DE1945918A1 - Klebband - Google Patents
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Description
PATENTANWALT DR. HANS-GUNTHER EGGERT, DIPLOMCHEMIKER
5 KÖLN-LINDENTHAL PETER-KINTGEN-STRASSE 2
Köln, den 9.9.1969 Eg/Ax
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 Gewe-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 iste 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.
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
(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 beidausgezeichnet 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.
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
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
0098 1 5/ 1602
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 Gewe-#
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 Inco)o
009815/1602
Claims (8)
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-
ooo
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.
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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.
0 ü 9 8 '' 5 / 1 6 0 2
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