DE1594049C - Verfahren zur Herstellung von Selbstklebebändern - Google Patents

Description

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werden. Selbstklebebänder aus ähnlichen Klebstoffen dienenden Harzen gehören polypjerisiette Terpendie keinen Beschleuniger enthalten, härten bei einer harze, wie polymerisierte /J-Pinenharze mit Schmelz-Temperatur von etwa 120"C selbst in mehr als etwa punkten zwischen 10 und 124'C, Cumaron-lndenharze 30 Minuten nicht bis zu dem gewünschten Grade aus. (vgl. auch USA.-Patentschrift 2 319 959), Ester von

Beispiele für im Rahmen der Erfindung verwendbare 5 hydrierten Kolophoniumharzen, chlorierte Paraffine,

Beschleuniger sind a-SuJfopalmitinsäure und α-Sulfo- Epoxyharze, die z. B. durch Kondensation von

Stearinsäure. 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan mit Epiehlorhydrin

Diese Beschleuniger können zwar die zur Härtung hergestellt werden und ein Epoxydäquivalent von von Selbstklebern oder von solche enthaltenden 0,52 je 100 g Harz haben — die zur Erhöhung des Bändern erforderliche Zeitdauer etwas verkürzen; io Haftvermögens verwendeten Epoxyharze werden voisie sind jedoch mit den Bestandteilen der Selbstkleber zugsweise bei den stärker polaren Elastomeren wie nicht verträglich genug, so daß die gewünschte Här- den Butadien-Acrylsäurenitril-Mischpolymerisaten vertungsgeschwindigkeit nicht erzielt wird. Es wurde wendet —_v flüssige Polyisobutylenharze, Dehydrogefunden, daß derartige Beschleuniger hinreichend abietinsäure, Diätbylengtykolester der Dehydroabietinverträglich gemacht werden können, indem man sie in 15 säure und Glycerinester der Dehydroabientinsäure, einem geeigneten organischen Lösungsmittel löst. aus Erdöl gewonnene Kohlenwasserstoffharze. Die Beispiele für geeignete Lösungsmittel sind Phenole, Menge des klebrigmachenden Harzes richtet sich nach wie Phenol, Kresol, Octylphenol, Nonylphenol, Do- verschiedenen Faktoren, wie den jeweiligen besonderen decylphenol u. dgl., aliphatische Alkohole, wie Me- Klebstoffbestandteilen, dem gewünschten Grad an thanol, Äthanol, Isopropylalkohol, sek. Butylalkohol, ao Klebrigkeit und »Schiiellhaflung«. der Art de*, vertert. Butylalkohol, Amylalkohol, Isoamylalkohol, wendeten Elastomeren und dem gewünschten lirad Benzylalkohol und n-Octylalkohol, zweiwertige Aiko- an Gesamthaftvermögen. Im allgemeinen variiert die hole, wie Äthylenglykol und Propylenglykol, alipha- Menge des klebrigmachenden Harzes zwischen etwa tische Ketone, vorzugsweise solche mit weniger als 20 und 300 Gewichtsteilen auf je 100 Gewichtsteile 6 Kohlenstoffatomen im Molekül, wie Methyläthyl- »5 des Elastomeren. Wenn ein festes Harz verwendet wird, keton und Cyclohexanon, Ester, wie Methyl-phthalyl- so liegt die Menge im allgemeinen zwischen 20 und äthylglycollat und 2-Äthylhexyl-epoxytallat u. dgl. 125 Gewichtsprozent des Elastomeren, während sie Verwendet man gewisse Lösungsmittel, wie Phenole, im Falle flüssiger Harze zwischen 20 und 300 Gewichlsso wird das Gemisch aus dem Lösungsmittel und dem prozent des Elastomeren liegt. Für viele Anwendungs-Beschleuniger vorzugsweise zunächst durch Erhitzen 30 zwecke werden bei festen Harzen Mengen von etwa entwässert und erst dann dem Klebstoff zugesetzt. 30 bis 100 und bei flüssigen Harzen Mengen von etwa

Die Menge des Beschleuniget s in den Selbstklebern 40 bis 200 Gewichtsprozent des Elastomeren bevorzugt,

kann in Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren Geeignete öllösliche, in der Wärme mit dem Elasto-

variieren und richtet sich z. B. nach der Art der Kleb- meren reaktionsfähige Formaldehydharze sind Alkyl-

stoffbestandteile, dem gewünschten Härtungsgrad, der 35 phenol-Formaldehyd-Harze, Harnstoff-Formaldehyd-

in Anbetracht der Art des Trägers erforderlichen Alkohol-Kondensalionsprodukte, Melamin-Formal-

Härtungstemperatur und der gewünschten Härtungs- dehyd-Alkohol-Kondensationsprodukte und Ge-

zeit. Im allgemeinen wird der Beschleuniger dem Kleb- mische derselben. Die ollöslichen, in der Wärme mit

stoff in Mengen von etwa 0,5 bis 30 Gewichtsprozent, dem Elastomeren reaktionsfähigen Alkylphenol-Form-

bezogen auf die Gesamtfeststoffe des Klebstoffs, zu- 40 aldehyd-Harze werden bevorzugt. Solche Harze können

gesetzt, wobei das Lösungsmittel nicht mit einge- auf bekannte Weise durch Umsetzung von 1,1 bis

rechnet ist. Für die meisten Zwecke werden Mengen 2,0 Mol Formaldehyd mit 1 Mol eines Alkylphenols in

von etwa 1 bis 15 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gegenwart eines alkalischen Katalysators hergestellt

Gesamtfeststoffe des Klebstoffes, bevorzugt. worden sein. Bevorzugt wird z. B. ein handelsübliches

Das Elastomere kann ein beliebiges, mit Aldehyd- 45 Octylphenol-Formaldehyd-Harz. Die Harnstoff-Formharzen reaktionsfähiges Elastomeres sein, z. B. Na- aldehyd - Alkohol - Kondensationsprodukte können turkautschuk, wie wild wachsender Kautschuk, Plan- durch Umsetzung von Harnstoff und Formaldehyd tagenkautschuk (geräucherter Gummi in Blättern, mit einem Alkohol, vorzugsweise einem einwertigen sogenannte »smoked sheets«), Kreppkautschuk, Re- Alkohol, wie Butanol, 2-Äthylhexanol, Oclanol und generatkautschuk, synthetischer Kautschuk, wie elasto- 50 Caprylalkohol, hergestellt worden sein. Die anzumere Mischpolymerisate aus Butadien und Styrol, wendende Menge an Härter richtet sich nach \erelastomere Mischpolymerisate aus Butadien und Acryl- schiedenen Faktoren, wie der Verträglichkeit des säurenitril, elastomere Polymerisate von 2-Chlor- Härters mit dem Elastomeren, dem gewünschten butadien-1,3, Butylkautschuk (elastomere Mischpoly- Härtungsgrad usw. Allgemein kann die Menge des merisate von Isobutylen und geringen Mengen an 55 Härters im Bereich von etwa 2 bis 30 Gewichtsprozent, Diolefinen), Mischpolymerisate von Acrylsäureester^ bezogen auf die Gesamtfeststoffe der Klebstoffmasse, wie die mit Aldehydharzen reaktionsfähigen elasto- liegen. Wendet man wesentlich weniger als 2 Gewichtsmeren Mischpolymerisate aus Acrylsäure-2-äthylhexyl- prozent an, so erzielt man nur eine geringe oder gar ester und Acrylsäureallylester, oder Kombinationen keine Härtung. Vorzugsweise verwendet man etwa zweier oder mehrerer derartiger mit Aldehydharzen 60 4 bis 15 Gewichtsprozent Härter, bezogen auf die reaktionsfähiger Elastomerer. Gesamtfeststoffe der Klebstoffmasse.
" Der elastomere Bestandteil wird durch Vermischen Außer den obengenannten Bestandteilen können mit einem Harz modifiziert, welches zur Erhöhung der den Klebstoffen noch andere Zusätze beigegeben Klebrigkeit oder des Haftvermögens der Masse dient. werden. Diese weiteren Zusätze sollen vorzugsweise Geeignete Harze zur Erhöhung des Haftvermögens 65 nichtbasisch sein, damit sie den sauren Beschleuniger sind bekannt. Sie können fest oder flüssig sein; flüssige nicht beeinträchtigen. Zu derartigen Zusätzen gehören Harze zur Erhöhung des Haftvermögens werden jedoch Pigmente, wie Ruß, Titandioxyd usw., um den Klebbevorzugt. Zu den zur Erhöhung des Haftvermögens stoff zu verstärken oder ihm eine Färbung zu erteilen,

Füllstoffe, wie verschiedene Silicate, Oxydationsver-/ögerer und Mclallkomplexbildungsmittel.

Die Härtungstemperatur liegt vorzugsweise unterhalb 135°C. In den meisten Fällen kann das Band bei einer Temperatur von etwa 120⁰C in weniger als 2 Minuten gehärtet werden. Der Klebstoff kann auf den Träger nach irgendeinem der üblichen Verfahren aufgetragen werden, z. B. mit einer gleichsinnig laufenden Auftragwalzenmaschine, mittels Kautschukwalze und Abstreifmesser oder mittels Abstreifmesser und Kautschukpreßkissen. Der Klebstoff wird im allgemeinen in einer Menge von etwa 17 bis 170 g/m* auf den Träger aufgetragen.

Der Träger muß dünn und biegsam sein, damit das beschichtete Klebeband in Rollenform aufgewickelt werden kann und sich an die Oberflächen, auf die es aufgeklebt wird, anpaßt. Der Träger kann aus den verschiedensten Stoffen bestehen. Er kann eine nichtfasrige Folie, ein Faserstoff oder eine Kombination derartiger Stoffe sein. Geeignete nichtfasrige Folien sind z. B. solche aus Äthylcellulose, regenerierter Cellulose, Celluloseacetat, Cellulcseacetat-butyrat, Cellulosepropionat, Polymerisaten aus Vinylidenchlorid und Vinylchlorid und bzw. oder Acrylsäurenitril, Vinylchloridpolymerisaten wie Polymerisaten von Vinylchlorid und Vinylacetat, Polyäthylen, Polypropylen, Polyhalogenäthylenen, wie chlorierten:, Polyäthylen, Polyletrafluoräthylen und Polytrifluormonochloräthylen. Polyvinylalkohol, aus Polyamiden von der Art des Nylons, Styrolpolymerisaten, wie Polymerisaten aus Styrol und Acrylsäurenitril, Polyvinylacetat wie Polyvinylbutyral, aus Polyestern wie Polykondensationsprodukten aus Terephthalsäure und zweiwertigen Alkoholen und Metallfolien wie Aluminium-, Kupfer-, Blei-, Eisen- und Zinkfolien. Die nichtfasrigen Folien können gegebenenfalls in einer oder mehreren Richtungen molekular orientiert sein. Geeignete fasnge Unterlagen sind Faserstoffbahnen aus Polyamid (Nylon). Asbest, Polyester, Baumwolle, Leinen, Kunstseide, Glas-Pergamin, Papier, getränktem Papier oder Schichtpapier, Papierseil, ungewebte Faserstoffe, die in Abständen durch Klebstoffe gebunden sind, und beliebige andere, beschichtete, getränkte oder behandelte, gewebte oder ungewebte Faserstoffunterlagen.

Gegebenenfalls kann zwischen dem dünnen biegsamen Träger und dem Klebstoff ein Grundierungsbelag vorgesehen werden, um den Klebstoff fester an den Träger zu binden. Die Art des Grundierungsbelages richtet sich nach der Art des Trägers und des jeweiligen Klebstoffes.

Unter Umständen ist es zweckmäßig, auf die nicht mit dem Klebstoff beschichtete Seite des Trägers eine übliche kiebstoffabweisende Beschichtung aufzubringen, damit sich das Band leichler abrollen läßt.

In den nachstehenden Beispielen wird der Klebstoff folgendermaßen hergestellt:

Das Elastomere und der Oxydationsverzögerer (falls ein solcher zugesetzt wird) werden auf einer Kaulschukmischwalze oder in einem Banbury-Mischer zu einer Grundmasse vermischt. Diese Grundmasse wird in

ίο Toluol gelöst und in einem Gefäß mit dem Härter und dem klebrigmachenden Harz vermischt, bis sich sine homogene Lösung gebildet hat. Dann wird die Lösung des Beschleunigers in dem angegebenen Lösungsmittel zugesetzt. Hierauf wird der Klebstoff mit der Rakel auf

is eine dünne biegsame Unterlage, und /war auf eine 0,0254 mm starke Polyesterfolie aus einem Kondensationsprodukt von Terephthalsäure und zweiwertigen Alkoholen in einer Stärke von 33,9 g/m² aufgetragen. Das mit dem Klebstoff beschichtete Band wird getrocknet und bei 127 bzw. 121 "C so lange gehärtet, bis der Klebstoff in Toluol unlöslich geworden ist.

Beispiele 1 und 2

as In diesen Beispielen wird die Härtung bei ]27°C durchgeführt.

Die in der nachstehenden Tabelle angegebenen Mengen beziehen sich auf Gewichtsteile.
Die Klarheit wird durch Besichtigung des Klebstoffes vor und nach der Härtung festgestellt. Die Härtungszeit ist in Sekunden angegeben. Die Haftfestigkeit an Stahl ist als die Kraft in g ausgedrückt, die erforderlich ist, um einen 25,4 mm breiten Streifen des betreffenden Klebebandes von einer poherten Stahloberfläche in einem Winkel von 180^c mit einer Geschwindigkeit von 30,5 cm/Min, abzuziehen. Das Haftvermögen an Chromstahl wird folgendermaßen bestimmt: Die Klebebandprobe wird auf einen Stab aus Chromstahl aufgeklebt und unter der Einwirkung eines am Ende des Bandes angebrachten Gewichtes von 400 g in einem Winkel von 20° zur Senkrechten von dem Stab abgezogen. Die Zeit in Minuten bis zum Abfallen des ganzen Bandes von dem Stab dient als Maß für die Haftfestigkeit. Die Schnellhaftung wird bestimmt, indem man eine Probe des Klebebandes auf eine klare Glasplatte fallen läßt, ohne zusätzlichen Druck anzuwenden, und die Kraft beobachtet, die erforderlich ist, um das Band von der Glasplatte abzuziehen.

Das Beispiel A der nachstehenden Tabelle dient als Vergleichsbeispiel.

Tabelle 1

Zusammensetzung

Beispiele
1

Heller Krcppkiiulscluik

Polyterpcnharz

Octylphenol-Formaldehyd-Harz

\-Sulfopalmilinsäure

"n-Sulfostearinsäure

Isopropylalkohol

η-Amylalkohol

100
70
20

100
70
20
2,5

2,5

100
70
20

2,5 2,5

(Fortsetzung Tabelle I)

Zusammensetzung

	Beispiele	2	ausgezeichnet
A	1	.klar
klar	klar	klar,
klar,	klar,	hellbernstein
hellgelb	bernsteinfarben	farben
		12
keine Härtung	30
nach 1 Stunde		680,4
623,7	850,5	10
18	19
(Masse
trennt sich)
mäßig

Klarheit des ungehärteten Klebstoffes

Klarheit des gehärteten Klebstoffes

Härtungszeit, Sekunden

Haftfestigkeit an Stahl, g

Haftvermögen an Chromstahl, 20°, Minuten

Schnellhaftung

Beispiele 3 bis 6

In diesen Beispielen wird die Härtung bei 121° C durchgeführt. Die Härtungszeit, d. h. die Zeit, bis der Klebstoff in Toluol unlöslich wird, ist in diesem Falle in Minuten angegeben. Die Mengen beziehen sich auf Gewichtsteile.

Das Beispiel B der nachstehenden Tabelle dient als Vergleichsbeispiel.

Tabelle Il

Zusammensetzung

	3	Beispiele	5	6
B	100	.4	100	100
100	70	100	70	70
70	20	70	20	20
20	1	20	1	1
1	1	1	1	1
r	950	1	950	950
950	2,5	950	2,5	2,5
2,5	10	2,5	—
—	—
—		10	10
—	—			10
—	1		1	1
45	1

Rohkautschuk

Polyterpenharz

Octylphenol-Formaldehyd-Harz .

Ionol

Tertiär Amylhydrochinon

Toluol

Λ-Sulfopalmitinsäure

Phenol

Methyläthylketon

Äthylacetat

Äthylenglykol

Härtungszeit bei 121⁰C, Minuten

Abgesehen von der wesentlich längeren Härtungszeit zeigt die Probe B braune Flecke und eine ungleichmäßige Aushärtung, während die übrigen Proben gleichmäßig ausgehärtet sind. Hieraus ergibt sich, daß die Anwendung der Beschleuniger gemäß der Erfindung in Lösung in einem organischen Lösungsmittel für den Erfolg wesentlich ist.

Es wurde hiermit ein Verfahren zur Herstellung von Selbstklebebändern geschaffen, das sich infolge der kurzen Aushärtungszeit für eine kontinuierliche Fabrikation unter Betriebsbedingungen eignet. Da die Aushärtungstemperatur verhältnismäßig niedrig ist, ist es möglich, auch wärmeempfindliche Folien zu ver wenden, ohne daß dadurch die kontinuierliche Her stellungsweise beeinflußt wird. Durch die Vermeidunj der bislang verwendeten, verhältnismäßig teuren Acryl systeme ermöglicht das Verfahren nach der vorliegen den Erfindung eine äußerst wirtschaftliche Heestellunj von Selbstklebebändern.

209683/2

Claims (1)

1 2

Aushärtung statt, wodurch die Klebrigkeit und das

Patentanspruch: Selbstklebevermögen verlorengehen. Die Herabsetzung

der Härtungstemperaturen kann andererseits zur un-

Verfahren zur Herstellung von Selbstklebe- vollständigen Härtung führen. Außerdem erfordert bändern, wobei man auf mindestens eine Seite 5 die Härtung bei Herabsetzung der Härtungstemperatur eines dünnen, biegsamen Trägers einen Klebstoff, zu lange ZeiL Eine Erhöhung der Härtungstemperader aus einem mit Aldehydharzen reaktionsfähigen türen ist nur in begrenztem Ausmaße möglich, da Elastomeren, einem klebrigmachenden Harz und bei zu hohen Temperaturen der Träger verkohlt oder einem öllöslichen, in der Wärme mit dem Elasto- anderweitig abgebaut wird. Normalerweise müssen meren reaktionsfähigen Formaldehydharz als Härter io Temperaturen unterhalb etwa 204⁰C angewandt und gegebenenfalls üblichen Zusätzen besteht, werden. Erhöhte Härtungstemperaturen sind beaufträgt und bei höherer Temperatur härtet, die sonders nachteilig für wärmeempfindliche Träger wie jedoch unterhalb der Temperatur liegt, bei der thermoplastische, nicht-fasrige Folien. Ferner läßt sich der Träger beeinträchtigt wird, d a d u r c h g e- die Härtung bei höheren Temperaturen schwer steuern, kennzeichnet, daß man dem Klebstoff vor 15 und daher können in diesem Falle besonders gebaute der Härtung eine in einem organischen Lösungs- öfen erforderlich sein.

mittel gelöste a-sulfonierte Fettsäure der allge- Eine weitere bedeutende Schwierigkeit, die bei den

meinen Formel bisherigen Versuchen zur Härtung von Selbstklebe

bändern aufgetreten ist, ist die mangelnde Verträg-

CH₁ — (CH₂)_B — CH — COOH _ao lichkeit der Bestandteile des Klebstoffe·». Unter »ver

träglich« wird hier verstanden, daß jeder der Bestand-

SO₃H teile des Klebstoffes mit den anderen Bestandteilen

hinreichend vermischt oder in den anderen Bestand-

wobei η eine ganze Zahl von 13 bis 15 bedeutet, als teilen hinreichend löslich ist, damit das Gemisch in Beschleuniger zusetzt. 35 seinem innig gemischten und dispergierten Zustande

bleibt, ohne daß eine wesetnliche Trennung oder Ausfällung auftritt. Wenn die Bestandteile des Klebstoffes nicht miteinander verträglich sind, führt dies häufig

zum Verlust des Klebevermögens. Die Schwierigkeiten

30 hinsichtlich der Verträglichkeit werden noch vergrößert, wenn in Anbetracht der Wärmeempfindlichkeit des Trägers verhältnismäßig niedrige Temperaturen erforderlich sind. Diese Schwierigkeiten werden

Es besteht bereits seit langem das Bedürfnis, die bei solchen Selbstklebern weiter vermehrt, die außer Formbeständigkeit, die Beständigkeit gegen Lösungs- 35 dem eigentlichen Härter noch einen »Beschleuniger« mittel und höhere Temperaturen und die Haltbarkeit für die Härtung enthalten. Unter »Beschleuniger« ist von Selbstklebebändern zu verbessern. Der Klebstoff hier ein Stoff oder eine Verbindung oder ein Gemisch wurde dazu entweder vor oder nach dem Auftragen zu verstehen, die die Zeit, innerhalb deren die geauf den Träger gehärtet. Dadurch wird auch das Ab- wünschte Härtung erfolgt, verringern oder eine Härwickeln der aufgewickelten Klebebandrolle erleichtert. 40 tung in dem gewünschten Ausmaße bei niedrigeren Derartige Selbstklebebänder werden besonders zum Temperaturen ermöglichen.

Abdecken und zur elektrischen Isolierung verwendet. Die Erfindung befaßt sich demnach mit einem Ver-

Durch die Härtung wird jedoch häufig die Kohäsion fahren zur Herstellung von Selbstklebebändern, wobei und das Haftvermögen des Klebstoffes wesentlich ver- rnan auf mindestens eine Seite eines dünnen, biegsamen mindert, so daß die Masse nicht mehr genügerid klebrig 45 Trägers einen Klebstoff, der aus einem mit Aldehydist. Wird die Härtung vor dem Aufbringen des Kleb- harzen reaktionsfähigen Elastomeren, einem klebrigstoffes auf den Träger durchgeführt, ergeben sich machenden Harz und einem öllöslichen, in der Wärme Schwierigkeiten entweder, weil die Härtung zur Er- mit dem Elastomeren reaktionsfähigen Formaldehydzielung der gewünschten Eigenschaften unzureichend harz als Härter und gegebenenfalls üblichen Zusätzen ist, oder weil eine zu starke Härtung erfolgt, so daß 53 besteht, aufträgt und bei höherer Temperatur härtet, der gehärtete Klebstoff noch physikalisch bearbeitet die jedoch unterhalb der Temperatur liegt, bei der der oder geknetet werden muß, um die Masse weich genug Träger beeinträchtigt wird. Das Verfahren ist dadurch zu machen und ihre Löslichkeit zu verbessern, so daß gekennzeichnet, daß man dem Klebstoff vor der Härsie auf den Träger aufgetragen werden kann. tung eine in einem organischen Lösungsmittel gelöste

Schwierigkeiten haben sich auch dann bei der Här- 55 «-sulfonierte Fettsäure der allgemeinen Formel
tung von Selbstklebebändern ergeben, wenn die Härtung nach dem Aufbringen des Klebstoffes auf den CH₃- (CH₂),, — CH -COOH
Träger durchgeführt wird. Da der auf den Träger auf- j
getragene Klebstoff normalerweise klebrig und selbst- §0 H
klebend bleiben muß, hat man mit begrenzten Mengen 60
an Härtern mit niedrigeren Härtungstemperaturen oder

kürzeren Härtungszeiten gearbeitet. Die Anwendung wobei η eine ganze Zahl von 13 bis 15 bedeutet, als solcher beschränkten H«sr sehr geringen Mengen an Beschleuniger zusetzt.

Härter kann dazu führen, daß der Klebstoff unge- Ein Selbstklebeband, bestehend aus einem dünnen,

härtet bleibt oder daß der Grad der Härtung von 65 biegsamen Träger, der mindestens auf einer Seite mit Ansatz zu Ansatz verschieden ist. Erhöht man die einem solchen Klebstoff beschichtet ist, kann bei einer Menge an Härter, so findet vielfach entweder während Temperatur von etwa 120⁰C innerhalb weniger als der Härtung oder bei der Alterung eine zu vollständige etwa 2 Minuten bis zum gewünschten Grade gehärtet