DE1945918A1

DE1945918A1 - Klebband

Info

Publication number: DE1945918A1
Application number: DE19691945918
Authority: DE
Inventors: Ralf Korpman
Original assignee: Johnson and Johnson
Current assignee: Permacel
Priority date: 1968-09-12
Filing date: 1969-09-11
Publication date: 1970-04-09
Also published as: BE738742A; NL6913947A; CH520764A; DE1945918C3; NL160319C; BR6912372D0; DK131946B; DE1945918B2; DK131946C; GB1284296A; FR2017916A1; NL160319B; SE367838B

Description

PATENTANWALT DR. HANS-GUNTHER EGGERT, DIPLOMCHEMIKER

5 KÖLN-LINDENTHAL PETER-KINTGEN-STRASSE 2

Köln, den 9.9.1969 Eg/Ax

Johnson & Johnson, 5ol George Street, New Brunswick, N.J.

U.S.A.

Klebband

Die Erfindung betrifft mit Fäden verstärkte Klebstreifen, insbesondere mit Fäden verstärkte Selbstklebe- oder Haftklebebänder·

Im letzten Jahrzehnt haben fadenverstärkte Selbstklebebänder die Yerpackungsindustrie revulotioniert« Diese Bänder, die hohe Zugfestigkeit aufweisen, haben Spannbänder aus Stahl bei den verschiedensten Anwendungen ersetzt und zahlreiche neue Anwendungen gefunden, bei denen äie durch die Kombination von hoher Zugfestigkeit und leichter Anbringung zum Produkt der Wahl geworden sind.

Klebebänder dieser Art werden als Grundausführung in der U„3.A.-Patentschrift 2 750 314 und in verschiedenen Ausführung sformen in den U.S.A.-Patentschriften 2 750 030, 2 750 315, 2 750 316 und 3 073 734 beschrieben.. Diese Klebebänder verdanken ihre Festigkeit einer Gruppe von in Längsrichtung verlaufenden parallelen Fäden, die in einen Klebstoff eingebettet sind und eine verhältnismäßig hohe Zugfestigkeit haben. Vorzugsweise werden nur in Längsrichtung verlaufende Fäden zur Erzielung der besten Kombinationen von funktioneilen Eigenschaften und wirtschaftlicher Herstellung verwendet, jedoch sind auch quer verlaufende Fäden mit den in Längsrichtung verlau-

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fenden Fäden einbezogen worden» Ferner werden gewebte Stoffe für diesen Zweck hauptsächlich verwendet, um die in Längsrichtung verlaufenden Fäden vor und während der Beschichtung zusammenzuhalten.

Die Anforderungen an die physikalischen Eigenschaften und Qualitätseigenschaften von fadenverstärkten Klebebändern dieser Art sind zwangsläufig sehr hoch, und es ist schwierig, Bänder herzustellen, die die optimale Kombination von physiaklischen Eigenschaften aufweisen.

Diese Klebebänder müssen nicht nur die gewünschte Kombination von Eigenschaften zur Zeit ihrer Herstellung aufweisen, sondern diese Eigenschaften lange Zeit bewahren, wenn sie in Rollenform gelagert werden* Noch wichtiger *ist, daß sie ihre hohe Festigkeit und Bindekraft bei den verschiedensten Anwendungen nach Aufbringung auf die verschiedensten Unterlagen behalten müssen. Diese Problem wird durch die grundlegende Natur des Produkts selbst erschwerte Die verstärkenden Fäden werden auf einen flexiblen Träger aufgebracht und in ihrer richtigen Lage im Klebeband durch einen oder mehrere die Fäden einbettende Klebstoffe gehalten« Für die meisten Anwendungen werden die Fäden oder der zum Einbetten dienende^ Kleber dann Mit einer äußeren Klebstoffschicht oder Deckschicht bedeckt, die druckempfindlich oder unter Normalbedingungen klebrig bleiben muß, während sie hohe Festigkeit und hohes Haltevermögen aufweist» Der zum Einbetten dienende Klebstoff wird normalerweise in wenigstens zwei Schichten aufgebracht, von denen sich eine zwischen dem Träger und den Fäden befindet und die andere die Fäden umhüllt und einbettet. Diese Klebstoffe sind im wesentlichen viskose Flüssigkeiten, die grundsätzlich miteinander verträglich sein müssen, damit das Produkt stabil bleibt und eine Wanderung zwischen den Schichten und demzufolge eine Verschlechterung der Klebrigkeit, des Haltevermögens und anderer Eigenschaften verhindert wird. Aus diesem Grunde

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und anderen Gründen ist es zweckmäßig, einen Klebstoff zu verwenden, der sich zum Aufbringen der Fäden auf den Träger eignet, die Fäden in ihrer Lage im Klebeband hält und die äußere Haftklebschicht zur Aufbringung darbietet. Hierdurch ergibt sich jedoch wiederum ein ernstes Problem, nämlich das Problem der Rollenstabilität, d.h. die Fäden gerade und parallel zueinander zu halten, den Austritt von Klebstoff an den Seiten der Klebstreifenrolle zu verhindern, das Problem der Deformierung der Rolle u.dgl., da der verwendete Klebstoff in der Haftkleberschicht gleichzeitig klebrig bleiben muß. Wennäie Notwendigkeit zur Stabilität und Aufrechterhaltung des Selbstklebevermögens mit den unerlässlichen Erfordernissen der Aufrechterhaltung der Klebkraft und des Haltevermögens in diesem Produkt kombiniert werden, kann man die Schwierigkeiten verstehen, die bei dem Versuch auftraten, ein fadenverstärktes Selbstklebeband herzustellen, das optimale Eigenschaften auch bei den noraalen Anwendungen hat.

Ein Weg, verbesserte Stabilität zu erreichen, ist die Verwendung eines Klebstoffs, der zur Steigerung seiner . Festigkeit in situ im Klebstreifen gehärtet wird. Typische Klebstoffe dieses allgemeinen Typs werden gehärtet, indem sie während der Verarbeitung hohen Temperaturen ausgesetzt werden. Dies verlangsamt nicht nur die Beschichtung wegen der Notwendigkeit, die erforderliche Wärmemenge für diesen Zweck zur Einwirkung zu bringen, sondern ist auch auf Trägermaterialien beschränkt, die den Härtungstemperatüren zu widerstehen vermögen. Beispielsweise können übliche bei hoher Temperatur härtende Klebstoffe nicht auf Trägern aus regenerierter Cellulose, Celluloseacetat, Vinylfolien u.dgl. verwendet werden. Es ist zwar theoretisch möglich, gewisse Klebstoffe zu verwenden, die bei niedrigeren Temperaturen schnell härten, jedoch sind diese Klebstoffe in Lösung so instabil, daß sie nicht ohne Härtung und Gelbildung gelagert werden, können. Als Folge

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können sie unter den "besten Bedingungen nur verwendet werden, wenn es möglich ist, sie unmittelbar nach der Herstellung der Mischung aufzutragen.

An weiterer möglicher Weg zur Erzielung verbesserter Stabilität ist die Verwendung eines thermoplastischen Klebzementes. Dies erfordert jedoch teure Heißbeschichtungsapparatureη und ist auf gewisse ausgewählte thermoplastische Materialien beschränkt. Ferner sind im allgemeinen auf diese Weise hergestellte Haftklebestreifen auf Grund der Harzwanderung zwischen den verschiedenen Schichten des Bandes bei langen Alterungszeiten nicht stabil.

Ein weiterer möglicher Weg in Richtung zu verbesserter Ausrichtung der Fäden und Stabilität der Rolle ist die Verwendung eines nicht abgebauten elastomeren Naturkautschuks zur Erzielung der notwendigen Stärke und Festigkeit in der Klebstoffmasse. Diese Elastomeren müssen jedoch bei extrem niedrigem Feststoffgehalt von etwa 10 bis 15$ aufgetragen werden. Dies erfordert eine große Menge teurer Lösungsmittel und verlängert die Trockenzeit, Ferner ist es kostspielig, diese Klebstoffe zu mischen, da sie sich sehr langsam lösen. Als Folge hiervon ist dieser Weg durch die Kosten versperrt.

\ Gegenstand der Erfindung ist ein fadenverstärktes Selbstklebeband, das nicht nur in hohem Maße die gewünschten Klebeigenschaften, d.h. ausgezeichnete Klebrigkeit und Klebkraft und außergewöhnlich hohes Haltevermögen bei Aufbringung auf die verschiedensten Unterlagen einschließlich Kartons und Kistenbretter, sondern auch eine überraschend hohe physikalische Stabilität hat. Im Klebeband gemäß der Erfindung werden die verstärkenden Fäden im Klebstoff, in den sie eingebettet sind, praktisch ebenso gerade wie bei der ersten Aufbringung auf den Träger gehalten. Die erhaltene Bandrolle ist absolut frei von seitlich ausgetretenem Klebstoff, so daß die Seiten der

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Rolle normalerweise berührungstrocken sind, und die Rolle behält ihre ursprüngliche Form gut und verzieht oder verkrümmt sich nicht. Kurz gesagt, das Klebeband gemäß der Erfindung erreicht das Optimum physikalischer Eigenschäften. Überraschenderweise kann dieses Ergebnis mit einer wesentlichen Kosteneinsparung im Vergleich zu den Kosten der bekannten Klebebänder erreicht werden, die den Eigenschaften des Klebebandes gemäß der Erfindung am nächsten kommen. Das Klebeband gemäß der Erfindung ermöglicht somit die optimale Kombination von Klebeigenschaften mit optimaler Stabilität bei minimalen Kosten ohne die oben genannten Nachteile der verschiedenen Versuche, verbesserte Stabilität zu erreichen.

Das stabilisierte, fadenverstärkte Haftklebeband gemäß der Erfindung besteht aus einem flexiblen !Träger, einer Bindeschicht aus einem Klebstoff, die auf eine Seite des Trägers aufgetragen ist, und einer Vielzahl von verhältnismäßig starken, im wesentlichen parallel in Längsrichtung verlaufenden Verstärkungsfäden, die in die Bindeschicht eingebettet sind. Der als Bindeschieht verwendete Klebstoff, der die erstaunliche Stabilität des Klebebandes

..,.,.,.,. . .._{o m} der Gesamtelastoermoglicht, besteht zu einem größeren Teil/äHM 81nein \meren elastomeren und thermoplastischen Blockmischpolymeren der Struktur A-B-A, worin A ein thermoplastischer Polymerblock und B ein elastomerer Dienpolymerblock ist, die thermoplastischen Polymerblöcke A einen geringeren Gewichtsanteil des Blockmischpolymeren ausmachen und überwiegend aus einem Vinylaren bestehen und die elastomeren Polymerblöcke B überwiegend aus Isopren bestehen. Blockmischpolymere dieses allgemeinen Typs werden ausführlicher in der U.S.A.-Patentschrift 3 265 765 beschrieben·

Die Polymerblöoke A machen vorzugsweise etwa 12 oder z.B. etwa 10 bis 20 Gew.-# des Blockmischpolymeren aus, jedoch wird angenommen, daß mit etwas höheren Anteilen dieser Polymerblöcke A von beispielsweise etwa 25 oder

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ebenfalls gute Ergebnisse erhalten werden» Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bestehen die Blöcke A aus Styrol und die Blöcke B aus Isopren, wobei die Blöcke A etwa 12 bis 15 Gew.-# des Blockmischpolymeren ausmachen.

In seiner bevorzugten Form enthält der als Bindeschicht verwendete Klebstoff gemäß der Erfindung pro 100 Gew·- Teile der Gesamtelastomeren, die im Klebstoff enthalten sind, etwa 25 bis 125 Gew_e-Teile eines geeigneten üblichen klebrigmachenden Harzes und ist in idealer Weise sowohl als Bindeschicht, mit der die Fäden aufgebracht und in ihrer Lage im Band gehalten werden, als auch als Haftkleber in der äußeren Haftklebeschicht des Bandes geeignet. ^v In jedem Fall hat der als Bindeschicht dienende Klebstoff gemäß der Erfindung eine verhältnismäßig hohe Plastizität und eine verhältnismäßig niedrige Viskosität in üblichen Lösungsmitteln, wodurch es möglich ist, den Klebstoff mit hohem Feststoffgehalt und mit hohen Geschwindigkeiten auf den Träger und über die verstärkenden Fäden aufzubringen, während er die Fäden umhüllt und schnell in sie eindringt und sie hierdurch fest im Klebstoff einbettet. Durch die hohe Plastizität des getrockneten Feststoffs werden die Fäden gerade und parallel zueinander im wesentlichen in der Lage gehalten, in der sie ursprünglich eingebettet wurden. Ferner schaltet die Festigkeit des als Bindeschicht dienenden Klebstoffs den seitlichen Austritt nach dem Aufwickeln des Bandes zur Rolle weitgehend aus und trägt wesentlich zur Gesamtstabilität der Rolle bei. Bevorzugt wird ein als Bindeschicht verwendeter Klebstoff, der eine Brookfield-Viskosität von nicht mehr als etwa 20 000 cP bei 40$ Feststoffen in einem üblichen Lösungsmittel wie Toluol und nach dem Trocknen eine Williams-Plastizität von wenigstens etwa 4, vorzugsweise/von wenigstens etwa 5 hat. Zur Erzielung bester Ergebnisse kann der Klebstoff mit einem Feststoffgehalt von 50$ und mehr

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aufgebracht werden, um die Trocknungszeit zu' verkürzen, die verwendete Lösungsmittelmenge minimal zu halten und ferner die Möglichkeit, daß das Lösungsmittel in irgendeiner Weise die Stabilität des Bandes beeinträchtigt, weitgehend auszuschalten.

Der Klebstreifen gemäß der Erfindung kann mit sehr geringen Kosten hergestellt werden, weil einmal der Klebstoff bei viel höheren Feststoffgehalten mit den hieraus resultierenden großen Einsparungen an Lösungsmittelkosten und dem erhöhten Durchsatz als Folge der starken Verkürzung der Trockenzeit aufgetragen werden kann und zum anderen das oben beschriebene Blockmischpolymere schnell in Lösung geht, ohne daß eine vorherige Behandlung im Banbury-Mischer oder eine sonstige Mastizierung vor der Herstellung des Klebstoffs notwendig ist, und weil der erhaltene Klebstoff bei einem niedrigeren Gewicht des trockenen Überzuges wirksamer ist und bessere Resultate ergibt.

Die Erfindung umfaßt ferner die Herstellung härtender Klebstoffe und vorgehärteter Klebebänder, worauf nachstehend ausführlicher eingegangen wird.

Das für die Zwecke der Erfindung verwendete Blockmischpolymere A-B-A enthält einen Dienpolymerblock B, der vorzugsweise aus Isopren entweder allein oder in Verbindung mit anderen Monomeren polymerisiert ist. Die thermoplastischen Polymerblöcke A bestehen vorzugsweise aus polymerisiertem Styrol oder polymerisieren Styrolhomologen und haben eine oberhalb von normaler Raumtemperatur liegende Einfriertemperatur von beispielsweise etwa 25⁰C, vorzugsweise oberhalb von 50⁰C. Die Polymerblöcke A haben ein Molekulargewicht von wenigstens etwa 7000 und machen, wie bereits erwähnt, vorzugsweise etwa 12 bis 15# des Gesamtpolymeren aus. Das vorstehend beschriebene Blockmischpolymere der Struktur A-B-A kann als einziger elastomerer Bestandteil des Klebstoffs verwendet werden, jedoch kann der Klebstoff, bezogen auf das Gewicht der Gesamt-,

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elastomeren, auch eine geringe Menge eines zusätzlichen üblichen Dienelastomeren wie Naturkautschuk oder von Polymeren auf Basis von Butadien, Isopren, Butadien-Styrol (SBR-Kautschuk), Butadien-Acrylnitril (NBR-Kautschuk), Butylkautschuk o.dgl. enthalten· Der hier gebrauchte Ausdruck "Gesamtelastomere" bezeichnet die Summe des elastomeren und thermoplastischen Blockmischpolymeren und des zusätzlichen Dienelastomeren.

Beliebige übliche Klebrigmacher oder deren Gemische können zur Herstellung äea Haftklebers gemäß der Erfindung verwendet werden· Geeignet sind Kolophonium, Kolophoniumderivate, Polyterpene, Cumaron-Inden-Harze, Phenolharze oder modifizierte Maleinsäureharze und Kohlenwasserstoffharze.

In ungehärteten Systemen haben die Harze vorzugsweise höhere Schmelzpunkte als in vorgehärteten Klebstoffen« Die Menge des Klebrigmachers kann im Bereich von etwa 25 bis 125 Teilen pro 100 Teile der Gesamtelastomeren liegen und beträgt zweckmäßig etwa 50 bis 85 Teile· Häufig kann mit einem Gemisch von Harzen eine bessere Ab-Stimmung der Eigenschaften als mit einem Einzelharz erzielt werden· Der nachstehend gebrauchte Ausdruck "Teile" bedeutet Teile pro 100 Teile der Gesamtelastomeren, falls nicht anders angegeben.

Für gehärtete oder härtende Klebstoffe können beliebige ' 25 Hartun£Ssysteme auf Basis von Dienelastomeren verwendet werden, jedoch werden öllösliche, in der Wärme reaktionsfähige Aldehydharze als Härtungsmittel bevorzugt. Um die beste gegenseitige Abstimmung der Eigenschaften zu erzielen, wird die Verwendung von etwa 2 bis 30 Teilen, vor-'zugsweise etwa 7 bis 20 Teilen des Aldehydharzes empfohlen. Übliche Beschleuniger wie Zinkresinat oder alkalische Füllstoffe sowie saure Beschleuniger können verwendet werden, wie in der U.S.A.-Patentschrift 3 231 419 beschrieben. Zinkresinat wird vorzugsweise in Mengen von weniger als 30 Teilen verwendet, um ausreichende Klebrig-

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keit zu bewahrenο

Im Klebstoff können auch andere übliche Zusatzstoffe verwendet werden. Zur Erzielung "bester Wärmebeständigkeit sollten Antioxydantien und Wärmestabilisatoren verwendet werden. Als JCntioxydantien werden gewöhnlich 2,5-Di-tert.· amylhydrochinon, tert.-Butylkresol und Amine verwendet. Die Zinksalze der Alkyldithiocarbamate werden häufig als Wärmestabilisatoren verwendet· Ultraviolettabsorber können ebenfalls dem Klebstoff zugesetzt werden, wenn erhöhte Witterungsbeständigkeit erforderlich ist.

Übliche Pigmente und Füllstoffe wie Zinkoxyd, Aluminiumhydrat, Ruß, Ton, öalciumcarbonat und andere können verwendet werden, um den Klebstoff zu strecken und sein Aussehen zu verändern· Farbpigmente können verwendet herden, wenn ein farbiger Klebstoff gewünscht wird.

Die gemäß der Erfindung verwendeten verstärkenden Fäden oder Strähnen sind gedrehte, aus einer Vielzahl von Elementarfäden oder Fasern bestehende Spinnfäden aus einem Material von hoher Reißfestigkeit wie Glas und ent— halten im allgemeinen 100 oder mehr solcher Elementarfäden, die zu einem einzelnen Spinnfaden oder zu einer einzelnen Strähne gedreht sind. Geeignet sind jedoch auch andere Fäden und Drähte von hoher Reißfestigkeit und Stärke, z.B. aus Celluloseacetat, Superpoihyamiden vom Nylontyp, Viskose-fasern vorzugsweise vom hochreißfesten Typ und Polypropylen. Der hier gebrauchte Ausdruck "Faden" oder "Strähne" umfaßt Monofilamente sowie beliebige Fasern oder Fäden sowie Garne, die ungedreht oder zu einer seilartigen Masse gedreht sind, das auf diese Weise hergestellte Kabel oder Tau und beliebige Einzeldrähte oder aus zwei oder mehr Einzeldrähten zusammengedrehte einzelne tauartige Kabel. Gedrehte Fäden und Strähnen werden bevorzugt, da sie leichter auf dem Träger zu verankern sind und ein zuverlässigeres, zäheres Band

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ergeben· Die Fäden und Strähnen können gebenenfalls vor dem Aufbringen auf den Träger mit einem Überzug versehen werden, um ihre Haftung am Klebstoff und/oder an der Bindeschicht zu erhöhen. Die Fäden können aus einem oder mehreren verdrallten oder in anderer Weise kombinierten Materialien bestehen. Ferner können verschiedene Arten von Fäden und Strähnen im gleichen Produkt verwendet werden» Wie bereits erwähnt, kann das Klebeband auch mit Abstand zueinander quer verlaufende Fäden enthalten, die entweder mit den in Längsrichtung verlaufenden Fäden verwebt sind oder quer über diese gelegt sind.

Es ist ein Vorteil des als Bindeschicht dienenden Klebstoffs gemäß der Erfindung, daß er bei Verwendung mit - aus einer Vielzahl von Elementarfäden oder Fasern bestehenden Fäden des oben beschriebenen Typs die Fäden schnell durchdringt und einen hohen Anteil der Elementarfäden oder Fasern, die den Faden bilden, stabilisierend umhüllt, wodurch die G-e samt Stabilität des Klebebandes gemäß der Erfindung gesteigert wird.

Die Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit den Abbildungen weiter beschrieben,

Fig.1 zeigt schematisch und perspektivisch eine Klebebandrolle gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

Fig.2 zeigt stark vergrößert und schematisch einen Querschnitt längs der Linie 2-2 von Fig.1.

Fig. 3 ist ein stark vergrößerter schematischer Schnitt ähnlich dem von Fig. 2 und zeigt ein Klebband gemäß einer etwas anderen Ausfuhrungsform der Erfindung.

Fig. 1 und 2 zeigen eine Rolle eines fadenverstärkten Haftklebebandes 11 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Dieses Klebband besteht aus einem flexiblen Träger 12, einer Laminierschicht 13 aus einem Haftkleber gemäß der Erfindung, einer Vielzahl von verhältnismäßig starken,

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im wesentlichen parallel zueinander in Längsrichtung verlaufenden gedrehten, aus einer Vielzahl von Elementarfäden bestehenden verstärkenden Fäden 14, die mit der Laminiersohioht 13 verklebt sind, und einer Bindeschicht 15 aus dem gleichen Haftkleber, in der die Fäden 14 vollständig eingebettet sind, und die eine Oberflächenschicht 16 aus dem Haftkleber für die Aufbringung auf die gewünschte Unterlage aufweist« Die Bindeschicht 15 kann als einzelner Überzug über den mit der Laminierschicht 13 verklebten Fäden 14 aufgetragen werden. Das Band 11 wird normalerweise auf sich selbst um einen Kern 17 gewickelt, wobei die mit Klebstoff beschichtete Außenseite des Klebebandes einwärts zum Kern hin zeigt. Als Trägermaterial 12 können Kunststoffolien, Papier oder andere geeignete flexible Materialien verwendet werden« Das Klebeband kann verschiedene andere Schichten oder Überzüge aufweisen, z.B. Grundierschichten, Trennschichten u.dgl., die bei der Herstellung von Haftklebestreifen üblich sind.

Fig.3 zeigt ein Klebeband 21 gemäß einer etwas anderen Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform wird der gleiche Haftkleber in drei Schichten aufgetragen, nämlich als Laminierscsicht 13 auf den Träger 12, eine Imprägnier— und Bindeschicht 22, die die Fäden 14 bedeckt und einbettet, und eine Deckschicht oder äußere Haftkleberschicht 23.

Da das Lösungsmittel von jedem Klebstoffüberzug durch Trocknen der beschichteten Bahn vor dem Auftrag des nächsten Überzuges entfernt werden muß, ist es zuweilen zweckmäßig, dünnere Überzüge zur Beschleunigung des Trocknens aufzutragen. Aus diesem Grunde ist die in Fig.3 dargestellte Ausführungsform die gebräuchlichste. Der feststoffreiche Kleber gemäß der Erfindung hat jedoch den wichtigen Vorteil, daß er in zwei Schichten aufgetragen werden kann, wie in Fig.2 dargestellt, und dennoch eine

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enorme Steigerung des Wirkungsgrades der Herstel lung ermöglicht. Mit dem Klebstoff gemäß der Erfindung ist es möglich, die üblichen Auftragsgeschwindigkeiten auf das Vierfache oder Fünffache zu steigern

Wenn es jedoch zur Erzielung maximaler Qualität oder aus einem anderen Grunde erwünscht ist, irgendeinen Teil der in Fig.2 und 3 dargestellten Grundstruktur des Banfles in mehreren Schichten aufzubringen, kann dies geschehen, ohne die ausgezeichneten Eigenschaften des hergestellten Klebebandes zu verschlechtern»

Es ist an dieser Stelle zu bemerken, daß zwar der Haftkleber gemäß der Erfindung auf die Verwendung in allen Klebstoffschichten des in den Abbildungen dargestellten Klebebandes besonders abgestellt ist, daß dies jedoch nicht unbedingt der Fall ist_e Beispielsweise könnte die in Fig.3 dargestellte Deckschicht 23 des Klebers aus einem üblichen Haftkleber bestehen, der mit der Bindeschicht 22 verträglich ist, jedoch würden in diesem Fall dem erhaltenen Klebeband einige der wichtigen funktionellen Vorteile des Klebebandes gemäß der Erfindung, z.B. die außergewöhnlich gute Abstimmung der oben beschriebenen Selbstklebeeigenschaften, fehlen.

Ferner hat zwar das Klebeband gemäß der Erfindung vorzugsweise die in der Abbildung dargestellte Struktur, jedoch

.25 sind im Rahmen der Erfindung zahlreiche Variationen und Modifikationen dieser Struktur möglich. Beispielsweise kann die eigentliche Haftklebschicht, die mit der Unterlage verklebt wird, auf eine Seite des Trägers und die •Bindeschicht, die die Verstärkungsfaden hält, auf die andere Seite des Trägers aufgebracht werden, wie in der U.S.A.-Patentschrift 2 750 316 beschrieben, oder die Bindeschicht, die die Verstärkungsfäden hält, kann in den Träger selbst eingebettet oder laminiert werden, während die Haftklebschicht auf die Außenseite des Trägers aufge-

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bracht wird, wie in der U*S.A.-Patentschrift 3 073 734 beschrieben.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter beschrieben. In diesen Beispielen sind alle Mengen in Teilen pro 100 Teile der Gesamtelastomeren genannt, falls nicht anders angegeben.

Beispiel 1

Eine 38 & dicke Celluloseacetatfoliewwird an einer Seite mit einer !Trennschicht versehen, wie in der U·S.A«-Patentschrift 3 236 677 beschrieben, und dann an der anderen Seite mit einer Grundierung versehen, wie in der IT.S.A·- Patentschrift 2 647 843 beschrieben. Ein Haftkleber gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird au? folgenden Bestandteilen hergestellt:

Blockmischpolymeres ^MKraton 107" 100 Teile Klebrigmacher "Wingtaok 95" 80 "

2,5-©i-tert«-Amy!hydrochinon 0,5 Teile

Zinkdibutyldithiocarbamat 1,0 Teil

Dieses Gemisch wird in Toluol gelöst und bei einem Peststoffgehalt von 50$ auf die grundierte Oberfläche der Trägerfolie aufgetragen und dann bei 113°0 in einem Heißluftofen getrocknete Hierbei wird eine klebrige Laminierschicht des Klebers in einer Menge von etwa 27»2 g/m aufgetragen. Dann wird eine Schicht von in Längsrichtung verlaufenden, aus 150 Elementarfäden bestehenden verstärkenden Glasseidenspinnfäden (150-1/0) so in die Laminierschicht gezogen, daß die Spinnfäden parallel und mit Querabstand zueinander verlaufen und 25,2 Spinnfäden/em Breite vorhanden sind.

Eine Haftklebschicht aus dem gleichen Haftkleber mit einem Peststoffgehalt von 50$ in Toluol wird dann über die Fäden gelegt und in der gleichen Weise getrocknet. Hierbei wird

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ORIQINAL INSPECTED

eine Bindeschicht aus dem Haftkleber in einer Menge von etwa 68 g/m² aufgebracht. Das erhaltene Produkt wird dann zu Bändern von etwa 2,5 cm Breite geschnitten, die auf sich selbst um zylindrische Kerne zu Rollen gewickelt werden·

Die erhaltenen Klebstreifenrollen haben ausgezeichnete Stabilität und zeigen wenig oder keinen an den Seitenflächen der Rolle ausgetretenen Klebstoff, so daß diese Flächen trocken und nicht klebrig sind, während die äußere Klebstoffseite des Bandes ausgezeichnete Klebrigkeit hat, wenn das Band von der Rolle gewickelt wird· Ferner hat der Klebstreifen eine so hohe Stabilität, daß die Ver-" stärkungsfäden im wesentlichen ebenso gerade und parallel - im fertigen Produkt bleiben, wie sie auf den Träger aufgebracht wurden.

Diese verstärkten Klebstreifen und der verwendete Kleber werden auf die'folgenden Eigenschaften mit den nachstehend genannten Ergebnissen getestet.

Haftfestigkeit an Stahl
(Raumtemperatur) 46

Klebrigkeit 6

Haltevermögen an Chrom mehr als 24 Stunden

Haltevermögen an Kartonpappe mehr als 3000 Minuten ) Williams-Plastizität 5,7

Es erübrigt sich die Feststellung, daß diese Haftfestigkeit an Stahl sehr gut ist, die Klebrigkeit und das Haltevermögen an Chrom bei^dausgezeichnet sind und das Haltevermögen an Kartonpappe außergewöhnlich ist. Die Williams-Plastizität und Festigkeit des Klebstoffs sind sehr hoch, obwohl seine Brookfield-Viskosität (bei hohem Feststoffgehalt) sehr niedrig ist, nämlich unter 5000 cP bei 50$ Feststoffen in Toluol. Die hier genannten Eigenschaften werden durch die nachstehend beschriebenen Tests

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Die Klebkraft oder Abreißkraft an Stahl wird gemessen, indem der Klebstreifen über sich selbst im Winkel von 180° mit konstanter Geschwindigkeit (durch eine Kraft, die am freien Ende des Klebstreifens angreift) von einer glatten Stahlfläche, auf die es unter einem bestimmten Druck aufgebracht worden ist, abgezogen wird. Die Einzel-r heiten der Durchführung dieses Tests sind im "180° Peel Adhesion Test PSTC-1" des Pressure-Sen*itive Tape Council beschrieben·

Das Schnellhaftvermögen wird wie folgt gemessen: Ein Stück des Klebstreifens wird mit der Klebseite nach oben auf eine waagerechte Fläche gelegt, worauf man einen hohlen Kunststoffball über eine Rampe nach unten auf den Klebstoff laufen läßt. Die vertikale Höhe, bei der der Lauf des Balles beginnt, und die Strecke, die der Ball über den Klebstreifen läuft, bevor er zum Stillstand kommt, werden gemessen. Das Schnellhaftvermögen wird angegeben durch die folgende Gleichung:

wobei h die Höhe und e die Entfernung ist, die die Kugel auf der Klebstoffschicht zurückgelegt hat. Dieses Verhältnis ist für ein gegebenes Band eine Konstante. Der Ball ist plastisch, hat einen Durchmesser von etwa 38 mm und wiegt etwa 2g. Kach jedem Test wird er sorgfältig gereinigt. Das Haltevermögen an Chrom wird als Zeit gemessen, die erforderlich ist, um eine bestimmte Klebstreifenprobe von einer chromplattierten Oberfläche von 12,7 χ 12,7 mm abzustreifen, indem ein 400 g-Gewicht am unteren Ende des Klebstreifens befestigt wird, wobei die Oberfläche im Winkel von 20° zur Vertikalen angeordnet ist und der Klebstreifen im Winkel von 20 zum benachbarten Teil der chromplattierten Oberfläche hängt, von der er entfernt wird.

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Die Williams-Plastizität wird wie folgt bestimmt: Ein nasser Film der Klebstofflösung wird auf ein als Trennmittel dienendes Siliconpapier so geschichtet, daß ein trockener Film einer Dicke von etwa 38 α gebildet wird« Der Film wird 5 Minuten in einem Wärmeschrank mit Luftdurchwirbelung bei 91 bis 93°C getrocknet« Der Klebstoff wird vom Siliconpapier entfernt und zu einem kleinen Ball geformt, der genau 2 g wiegt. Dieser Ball wird zwischen zwei Plastizitätspäpiere gelegt und 15 Minuten bei 37»8 gehalten. Die Plastizitätspapiere bestehen aus Papier mit einer tongestricherien Hochglanzoberfläche, die dem Ball zugewandt ist. Die Williams-Plastizität ist die Dicke des Balls in mm, nachdem er 15 Minuten bei 37,8⁰O im Plastometer unter einer Druckbelastung von 5 kg gehalten worden ist.

Das Haltevermögen an Kartonpappe wird wie folgt bestimmt: Ein Streifen Kartonpappe wird senkrecht, d.h. mit einem Winkel von 0° zur Vertikalen angeordnet, worauf das 38 mm lange obere Stück einer Probe eines 12,7 mm breiten Klebstreifens durch Überrollen fest auf die Pappe aufgebracht wird. Die Kartonpappe ist natürlich wesentlich breiter und langer als der darauf aufgebrachte Klebstreifen. Dann wird ein 2000 g-Gewicht am unteren freien Ende der Probe befestigt und die Zeit in Minuten notiert, bis die Probe abfällt. Dieser Test wird bei Raumtemperatur durchgeführt.

Beispiel 2

Eine 25,4 tx dicke Polyä thyle nt erephthalatf olie (Mylar) wird mit Rückschicht und Grundierschicht auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise versehen und dann auf der mit der Grundierschicht versehenen Seite mit einem Haftkleber, der die nachstehend genannte Zusammensetzung hat und in Toluol beim gleichen Feststoffgehalt gelöst ist, beschichtet und bei 149⁰C getrocknet und ausgehärtet. Auf diese Weise wird eine Laminierschicht aufgebracht, die etwa

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100	Teile
60	Il
12	Il
5	Il
1	Il
2	Il

27,2 g/m wiegt,

Blockmischpolymeres "Kraton 107"
Klebrigmacher "Piccolyte S 115»
Härtendes Harz "Schenectady 1056"
Zinkresinat

2,5-Di-tert»-amy!hydrochinon Zinkdibutyldithiocarbamat

Auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise werden dann Verstärkungsfäden, die aus 120-fädigem Viskosereyongarn von hoher Reißfestigkeit und 300 den "bestehen, parallel zueinander in Längsrichtung auf die Laminierschicht

aufgebracht. Dann wird eine Bindeschicht aus dem gleichen Klebstoff bei einem Peststoffgehalt von 60$ über die Fäden gelegt und auf die oben beschriebene Weise getrocknet und ausgehärtet, wobei der Klebstoff, der ein Gewicht von etwa 13,6 g/m hat, die Fäden durchdringt und sie einbettet. Abschließend wird eine Deckschicht aus dem gleichen Haftkleber bei einem Peststoffgehalt von 50$ über die Bindeschicht gelegt und bei der gleichen Temperatur getrocknet und ausgehärtet. Diese äußere Haftkleberschicht

wiegt etwa 51 g/m . Das erhaltene erfindungsgemäße Produkt wird dann auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise zu Klebstreifenrollen gewickelt.

Auch dieser Klebstoff hat eine sehr hohe Plastizität von 5,2, obwohl seine Brookfield-Viskosität beim Auftrag bei 50$ Peststoffen unter 5000 liegt. Die Klebstreifenrollen sind vollständig stabil und haben trockene Seiten in dem in Beispiel 1 beschriebenen Sinn. Die Verstärkungsfäden sind im wesentlichen ebenso gerade und parallel wie bei der ersten Aufbringung.

Das gemäß diesem Beispiel hergestellte Klebband zeigt bei den in Beispiel 1 beschriebenen Prüfungen ausgezeichnete Haftfestigkeit an Stahl, ausgezeichnete Klebrigkeit und

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ausgezeichnetes Haltevermögen an Chrom und Kartonpappe. Es hat ferner ausgezeichnete Scher- und Klebeigenschaften für Anwendungen, bei denen hohe Temperaturen auftreten.

Bei den in den vorstehend beschriebenen Versuchen verwendeten Materialien handelt es sich um die nachstehend beschriebenen Produkte.

"Kraton 107" ist ein elastomeres und thermoplastisches Styrol-Isopren-Styrol-Blockmischpolymeres der Struktur A-B-A (Hersteller Shell Chemical Company). Dieses PoIymere hat einen Styrolblockgehalt Aναι etwa 12 bis 15 Gew_e-#

und eine Lösungsviskosität von 2900 cP, gemessen bei W 23⁰C in einer Toluollösung bei einem Peststoffgehalt von .etwa 25$.

"Wingtack 95" ist ein von Isopren abgeleitetes Kohlenwasserstoffharz mit einem Schmelzpunkt von 95°C (Hersteller Goodyear Tire and Rubber Company)."Piccolyte S 115" ist ein Terpenharzpolymeres von ß-Pinen.

"Schenectady 1056" ist ein brommethylalkyliertes, mit Elastomeren reaktionsfähiges härtendes Harz, das in der U.S.Ae-Patentschrift 2 972 600 beschrieben ist (Hersteller Schenectady Chemicals Inc_o)_o

009815/1602

Claims

Patentansprüche

1) Stabilisiertes, fadenverstärktes Klebband, gekennzeichnet durch einen flexiblen Träger, eine auf eine Seite des Trägers aufgebrachte, aus einem Haftkleber bestehende Bindeschicht und eine Vielzahl von verhältnismäßig starken, im wesentlichen parallelen, in Längsrichtung verlaufenden Verstärkungsfaden, die in die Bindeschicht eingebettet sind, wobei der als Bindeschicht dienende Kleber einen (auf die Gesamtelastomeren bezogenen) größeren Anteil eines elastomeren und thermoplastischen Blockmischpolymeren der Struktur A-B-A enthält, worin A ein thermoplastischer Polymerblock und B ein elastomerer Dienpolymerblock ist, die thermoplastischen Polymerblöcke A einen geringeren Gewichtsanteil des Blockmischpolymeren ausmachen und überwiegend aus einem Vinylaren bestehen und der die Bindeschicht bildende Klebstoff eine Brookfield-Visko-

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sität von nicht mehr als 20 cP bei einem Feststoffgehalt von 4O?6 und im getrockneten Zustand eine Williams-Plastizität von wenigstens etwa 4 hat.

2) Stabilisiertes, fadenverstärktes Klebband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerbläcke A etwa 12 bis 30 Gew.-?ö, vorzugsweise etwa 12 bis 15 Gew.-# des Blockmischpolymeren ausmachen.

3) Stabilisiertes, fadenverstärktes Klebband nach Ansprich 1 un'd 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerblöcke A aus Styrol und die Polymerblöcke B aus Isopren bestehen.

4) Stabilisiertes, fadenverstärktes Klebband nach Anspruch 1 bis 3, weiter gekennzeichnet durch eine die Bindeschicht bedeckende Außenschicht aus einem Haftkleber.

0098^lö/1602

5) Stabilisiertes, fadenverstärktes Klebband nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der die Bindeschicht bildende Kleber ein Haftkleber ist und zur Bildung der äußeren Haftkleberschicht dient.

6) Stabilisiertes, fadenveretärktes Klebband nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bindeschicht und die äußere Haftkleberschicht in zwei Überzügen aufgebracht worden sind, wobei ein Überzug vor dem Aufbringen der Verstärkungsfaden auf den Träger aufge-

^ bracht und der andere Überzug über die Fäden gelegt " wird, die Fäden einbettet und die äußere Haftkleberschicht bildet.

7) Stabilisiertes, fadenverstärktes Klebband nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der die Bindeschicht bildende Klebstoff etwa 25 bis 125 Gew.-Teile eines klebrigmachenden Harzes pro 100 Gew»-Teile der den Klebstoff bildenden Gesamtelastomeren enthält.

8) Stabilisiertes, fadenverstärktes Klebband nach Anspruch 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß das Vinylaren Styrol ist.

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