Abdichtungs-, Befestigungs- und Halterungszwecke bestimmten üblichen Bänder sind so ausgebildet, daß der Klebstoffüberzug auf dem Träger haftenbleibt und während des Abrollens des Bandes von der Rolle oder des späteren Entfernens des Bandes von der Oberfläche, auf die es aufgebracht worden war, nicht von der mit dem Klebstoffüberzug versehenen Oberfläche abgezogen wird.

Bei den sogenannten Klebstoffübertragungsbändern ist der Klebstoff auf einer abziehbaren Unterlage oder Zwischenlage als Überzug aufgebracht, die eine Oberfläche geringer Adhäsion aufweist. Beispiele einer derartigen Unter- oder Zwischenlage sind ein Polyäthylenfilm oder ein Papier, das mit einem Material geringer Adhäsionsfähigkeit, wie ein Silicon, überzogen ist. Das Übertragungsband wird in Rollenform geliefert und muß sich ohne jegliches Abheben oder Verlagern von Klebstoff an den Kanten und Stark viskose auftragbare Lösung eines viskoelastischen unter Druck haftenden Klebstoffs in einem flüchtigen Lösungs- bzw. Dispergiermittel für Bänder oder Streifen

Anmelder:

Minnesota Mining and Manufacturing Company, Saint Paul, Minn. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Ruschke, Patentanwalt, Berlin 33, Auguste-Viktoria-Str. 65

Als Erfinder benannt:
Melvin Olaf Kalleberg,
Minneapolis, Minn.;
Charles Elwood Turner,
Roseville, Minn. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 23. Juli 1959 (828 938)--

sonstigen Stellen abspulen lassen. Nachdem ein Bandende auf eine gewünschte Grundfläche aufgebracht ist, wird die Zwischen- oder Einlage, falls gewünscht, abgezogen, so daß der Klebstoffilm freiliegt, der dann als Klebstoffilm zum Verkleben mit einer anderen Oberfläche dient.

Es wurde festgestellt, daß beim Abspulen von Übertragungsklebebändern keine ordnungsgemäße Klebstoffübertragung auftritt. Dies bedeutet, daß Teile des Klebstoffs, besonders an den Kanten, auf die benachbarte darunterliegende Windung, Unterlage oder Zwischenlage übergehen oder sich abheben. Diese unerwünschte Wirkung ergibt sich aus der Tatsache, daß der Klebstoff auf eine Oberfläche niedriger Adhäsion aufgebracht wird, der gegenüber,er geringeres Haftvermögen aufweist, als gegenüber der Oberfläche einer bei Klebebändern üblichen Dauerunterlage.

Durch die Anwendung der erfindungsgemäßen Lösung eines unter Druck haftenden Klebstoffs, in dem freie Einzelfasern dispergiert sind, wird dieser unerwünschte Effekt ausgeschaltet. Es war völlig überraschend, daß die Fasern in der dickflüssigen Klebstoffüberzugsmischung so dispergiert werden können,

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daß sie sich in einem freien langgestreckten Zustand befinden und sich nicht aneinanderlagern oder zusammengeballt vorliegen, und daß auch die mit Fasern versehene Klebstoffmischung auf eine Unfer- oder Zwischenlage zufriedenstellend als Überzugsschicht aufgebracht werden kann, um nach dem Trocknen einen gleichmäßigen Überzug zu ergeben, in dem die Fasern gleichförmig in einem freien langgestreckten Zustand innerhalb des Klebstoffilms dispcrgiert sind.

Man hat bereits in einem Klebegurtband geradlinig ausgerichtete endlose Textilfaden verwendet und dabei von einem Gebrauch von Stapelfasern für derartige Zwecke abgeraten. Ferner sind Faservliese aus parallelisierten Fasern bekannt, die mit einem thermisch härtbaren Harz imprägniert sind. Auch ist bekannt, daß die physikalischen Werte von mit parallellicgendcn Glasfasern verstärkten Polycsterstäbcn besonders gut sind. Um Gegenständen ein dauerhaftes und gefälliges Äußeres zu verleihen, hat man sie mit einem dekorativen Überzug, bestehend aus einem Trägerstoff, wie Firnis oder synthetische Harze, im Gemisch mit teils farbigen Fasern mit einem Durchmesser von 500 bis 2000 μ, die leicht mit bloßem Auge wahrgenommen werden, versehen. Die Überzugsmittel können in üblicher Weise aufgebracht werden und erzeugen eine mattierte, getüpfelte, strukturartige Oberfläche. Für diesen Zweck kommen weder unter Druck haftende Klebstoffe noch die erfindungsgemäß verwendeten feinen flexiblen Fasern mit einem Durchmesser von 1 bis 25 μ in Betracht. Bei der Verwendung einer wasserlöslichen Klebstoffmasse aus einer wasserlöslichen Polyvinylcarbonsäure und einem damit verträglichen Oxypolyalkylen für Klebebänder wurde die Möglichkeit der Einbettung von langfaserigem Seidenpapier, Gewebe, nicht verwobener Kunstseide oder Glasfasern in die Klebstoffschicht erwähnt. Das erfindungsgemäße Problem, feine Stapelfasern von 1 bis 25 μ Durchmesser und einer Länge von 0,6 bis 3,8 cm in einer relativ dickflüssigen, honigartigen Klebstoffmasse gleichmäßig zu dispergieren und dadurch einen Klebstoffilm von erhöhter Festigkeit zu erzielen, wurde durch diese Feststellung nicht gelöst. Vielmehr bestanden bisher bei den Fachleuten erhebliche Bedenken, in der nun vorgeschlagenen Weise vorzugehen, da anzunehmen war, daß sich die Fasern in der stark viskosen Flüssigkeit zusammenballen und Ungleichmäßigkeiten in dem unter Druck haftenden Klebstoffilm hervorrufen wurden, die schließlich Streifen und Löcher im Klebefilm zur Folge hätten. Die vorliegende Erfindung brachte daher eine nicht vorhersehbare Lösung mit günstigem Ergebnis.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß der erhaltene, unter Druck haftende Übertragungsklebefilm selbsttragend und in seinen Abmessungen stabiler ist. Ein gewöhnlicher nichtverstärkter Klebstoffilm ist in freiem Zustand hochdehnbar, besitzt jedoch eine sehr geringe Zug- und Reißfestigkeit. Die dispergierten Fasern verleihen eine erhebliche Zug- und Reißfestigkeit. Dies wirkt sich günstig in der Steigerung der Festigkeit von Schichtstoffen aus, die unter Verwendung des unter Druck haftenden Klebefilms hergestellt worden sind.

Die erfindungsgemäße Klebstofflösung ist nicht nur besonders günstig zur Herstellung von Ubertragungsklebebändern, sondern erweist sich auch bei druckempfindlichen Klebebändern als vorteilhaft.

Der mit Fasern versehene Klebstoffüberzug erhöht die Festigkeit und Reißfestigkeit eines Klebebandes als Ganzes und gestattet daher die Verwendung von solchen Filmen oder Folien als Bandunterlagen, besonders wenn sie außerordentlich dünn sind, die sonst stärkeren Beanspruchungen nicht gewachsen und leicht zerreißbar sind, wenn das klebrige Band von der Rolle abgespult wird. Die gesteigerte Festigkeit und Reißfestigkeit der Klebebänder ermöglicht

ίο ihre Verwendung für Ablichtungs-, Halte- oder Befestigungszwecke; z. B. sind dünne Celluloseacetatfilme und dünne Aluminiumfolien als Unterlagen für die Herstellung von Klebebändern und -streifen verwendbar.

Die Stärke wird durch die Fasern nicht wesentlich beeinflußt. Die Fasern liegen an der Oberfläche nicht frei und verschlechtern nicht wesentlich die Haftfestigkeit je Flächeneinheit des KlcbstofTüberzugcs auf dem Trägermaterial. Man kann Faser-Klebstoff-Mischungen verwenden, bei denen die Brechungsindizes der Fasern und des trockenen Klebstoffs annähernd gleich sind, so daß praktisch klare durchsichtige Klebstoffüberzugsschichten entstehen, wie sie bei durchsichtigen, mit einer Filmunterlage versehenen Klebebändern erwünscht sind.

Das Klebemittel gemäß der Erfindung kann ferner zur Herstellung von trägerlosen, doppelt überzogenen, unter Druck haftenden Klebebändern Verwendung finden, die direkt auf sich selbst in Rollenform aufgewickelt werden. Dies ist durch Benutzung eines Paares von ungleichartigen Vorder- und Rückseiten-Klebstoffüberzügen möglich, die chemisch verschieden und physikalisch verträglich sind, wobei die sich berührenden Klebstoffoberflächen am unerwünschten Zusammenkleben miteinander in der aufgewickelten Rolle gehindert werden. Wenn nur einer oder beide Klebstoffüberzüge mit Fasern versehen sind, so ist ein größerer Sicherheitsfaktor beim Abspulen der Bandrollen unter Vermeidung eines Abhebens oder Ablösens von Klebstoff gegeben.

Die Fasern können durch Extrudieren unter Erhalt endloser Fäden mit einer glatten gleichförmigen Oberfläche und anschließendes Schneiden auf eine Länge von etwa 0,6 bis 3,8 cm hergestellt werden.

»Einzelfasern« bedeutet, daß sie frei und nicht als Garne verzwirnt oder versponnen vorliegen. Die verschiedensten Stapelfasern sind in der Textilindustrie im Handel erhältlich. Glasfasern werden im vorliegenden Fall bevorzugt; zufriedenstellend können aber auch vollsynthetische Fasern, wie Polyamidfasern, Polyesterfasern, verwendet werden. Diese Stapelfasern können verschiedene Durchmesser oder Denier-Werte aufweisen, die im Bereich von etwa 1 bis 25 μ Durchmesser liegen.

Der Klebstoff kann mit dispergierten Fasern über einen beträchtlichen Anteilverhältnisbereich beschwert werden, was von den Eigenschaften abhängt, die man den endgültigen Klebstoffüberzügen zu verleihen wünscht. Benutzt man nur geringe Beschwerangen (0,5 bis 10 Gewichtsprozent auf Trockenbasis), so lassen sich die Fasern leicht durch Mischen mit der Klebstofflösung dispergieren, und dann kann die entstandene, mit Fasern versehene Lösung leicht in an sich bekannter Weise aufgebracht werden. Bei Verwendung von größeren Beschwerungen im Bereich von 10 bis 20 % muß man größere Sorgfalt zur Erzielung vollständiger Dispersion walten lassen. Für einige Verwendungszwecke besteht indessen nicht die

Notwendigkeit, daß eine vollständige Dispergierung vorliegt. Es kann notwendig sein, das Überzugsauftragsgefäß mit einer Spezial-Rührvorrichtung zu versehen, um die Dispersion in einer auftrag- oder aufstreichbaren Beschaffenheit zu halten. Man kann sogar höhere Faserbeschwerungen, bis zu etwa 30% bei Glasfasern, anwenden.

Bei dem üblichen Überzugsauftrag ist es günstig, die Fasern in eine vorherrschende Verarbeitungsrichtung, nämlich der längslaufenden Richtung der sich verschiebenden Bahn, zu legen. Dies wirkt sich günstig hinsichtlich der Steigerung der Zugfestigkeit in Längsrichtung und der Querreißfestigkeit des Klebebandes im Vergleich zu einem solchen aus, in dem die Fasern ohne vorherrschenden Richtungsverlauf wahllos vorliegen.

Beispiel 1

Eine viskose unter Druck haftende Klebstofflösung wird durch Lösen von 100 Gewichtsteilen eines klebrigen Mischpolymerisats aus Isooctylacrylat und Acrylsäure (Verhältnis: 95,5 : 4,5) in 100 Teilen eines flüchtigen Lösungsmittels, das aus 80 Teilen Heptan und 20 Teilen Propylalkohol besteht, hergestellt. Die Lösung wird in einem mit Rührer ausgestatteten Reaktionskessel gerührt; dazu werden 5 Gewichtsteile Glas-Stapeleinzelfasern mit einer Länge von 3,8 cm zugegeben, die von einem 150-1/0 endlosen Glasgarn erhalten worden sind, wobei der Durchmesser der Einzelfaser etwa 10 μ beträgt. Diese Fasern sind mit einem üblichen Schlichtemittel aus Stärke-Polyvinylalkohol überzogen. Man erhält eine vollkommene Dispersion freier langgestreckter Glasfasern in der Klebstofflösung.

Diese mit Fasern versehene Klebstofflösung wird auf einen Ubertragungsbandeinlagestreifen aus Pergaminpapier als Überzug aufgetragen, das auf jeder Seite einen Überzug aus Silikon besitzt. Dann wird die überzogene Bahn durch einen Ofen geführt, um das Lösungsmittel zu entfernen und somit den unter Druck haftenden Klebstoffüberzug zu trocknen. Danach wird die Bahn zu großen Rollen aufgewickelt, abgespult, geschnitten und wiederum zu kleinen oder schmalen Bandrollen gewünschter Größe aufgewikkelt, ohne daß ein Abheben, Ablösen oder Übertragen des Klebstoffs erfolgt.

Gegebenenfalls wird die trockene Bahn mit einem weißen pigmentierten Polyäthylenfilm beschichtet, geschnitten und durch Entfernen der Papiereinlage in Rollen aufgewickelt, wobei Ubertragungsklebebandrollen mit einem Polyäthylenfilm als Zwischenlage erhalten werden.

Beide Arten des Übertragungsklebebandes sind zufriedenstellend. Die Rollen können sowohl unter geringen als auch hohen Geschwindigkeiten ohne jegliches Abheben oder Übertragen des Klebstoffs abgespult werden, und man erhält saubere und unbeschädigte Streifen eines Übertragungsklebebandes. Bänder gleicher Herstellungsweise, jedoch ohne Anwendung von Fasern, zeigen eine schlechte Übertragung des Klebstoffs beim Abspulen. Die faserverstärkten Klebstoffüberzüge können von den entfernbaren Zwischenlagen als zähe, selbsttragende Klebefilme getrennt werden, die eine gute Zug- und Reißfestigkeit besitzen. Die dispergierten Fasern sind in dem durchsichtigen Klebstoffilm kaum zu sehen, ίο Sie sind vorwiegend in Längsrichtung des Bandes orientiert.

Beispiel 2

Eine bekannte, unter Druck haftende Klebstoff-Überzugsmischung, die aus einem Kautschuklatex und einem klebrigmachenden Harz, gelöst in Heptan, besteht, wird in einem Latexmischer mit 10 Gewichtsprozent, bezogen auf Feststoff-Trocken-Substanz, der gleichen Fasern wie im Beispiel 1, dispergiert. Es ergibt sich eine gleichmäßige Dispersion freier Fasern. Ein grundierter Celluloseacetatfilm wird mit dem faserhaltigen Klebstoff überzogen, getrocknet, geschnitten und in Rollen aufgewickelt, und zwar in der gleichen Art wie bei der Herstellung von gewöhnliehen, mit einem Acetatfilm auf der Rückseite versehenen, unter Druck haftenden Klebebändern. Das durchsichtige Klebeband ist zufriedenstellend und weist eine wesentlich verbesserte Zug- und Querreißfestigkeit auf.

Gleichermaßen zufriedenstellende Klebebänder der in den Beispielen als Muster beschriebenen Arten können unter Verwendung von Rayonstapelfasern, Polyesterfasern und Polyamidfasern hergestellt werden.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Stark viskose auftragbare Lösung eines viskoelastischen unter Druck haftenden Klebstoffs in einem flüchtigen Lösungs- bzw. Dispergiermittel für Bänder oder Streifen in einem Trockengewichtsanteilverhältnis von etwa 0,5 bis 30% Verstärkungsstapelfasern, die in ihr in frei ausgestrecktem Zustand dispergiert sind und einen Durchmesser im Bereich von etwa 1 bis 25 μ, ferner eine Länge im Bereich von etwa 0,6 bis 3,8 cm aufweisen.

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   Deutsche Patentschrift Nr. 876 066;
   deutsche Auslegeschrift Nr. 1 019 422;

   schweizerische Patentschrift Nr. 288 511;

   USA.-Patentschriften Nr. 2 787 555, 2 838 241;

   Zeitschrift »Adhäsion«, 1959, H. 1, S. 6, 7;

   Micksch-Plath, »Taschenbuch der Kitte und Klebstoffe«, 1952, S. 106;

   Hagen, »Glasfaserverstärkte Kunststoffe«, 1956, S. 189.