DE19803050A1

DE19803050A1 - Selbsttragende Schmelzklebefolie, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie ihre Verwendung

Info

Publication number: DE19803050A1
Application number: DE19803050A
Authority: DE
Inventors: Dirk Dipl Chem Dr Schultze; Heiko Dipl Chem Dr Tebbe; Ralf Dipl Chem Dr Schledjewski
Original assignee: Wolff Walsrode AG
Current assignee: Dow Produktions und Vertriebs GmbH and Co oHG
Priority date: 1998-01-28
Filing date: 1998-01-28
Publication date: 1999-07-29
Also published as: AU2517999A; WO1999038927A1

Description

Diese Erfindung betrifft eine mindestens zweischichtige thermoplastische Schmelz klebefolie, die aus mindestens einer warmklebrigen Schicht mit hoher Schmelz viskosität und mindestens einer warmklebrigen Schicht mit niedriger Schmelzviskosi tät, bestehend aus thermoplastischen Copolyestern, Copolyamiden oder Polyure thanen, aufgebaut ist. Die erfindungsgemäßen Schmelzklebefolien eignen sich insbe sondere zum Kaschieren oder Abdichten von porösen Substraten.

Kunststoffolien sind in vielen Variationen und Anwendungen bekannt. Eine besondere Ausführungsform sind die Schmelzklebe- oder Hotmeltfolien, unter denen man Folien aus thermoplastischen Kunststoffen versteht, die im geschmolzenen Zustand infolge ihrer dann vorhandenen Oberflächenklebrigkeit und Fließfähigkeit sowie ihrer Dicke geeignet sind, andere Substrate zu verbinden. Die Eigenschaften und Vorteile von Schmelzklebefolien sowie Verfahren zu ihrer Herstellung aus gängigen Haftschmelz klebstoffpulvern oder Granulaten sind beispielsweise in der US-4,379,117 oder DE-21 14 065 beschrieben. Der Einsatz von Schmelzklebefolien ist exemplarisch in der DE-39 11 613 erläutert. Eine allgemeine Kategorisierung von Klebstoffen läßt sich beispielsweise bei G. Habenicht; Kleben: Grundlagen, Technologie, Anwendungen, Springer Verlag, Berlin 1986, nachlesen.

Als nach dem Stand der Technik bekannte Dublofolien werden Folien bezeichnet, die aus mindestens einer warmklebrigen, niedrig erweichenden Schicht eines Polymer harzes und mindestens einer höher erweichenden Schicht eines zweiten Polymerharzes bestehen. Solche Folienaufbauten sind aus dem Bereich der Verpackung, insbesondere der Lebensmittelverpackung, bekannt. Die dort eingesetzten Folien sind meist aus Polyolefinen, die nur eine geringe Warmklebrigkeit aufweisen, hergestellt. Im Unter schied zum Einsatz von Dublofolien, bei dem eine Verbindung einer einseitig kleben den Folie mit einem i.a. nicht klebenden Substrat erfolgt, werden bei der Verwendung siegelfähiger Verpackungen zwei Siegelschichten miteinander verschweißt.

Dublofolien unterscheiden sich damit von Haftklebefilmen, aufgebaut aus einer Trägerschicht, die mit reinem Haftklebstoff beschichtet sind, wie sie beispielsweise in der WO 92/22619 beschrieben sind. Diese bieten nicht nur bei erhöhten Temperaturen eine zu geringe Klebkraft und können zudem zu leicht vom Substrat abgelöst werden.

Bekannte Anwendungsgebiete für Dublofolien sind die Verhautung von porösen Gebilden wie beispielsweise Vliesen, Webwaren und Schaumstoffen. Diese Verhau tung dient i.a. der Herstellung einer glatten Oberfläche und damit dem Schutz gegen das Eindringen oder Durchtreten von Flüssigkeiten, meistens dem Schutz vor Wasser. So lassen sich Schaumstoffe durch Verhautung u. a. vor Verrottung schützen. Ferner können so verhautete Gebilde einfach bedruckt oder lackiert werden, was bei porösen Oberflächen nur schwer möglich ist.

Für technische Anwendungen sind die Eigenschaften der weit verbreiteten und preis werten Polyolefine oft nicht ausreichend, so daß auf Dublofolien aus technischen Thermoplasten zurückgegriffen werden muß. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn Substrate mit polaren Oberflächen abgedeckt wenden sollen oder wenn neben der adhäsiven Klebstoffeigenschaften auch die kohäsiven Werkstoffcharakteristika des Klebers von entscheidender Bedeutung sind.

Für die bekannten Dublofolien aus thermoplastischen Materialien werden als höher erweichende Schichten gerne thermoplastische Elastomere (TPE), insbesondere Poly amide, Polyester oder TPU eingesetzt, die ein breites Spektrum relevanter Eigen schaften bieten. Als höher erweichende Schicht von Dublofolien eignen sich prinzipiell die am Markt erhältlichen TPE, insbesondere die TPE, die bereits heute für ein schichtige Folien eingesetzt werden bzw. die auf ihnen basierenden Rohstoffrezep turen.

Einschichtige Folien aus höher erweichenden TPE, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie ihre Verwendung sind nach dem Stand der Technik beispielsweise aus der EP-0 526 858, der EP-0 571 868 oder EP-0 603 680 bekannt. Die in diesen Schriften beschriebenen Aufbauten lassen sich als höherschmelzende Schicht bzw. Schichten in Dublofolien integrieren oder sind bereits in die nach ihrer Art bekannten Dublofolien integriert worden.

Sollen die Dublofolien zudem noch elastische Eigenschaften besitzen, wird für die im höherem Temperaturbereich erweichende Schicht gerne auf Polymerharze aus der Gruppe der thermoplastischen Polyurethane (TPU) zurückgegriffen. Aus dieser Gruppe sind sowohl niedrig erweichende Typen, sogenannte Hotmelts, als auch höher erweichende Standardtypen bekannt. Anwendungen für Dublofolien nach dem Stand der Technik sind beispielsweise in der US 5,658,647 beschrieben.

Dublofolien für technische Anwendungen weisen bevorzugt eine einseitig höhere Warmklebrigkeit auf. Die einseitig höhere Warmklebrigkeit wird nach dem Stand der Technik dadurch erreicht, daß für eine Schicht ein bei niedrigeren Temperaturen schmelzendes Harz Verwendung findet, während in die andere und/oder anderen Schicht(en) Harze mit höheren Schmelztemperaturen Eingang finden. Ihre Ver bundhaftung ist zudem meist auf das Substrat, gegen das sie geklebt werden sollen, speziell zugeschnitten. Die Schmelzklebeschicht der Dublofolie wird bevorzugt aus der gleichen Materialklasse wie das Substrat gewählt. Für technische Anwendungen wird für die Auswahl der Rohstoffe für die Schmelzklebeschicht deshalb bevorzugt auf die Rohstoffgruppe umfassend die Klassen der thermoplastischen Polyamide, Polyester und Polyurethane zurückgegriffen. Bei diesen Hotmelt-Einstellungen han delt es sich üblicherweise nicht um Homopolymere sondern um Copolymere. Durch Copolymerisation lassen sich entscheidende Werkstoffeigenschaften wie Schmelz punkt, Erweichungspunkt, Kristallisationsverhalten und E-Modul beeinflussen. Aus den genannten Klassen sind jeweils elastischere und steifere Einstellungen bekannt.

Die nach dem Stand der Technik angebotenen Schmelzkleberohstoffe, die für die Folienfertigung zur Verfügung stehen werden üblicherweise als Granulate oder Pulver angeboten. Da sie oftmals auch als Rohstoffe für die Rezeptierung vernetzender Kle ber eingesetzt werden, weisen sie vorzugsweise Hydroxyl-Endgruppen auf. Liegt der Erweichungsbereich der niedrig erweichenden Schicht auf der Koflerbank deutlich über 100°C, so ist es durch gezielte Abkühlung der niedrig schmelzenden Schicht möglich, sie ohne zusätzliche Trennschicht herzustellen. Solche Folien aus Polyamid sind beispielsweise in der US-3,762,986 beschrieben. Entsprechende Folien mit einer Schicht aus Copolyamid und einer Schicht aus TPU sind in der EP-0 382 236 be schrieben.

Vielfach besteht jedoch die Anforderung, die Schmelzklebe- oder Siegelrohmaterialien für die niedriger erweichende Schicht so auszuwählen, daß sie einen vergleichsweise niedrigen Erweichungsbereich von unter 100°C haben, damit sie bei der Verarbeitung das zu kaschierende oder zu verhautende Material nicht schädigen. Eine solche An forderung ist beispielsweise für das Verhauten von Schaumkunststoffen gängig. Für diese Anwendung sind deshalb Schmelzklebstoffe mit Erweichungsbereichen auf der Koflerbank von unter 100°C üblich. Die Schmelzpunkte bzw. -bereichsmaxima der niedrigst erweichenden marktgängigen Klebrohstoffe liegen um 50°C, gemessen nach DEN 53 736. Aufgrund der bei Kunststoffen üblichen Molekulargewichts- und Kristal litgrößenverteilungen erstreckt sich das Aufschmelzen bzw. Erweichen eines solchen Materials über einen breiteren Temperaturbereich von oft bis zu 20°C, was bedingt, das diese Materialien auch bei wärmeren Umgebungstemperaturen bereits eine merk liche Klebneigung bzw. Blockneigung besitzen können und somit oft als permanent klebrig einzustufen sind.

Solche nach den Stand der Technik bekannten Dublofolien haben den Nachteil, daß ihre Schichten ein unterschiedliches Kristallisationsverhalten zeigen, was sich im Fall der auskristallisierten Folie als sogenannte Rollneigung bemerkbar macht. Die Ur sachen der Rollneigung entsprechen dem einschlägig bekannten Bimetalleffekt. Mechanische Spannungen treten aufgrund unterschiedlicher Volumen/bzw. -kontrak tion der einzelnen Schichten auf. Die Rollneigung führt bei den nach dem Stand der Technik bekannten Dublofolien bei Bahnführung mit möglichst wenig Berührungs punkten respektive Umlenkrollen oft zu einem Einrollen der Kanten, so daß im Kan tenbereich oft die niedrig erweichende Schicht gegen sich selbst verklebt. Dies führt zu einem erhöhten Verbrauch an Folie, da eine breiter als für die eigentliche Funktion notwendig geschnittene Bahn eingesetzt werden muß. Zudem stellen solche Klebe stellen potentielle Ausgangspunkte für Ablösevorgänge dar.

Ein weiterer Nachteil der nach dem Stand der Technik bekannten hoch/niedrig schmelzenden Dublofolien ist der oft nicht ausreichende Wärmestand der niedrig schmelzenden Schicht.

Es galt somit eine Folie zur Verfügung zu stellen, die einerseits ein hohes Maß an Warmklebrigkeit besitzt und auf der anderen Seite eine weitestgehende Dimensions integrität/-stabilität unter Verarbeitungsbedingungen gewährleistet, so daß die Ab deck- und -dichteigenschaften nicht verlorengehen.

Erfindergemäß wurde dies durch eine selbsttragende mindestens zweischichtige ther moplastische Schmelzklebefolie bestehend aus mindestens einer warmklebrigen Schicht mit hoher Schmelzviskosität und mindestens einer warmklebrigen Schicht mit niedriger Schmelzviskosität gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß für die einzel nen Schichten die Matrixstoffe Copolyamid, Copolyester oder thermoplastische Poly urethane aufgebaut aus analogen Monomeren und mit analogen Schmelzpunkten bzw. -bereichen, jedoch mit unterschiedlichen Schmelzeviskositäten Verwendung finden.

In Anbetracht der Tatsache, daß die Ermittlung von Schmelzpunkten von Polymeren, insbesondere bei thermoplastischen Elastomeren oftmals schwierig ist, wird in der Praxis der Schmelzbereich angegeben.

Analoge Aufschmelzcharakteristika im Sinne der Erfindung sind thermoanalytisch ermittelte Spezifika, die nach den einschlägigen Normen, z. B. ASTM E 794, um nicht mehr als 10°C voneinander abweichen. Besonders bevorzugt sind Harze, deren Auf schmelzcharakteristik um nicht mehr als 5°C differieren.

Als Maß der Viskosität der Schmelze dient üblicherweise der Schmelzfluß (MFI), ermittelt nach DIN 53 735, bzw. ASTM D1238. Eine im Hinblick auf die Erfindung unterschiedliche Schmelzviskosität setzt die Ermittlung der Schmelzindices unter gleichen Bedingungen, d. h. Temperatur und Prüflast, voraus.

Eine erfindungsgemäße Differenz der Schmelzindices liegt bei einem Unterschied von mindestens 2 g/10 min gemessen bei gleicher Prüftemperatur und gleicher Prüflast.

Erfindungsgemäß bevorzugt sind Folien, die dadurch gekennzeichnet sind daß die einzelnen Schichten aus thermoplastischen Polyurethanen aufgebaut aus analogen Monomeren und mit analogen Schmelzpunkten bzw. Schmelzbereichen, jedoch mit unterschiedlichen Schmelzviskositäten aufgebaut werden, wobei der Unterschied der Schmelzflußindices mindestens 5 g/10 min bei gleicher Prüftemperatur und gleicher Prüflast beträgt.

Als Ausgangsmaterialien für die Matrixkomponenten sowohl der Schicht mit der hohen Schmelzviskosität als auch der Schicht mit der niedrigen Schmelzviskosität sind die entsprechenden gängigen thermoplastischen Copolyamide, z. B. Polyetherblock amide, Copolyester, z. B. Polyetherester oder Polyurethane, die vorzugsweise einen linearen Aufbau mit Polyethern oder Polyestern als langkettige Polyolkomponente aufweisen, der am Markt bekannten Anbieter geeignet. Erfindungsgemäße Substanz klassen werden beispielsweise unter den Handelsnamen Dynapol®, Vestamelt®, Plat amid®, Bostik®, Grilltex®, Hytrel®, Pebax®, Desmopan®, Elastollan®, Estane®, Pell ethane®, Morthane®, Tecoflex®, Irogran® und Texin® angeboten. Bevorzugt werden TPE mit einer Shore-A-Härte zwischen 70 und 97 und einem Schmelzpunkt zwischen 60°C und 170°C als Matrixkomponente verwendet.

Die Verarbeitungseigenschaften der erfindungsgemäßen Folien lassen sich durch Zu gabe von Additiven zu einer oder mehreren Schichten einstellen und/oder verbessern. Bevorzugt werden Folien, die dadurch gekennzeichnet sind, daß die Matrixrohstoffe, welche die Schicht mit hoher Schmelzviskosität und die Schicht mit niedriger Schmelzviskosität bilden, mit gebräuchlichen Additiven aus der Gruppe umfassend

I. Antiblockmittel, anorganische oder organische Abstandshalter,
II. Gleit- oder Entformungsmittel,
III. Pigmente, Weichmacher oder Füllstoffe und
IV. Stabilisatoren

ausgerüstet sind, wobei der Anteil je Schicht der genannten Additive I bis IV in Summe bevorzugt zwischen 0% und 30% liegt.

Besonders bevorzugt sind Gleit-und/oder Antiblockmittel oder auch Weichmacher. Um bestimmte Eigenschaften der erfindungsgemäßen Folien dauerhaft zu erhalten, können die eingesetzten Kunststoffharze geeignete Zusätze in den jeweils wirksamen Mengen enthalten. Vorzugsweise sind dies Hydrolyse-und/oder Photo-und/oder Bio stabilisatoren und/oder Antioxidantien.

Additive und Stabilisatoren für Kunststoffe sind beispielsweise beschrieben in: Gächter/Müller (Hrsg.), Kunststoff-Additive, Carl Hanser Verlag, München, 3. Ausg. (1989).

Die erfindungsgemäßen Folien können mit unterschiedlichen und/oder unterschied lichem Anteil an Additiven in den verschiedenen Schichten hergestellt und angeboten werden.

Erfindungsgemäß bevorzugt sind Folien mit einer Gesamtdicke zwischen 30 µm und 300 µm. Die Dicke der Schicht mit hoher Schmelzviskosität wird so gewählt, daß sie bei Wärmeeintrag unter Verarbeitungsbedingungen nicht wesentlich fließen wird. Ihre Dicke liegt geeigneterweise zwischen 10 µm und 200 µm. Die Dicke der Schicht mit niedriger Schmelzviskosität wird in Abhängigkeit des zu bedeckenden Substrates so gewählt, daß eine optimale Verklebung erreicht wird. Für stark poröse Substrate wird i.a. eine dickere niedrigviskose Schicht gewählt, damit auch bei ungleichmäßiger Oberfläche des Substrates und dadurch bedingtem teilweisen Wegfließen der Schmelzklebstoffschicht eine möglichst große Verklebungsfläche geschaffen wird. Bei glatten Substraten genügt dagegen eine geringere Schmelzklebeschichtdicke. Deshalb ist auch für die Schicht mit niedriger Schmelzviskosität ein Dickenbereich zwischen 10 µm und 200 µm erfindungsgemäß geeignet.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Folie eignen sich besonders die gängigen thermischen Umformverfahren zur Verarbeitung von Kunststoffen zu mehrschichtigen Flächengebilden. Hier wären die Herstellung durch Coextrusion zu nennen, die nach dem Flachfolienverfahren z. B. mit Gießwalze oder Abzugskalander oder nach dem Blasfolienverfahren erfolgen kann. Ebenso geeignet zur Herstellung erfindungsge mäßer Folien ist die Beschichtung einer einlagig hergestellten Folie mit einer zweiten Schicht. Auch das Transferbeschichtungsverfahren, bei dem die Schmelzefahne einer Schicht zunächst auf einen Träger beschichtet wird und anschließend die Anbindung an die einzeln hergestellte oder ebenfalls auf einen Träger beschichtete zweite Folie oder Schmelzefahne in einem Kalander oder sonstigen Preßwerkzeug erfolgt. Die Dublierung zweier einschichtiger, möglicherweise mit einem Träger hergestellter, Folien ist ebenfalls geeignet. Aufgrund der besseren erzielbaren Verbundhaftung ist die Coextrusion unter den genannten Herstellungsverfahren besonders bevorzugt.

Die erfindungsgemäßen Folien lassen sich im Hinblick auf weitere Verarbeitungs schritte wie beispielsweise Bedruckung durch geeignete Vorbehandlungsverfahren in ihren Oberflächeneigenschaften modifizieren. Hierzu eignen sich insbesondere übliche physikalisch-chemische Verfahren wie Flamm-, Corona, Plasma- oder chemische Vorbehandlung wie die Fluorbehandlung. Solche Verfahren werden beispielsweise von Dorn und Wahono in: Maschinenmarkt 96 (1990) 34-39 oder Milker und Möller in: Kunststoffe 82 (1992) 978-981 ausführlich beschrieben.

Die erfindungsgemäßen Folien können mit oder ohne zusätzlicher Releaseschicht(en) hergestellt und angeboten werden.

Die erfindungsgemäße Folie eignet sich zum Abdichten poröser Materialien ebenso wie zur Ausstattung von Gegenständen mit einer Oberfläche aus den genannten Matrixmaterialien. Hierbei wird durch die außerordentlichen Eigenschaften der ge nannten Matrixmaterialien eine Aufwertung hinsichtlich der Oberflächengüte in Bezug auf die Abrieb- und Kratzbeständigkeit erreicht.

In einer bevorzugten Anwendung wird die erfindungsgemäße Folie gegen poröse Substrate geklebt. Hierzu wird derart verfahren, daß zur Kaschierung oder Abdich tung von porösen Substraten, insbesondere Schaumkunststoffen, textilen Materialien, Nähten, Vliesstoffen, Leder und/oder Spaltleder mit der erfindungsgemäßen Folie, die Seite der Folie mit der niedrigen Schmelzviskosität auf oder über ihren Erweichungs bereich erwärmt wird und die mehrschichtige Folie mit dem Substrat in Verbindung gebracht und ggf. unter Anwendung zusätzlichen Druckes verklebt wird, wobei die erweichte Seite mit der niedrigeren Schmelzviskosität dem Substrat zugewandt ist.

Der Wärmeeintrag in die Schicht mit der niedrigeren Schmelzviskosität kann bei spielsweise durch Warmluft, Thermostrahler und/oder beheizte Walzen erfolgen. Dies kann direkt in die Schicht mit der niedrigeren Schmelzviskosität oder durch die Schicht mit der höheren Schmelzviskosität hindurch erfolgen. Erfindungsgemäß be vorzugt ist der Wärmeeintrag direkt in die Schicht mit der niederen Schmelzviskosität. Vor der Verwendung der erfindungsgemäßen Folie kann diese einer thermischen Vor aktivierung unterzogen werden.

Eine ebenso bevorzugte Verwendung ist der Einsatz zur Nahtabdichtung vernähter, abgesehen von den Nähten in der Fläche bereits abgedichteter Gebilde, insbesondere von Folien-kaschierten Textilien, Textil/Vlies- und/oder Textil/Schaum-Verbunden. Die genannten Folien-kaschierten Aufbauten können durch Flamm- oder Thermo kaschierung hergestellt worden sein. Durch Vernähung verknüpfte Aufbauten können sowohl durch den Einsatz erfindungsgemäßer Folien gegen den Durchtritt von Fluiden im Bereich der Nähte geschützt werden. Zur Abdichtung von Nähten werden bevor zugt schmale Streifen der erfindungsgemäßen Folien, sogenannte Tapes, eingesetzt. Die Breite von Tapes liegt bevorzugterweise zwischen 20 mm und 50 mm.

Die Nähte der o.g. Aufbauten können, in Abhängigkeit von der Gestaltung der Naht, von den erfindungsgemäßen Folien umschlossen oder lediglich abgedeckt werden. Bei der Nahtabdichtung erfolgt die Verklebung der Seite mit der niedrigeren Schmelz viskosität der Folie üblicherweise auf die Folien-kaschierte Seite der o.g. Aufbauten. Im Bereich der Nahtüberkreuzungen erfolgt die Abdichtung der die zuerst abge dichtete Naht kreuzenden zweiten Naht auch über die Verklebung der Seite mit der niedrigen Schmelzviskosität der Folie für die zweite Naht mit der Seite mit der hohen Schmelzviskosität der für die Abdichtung der ersten Naht eingesetzten Folie.

Die im Rahmen der nachfolgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele beschriebenen Folien wurden durch Blasfolienextrusion hergestellt. Die zum Aufschluß thermoplasti scher Harze geeigneten Schneckenwerkzeuge sind in ihrem Aufbau z. B. von Wort berg, Mahlke und Effen in: Kunststoffe 84 (1994) 1131-1138, von Pearson in: Mechanics of Polymer Processing, Elsevier Publishers, New York, 1985 oder der Fa. Davis-Standard in: Paper, Film & Foil Converter 64 (1990) S. 84-90 beschrieben. Werkzeuge zum Ausformen der Schmelze zu Folien sind u. a. von Michaeli in: Ex trusions-Werkzeuge, Hanser Verlag, München 1991 erläutert.

Beispiele Beispiel A

Mit Hilfe eines Zweischicht-Blasfolienwerkzeuges wurde eine transluzente, 100 µm dicke Folie hergestellt. Eine Schicht bestand aus einem TPU-Ester-Matrixmaterial der Shore-A-Härte 95 mit Polyadipat-Weichsegmenten und einer Hartsegmentphase, wel che aus MDI und Butandiol aufgebaut ist mit einem Schmelzflußindex von 7 g/10 min bei 190°C und einer Prüflast von 8,7 kg. Der Schmelzpunkt lag bei 149°C. Diese Schicht enthielt 0,4 Gew.-% niedermolekulare Amidwachse und 2 Gew.-% Kiesel säure als Additive.

Die zweite Schicht wurde mit einem Matrixharz gleicher Härte und gleichen che mischen Grundbausteinen hergestellt. Diese Schicht bildete die im Blasfolienprozeß innenliegende Schicht. Das Matrixharz hatte einen MFI von 28 g/10 min bei 190°C und 8,7 kg Prüflast. Der Schmelzpunkt lag bei 147°C. Dieser Schicht wurden eben falls 0,4 Gew.-% Amidwachs und 2 Gew.-% Kieselsäure zugegeben.

Die Extrusionseinrichtung, die die beiden unterschiedlichen Schmelzeströme förderte, wurde mit annähernd gleicher Durchsatzleistung betrieben. Die Schmelzeströme wur den in einem Blasfolienkopf bei einer Verarbeitungstemperatur von 200°C übereinan dergelegt und durch eine Ringspaltdüse mit einem Durchmesser von 400 mm ausge tragen. Durch Anblasen mit Luft wurde die ringformige Schmelzefahne abgekühlt, anschließend flachgelegt, im Randbereich beschnitten, die Bahnen getrennt und ein zeln aufgewickelt.

Beispiel B

Mit Hilfe eines Zweischicht-Blasfolienwerkzeuges wurde eine transluzente, 100 µm dicke Folie hergestellt. Eine Schicht bestand aus einem TPU-Ether-Matrixmaterial der Shore-A-Härte 90 mit Polytetramethylenoxid-Weichsegmenten und einer Hartseg mentphase, welche aus MDI und Butandiol aufgebaut ist, mit einem MFI von 7 g/10 min bei 190°C und einer Prüflast von 8,7 kg. Der Schmelzpunkt lag bei 146°C.

Als Additive wurden 0,5 Gew.-% niedermolekulare Amidwachse und 2 Gew.-% Kie selsäure zugesetzt.

Die zweite Schicht wurde mit einem Matrixharz gleicher Härte und gleichen che mischen Grundbausteinen hergestellt. Diese Schicht bildete die im Blasfolienprozeß außenliegende Schicht. Das Matrixharz hatte einen MFI von 1 g/10 min bei 190°C und einer Prüflast von 8,7 kg. Der Schmelzpunkt lag bei 145°C. Dieser Schicht wur den die gleichen Additive in (geringerer Menge von 0,3 Gew.-% Wachs und 1 Gew.-% Silikat zugegeben.

Die Extrusionseinrichtungen wurden mit den gleichen Temperaturen wie in Beispiel A betrieben.

Vergleichsbeispiel 1

Mit Hilfe eines Zweischicht-Blasfolienwerkzeuges wurde eine transluzente, 75 µm dicke Folie hergestellt. Eine Schicht bestand aus einem TPU-Ester-Matrixmaterial der Shore-A-Härte 95 mit Potyadipat-Weichsegmenten und einer Hartsegmentphase, wel che aus MDI und Butandiol aufgebaut ist, mit einem MFI von 7 g/10 min bei 190°C und einer Prüflast von 8,7 kg. Der Schmelzpunkt lag bei 149°C. Diese Schicht enthielt 0,4 Gew.-% niedermolekulare Amidwachse und 2 Gew.-% Kieselsäure als Additive.

Die zweite Schicht wurde mit einem niedriger schmelzenden TPU-Ester-Matrix material der Shore-A-Härte 90 mit Polyadipat-Weichsegmenten und einer MDI ba sierenden Hartsegmentphase mit einem MFI von 4 g/10 min bei 160°C und 2,16 kg Prüflast hergestellt. Diese Schicht bildete die im Blasfolienprozeß außenliegende Schicht. Der Schmelzpunkt lag bei 50°C. Dieser Schicht wurden 5 Gew.-% Kiesel säure zugegeben.

Die Extrusionseinrichtung, welche die beiden unterschiedlichen Schmelzeströme for derte, wurden mit Temperaturen zwischen 140°C und 180°C betrieben. Der Außen schicht-Extruder wurde mit annähernd der halben Durchsatzleistung im Vergleich zum Innenschicht-Extruder betrieben. Die Schmelzeströme wurden in einem Blas folienkopf bei einer Verarbeitungstemperatur von 200°C übereinandergelegt und durch eine Ringspaltdüse mit einem Durchmesser von 400 mm ausgetragen. Durch Anblasen mit Luft wurde die ringförmige Schmelzefahne abgekühlt, anschließend flachgelegt, im Randbereich beschnitten, die Bahnen getrennt und einzeln aufge wickelt.

Vergleichsbeispiel 2

Eine 100 µm dicke einschichtige TPU-Folie der Shore-A-Härte 95 mit Polyadipat- Weichsegmenten und einer Hartsegmentphase, welche aus MDI und Butandiol auf gebaut ist, wurde unter Zugabe von 0,4 Gew.-% Amidwachsen und 2 Gew.-% Kie selsäure hergestellt. Das Matrixharz hatte einen MFI von 16 g/10 min bei 190°C und einer Prüflast von 8,7 kg. Der Schmelzpunkt lag bei 148°C. Die Verarbeitungstempe raturen entlang der Extrusionsmaschine lagen bei 150-200°C.

Bewertung der im Rahmen der Beispiele und Vergleichsbeispiele hergestellten Folien

Die Bewertung der in den Beispielen und Vergleichsbeispielen hergestellten Folien erfolgte teilweise hinsichtlich anwendungsrelevanter Eigenschaften wie Rollneigung bzw. Wickelverhalten und Verklebeeigenschaften. Die Prüfverfahren dieser relevanten Eigenschaften wurden teils durch spezifische Prüfverfahren, teils durch subjektive Beurteilung durch mehrere unabhängige Personen erhalten und die Bewertung in Tabelle 1 angegeben.

Abwickelverhalten

Das Abwickelverhalten wurde an einer in eine Abwickeleinrichtung eingespannten Folienrolle durch manuelles Abrollen geprüft.

Schmelzpunkt

Die Schmelzpunkte wurden nach ASTM E794 bestimmt.

Schmelzflußindex

Die Schmelzflußindices wurden nach DIN 53 735 bei einer Prüftemperatur von 190°C und einer Prüflast von 8,7 kg bestimmt.

Rollneigung

Die Rollneigung der Folien in den Beispielen und Vergleichsbeispielen wurde durch die Rollneigungszahl charakterisiert, die auf der im folgenden beschriebenen Hausme thode basiert. Von einer Folienrolle werden mindestens drei Lagen abgewickelt bevor ein Prüfmuster entnommen wird. Aus dem Prüfmuster wird ein Rundschnitt mit einem Durchmesser von 113 mm geschnitten und so gelegt, daß die Folienenden nach oben frei einrollen können. Nach 30 Sekunden wird mit einem Lineal der Abstand der hochstehenden Enden in Millimeter gemessen. Dieser Meßwert entspricht der Roll neigungszahl.

Verklebeeigenschaften

Die Verklebeeigenschaften wurden mit einer handelsüblichen Nahtabdichtungs maschine überprüft. Hierzu wurden die Folien aus den Beispielen und Vergleichs beispielen zu schmaleren Tapes aufgeschnitten. Das Tape wird einseitig mit Heißluft angeblasen, aufgeschmolzen und zwischen zwei Andruckrollen (Gummi/Stahl-Paa rung) gegen ein Substrat gepreßt. Im Falle der erfindungsgemäßen Folien wird die Schicht mit dem höheren Schmelzflußindex, im Fall von Vergleichsbeispiel 1 die niedriger erweichende Hotmeltschicht angeblasen.

Bei den Versuchen wurden die in Vorversuchen optimierten Geräteparameter Walzen antriebsgeschwindigkeit (Geräteeinstellung: 5), Heißluftströmungsgeschwindigkeit (Geräteeinstellung: 60 SCFH) und Walzenanpreßdruck (Geräteeinstellung: 1,5 bar) nicht verändert.

Als Substrate wurden flammkaschierte Aufbauten Textil/Schnittschaum/Walopur® 2102 AK, 35 µm eingesetzt. Die Tapes wurden gegen die Corona-vorbehandelte Seite der Walopur® 2102 AK geklebt.

Bei einer Heißlufttemperatur von 265°C wurde die Verbundhaftung von Tapes aus den in den Beispielen und Vergleichsbeispielen beschriebenen Folien in einer Ver suchsreihe mit der Walopur® 2102 AK (flammkaschierter Aufbau, s. o.) untersucht.

Die Beurteilung der Klebe-/Verbundeigenschaften der Tapes erfolgte anhand von manuellen Abzugstests an den erkalteten Verbunden (24 h nach Verklebung). Für die Bewertung der Klebeeigenschaften wurde die folgende Staffel an beobachteten Phänomenen zugrunde gelegt, die beim langsamen/vorsichtigen Abziehen vom Sub strat auftraten:

1. leichte Ablösung von der Basisfolie (schlechte Verklebung)
2. Ablösung von der Basisfolie unter Verformung der Basisfolie
3. Ablösung von der Basisfolie mit gleichzeitiger Ablösung der Basisfolie vom darunterliegenden Schaum (gute Verklebung).

Die beobachteten Ablösungsbilder unterliegen Schwankungen, die teilweise maschi nenbedingt sind: zu Beginn des Tape-Prozesses wird das Tape kurzfristig ohne Vor trieb der Andruckwalzen erwärmt, wobei das Hotmelt sicher aufgeschmolzen wird, so daß auf den ersten Zentimetern Verklebungsstrecke auch die besten Verklebungs resultate erhalten werden. Sobald die Tape-Maschine sich in stationärem Betrieb befindet, werden vergleichsweise schlechtere Haftungseigenschaften erzielt. Die Be urteilung erfolgte in Bereichen, in denen von einem stationären Tape-Prozeß aus gegangen werden kann.

Tabelle 1

Eigenschaften der im Rahmen der Beispiele und Vergleichsbeispiele hergestellten Folien

Die in der Tabelle 1 wiedergegebenen, die Folien hinsichtlich der erfindungsgemäßen Eigenschaften charakterisierenden Daten, zeigen deutlich, daß die in den Beispielen beschriebenen erfindungsgemäßen Folien gegenüber den im Rahmen der Vergleichs beispiele beschriebenen Folien bezüglich der Rollneigung deutlich im Vorteil sind und gleichzeitig vergleichbare Wickelbarkeit und Verklebungseigenschaften aufweisen.

Claims

1. Selbsttragende mindestens zweischichtige thermoplastische Schmelzklebefolie; bestehend aus mindestens einer warmklebrigen Schicht mit hoher Schmelz viskosität und mindestens einer warmklebrigen Schicht mit niedriger Schmelz viskosität, dadurch gekennzeichnet, daß für die einzelnen Schichten die Matrixrohstoffe Copolyamid, Copolyester oder thermoplastische Polyurethane aufgebaut aus analogen Monomeren und mit analogen Schmelzpunkten bzw. Schmelzbereichen, jedoch mit unterschiedlichen Schmelzviskositäten Verwen dung finden, wobei der Unterschied der Schmelzflußindices, als Maß für die Schmelzviskositäten, mindestens 2 g/10 min gemessen nach DIN 53 735 bei gleicher Temperatur und gleicher Prüflast beträgt.

2. Folie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die einzelnen Schichten aus thermoplastischen Polyurethanen aufgebaut aus analogen Monomeren und mit analogen Schmelzpunkten bzw. Schmelzbereichen, jedoch mit unterschied lichen Schmelzviskositäten aufgebaut werden, wobei der Unterschied der Schmelzflußindices, als Maß für die Schmelzviskositäten, mindestens 5 g/10 min gemessen nach DIN 53 735 bei gleicher Temperatur und gleicher Prüflast beträgt.

3. Folie nach wenigstens einem der vorangehenden Anspruche, dadurch ge kennzeichnet, daß die Matrixrohstoffe, welche die Schicht mit hoher Schmelz viskosität und die Schicht mit niedriger Schmelzviskosität bilden, mit ge bräuchlichen Additiven aus der Gruppe umfassend

I. Antiblockmittel, anorganische oder organische Abstandshalter
II. Gleit- oder Entformungsmittel;
III. Pigmente, Weichmacher oder Füllstoffe und
IV. Stabilisatoren

4. Folie nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß sie eine Gesamtdicke zwischen 30 µm und 300 µm hat, wobei die Dicke der Schicht mit der hoher Schmelzviskosität zwischen 10 µm und 200 µm und die Dicke der Schicht mit niedriger Schmelzviskosität zwi schen 10 µm und 200 µm liegt.

5. Folie nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß sie nach einem der thermoplastischen Verarbeitungsverfahren zum Ausformen mehrschichtiger Flächengebilde umfassend Coextrusion, Be schichtung, Transferbeschichtung und Dublierung hergestellt wird.

6. Folie nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß sie einseitig oder beidseitig einem der bekannten Verfahren zur Oberflächenbehandlung ausgesetzt wird, wobei Verfahren aus der Gruppe umfassend Corona-Behandlung, Flamm-Behandlung und Fluor-Behandlung bevorzugt werden.

7. Verfahren zur Kaschierung oder Abdichtung von porösen Substraten, ins besondere Schaumkunststoffen, textilen Materialien, Vliesstoffen, Nähten, Leder und/oder Spaltleder mit einer mindestens zweischichtigen Folie nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Seite mit der niedrigeren Schmelzviskosität der Folie erwärmt wird und die mehrschichtige Folie mit dem Substrat in Verbindung gebracht und verklebt wird, wobei die Seite mit der niedrigeren Schmelzviskosität dem Substrat zugewandt ist.