DE19939073A1 - Verfahren zur kontinuierlichen, lösungsmittel- und mastikationsfreien Herstellung von druckempfindlichen Selbstklebemassen auf Basis von nicht-thermoplastischen Elastomeren sowie deren Beschichtung zur Herstellung von selbstklebenden Artikeln - Google Patents

Abstract

Verfahren zur kontinuierlichen lösungsmittelfreien und mastikationsfreien Herstellung von Selbstklebemassen auf Basis von nicht-thermoplastischen Elastomeren in einem kontinuierlich arbeitenden Aggregat mit einem Füll- und einem Compoundierteil, bestehend aus DOLLAR A a) Aufgabe der Festkomponenten der Selbstklebemasse wie Elastomere und Harze in den Füllteil des Aggregats, gegebenenfalls Aufgabe von Füllstoffen, Farbstoffen und/oder Vernetzern, DOLLAR A b) Übergabe der Festkomponenten der Selbstklebemasse aus dem Füllteil in den Compoundierteil, DOLLAR A c) Zugabe der Flüssigkomponenten der Selbstklebemasse wie Weichmacher, Vernetzer und/oder weiterer klebrig machender Harze in den Compoundierteil, DOLLAR A d) Herstellung einer homogenen Selbstklebemasse im Compoundierteil und DOLLAR A g) Austragen der Selbstklebemasse, DOLLAR A Beschichtung der Selbstklebemasse auf ein bahnförmiges Material, wobei die Beschichtung des bahnförmigen Materials mit einem Mehrwalzenauftragswerk, besonders mit einem 2- bis 5-Walzenauftragswerk, ganz besonders mit einem 4-Walzenauftragswerk durchgeführt wird, so daß die Selbstklebemasse bei Durchgang durch ein oder mehrere Walzenspalte auf die gewünschte Dicke ausgeformt wird, und wobei die Walzen des Auftragswerkes einzeln auf Temperaturen von 20 C bis 150 C eingestellt werden können.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur kontinuierlichen, lösungs­ mittel- und mastikationsfreien Herstellung von druckempfindlichen Selbstklebemassen auf Basis nicht-thermoplastischer Elastomerer unter Verwendung von klebrigmachenden Harzen, typischen Kautschukweichmachern, gegebenenfalls Füllstoffen und thermisch aktivierbaren Vernetzern und ihrer Beschichtung zur Herstellung von selbstklebenden Artikeln, insbesondere hochleistungsfähiger selbstklebender Bänder.

Für Klebersysteme und den damit hergestellten Haftklebeartikeln sind die zwei physika­ lischen Phänomene Adhäsion und Kohäsion der Haftkleberschichten von grundsätzli­ chem Inhalt. Die Adhäsion wird im technischen Sprachgebrauch unter den Begriffen Sofortklebkraft (Tack) und Klebkraft (Peelstrength) behandelt und beschreibt defini­ tionsgemäß die Begriffe "selbstklebend", "Haftkleber" und/oder "druckempfindliche Kle­ bebänder", d. h. die dauerhafte Verklebung unter "leichtem Andruck" ("Pressure Sensi­ tive Adhesives").

Diese Eigenschaft wird insbesondere bei den Haftklebern auf Basis Naturkautschuk durch Einmischen von klebrigmachenden Harzen (Tackifier) und Weichmachern mit relativ niedrigen Molekulargewichten erzielt.

Die zweite definitionsgemäße Eigenschaft der Haftkleber ist ihre einfache rückstands­ freie Wiederablösbarkeit nach dem Gebrauch. Dieses Verhalten ist im wesentlichen bestimmt durch die hochmolekularen Kautschukanteile als Elastomerkomponente, die dem System als Kohäsion (innere Festigkeit) die geforderte Festigkeit bei Scherbean­ spruchung verleihen, was insbesondere für den Einsatz der Produkte bei höheren Tem­ peraturen und/oder mechanischer Belastungen Bedeutung erhält. Durch zusätzliche Vernetzung, zum Beispiel über ionisierende Strahlen, reaktive Harzkomponenten oder andere chemische Vernetzer, kann diese Eigenschaft verstärkt werden.

Die Leistungsfähigkeit des Haftklebers ist also im wesentlichen bestimmt durch das ausgewogene Verhältnis von Adhäsions- und Kohäsions-Eigenschaften und durch Ver­ träglichkeit, Homogenität und Stabilität der Abmischung von Massebestandteilen mit extrem hohen und relativ niedrigen mittleren Molekulargewichten, was bei der Masse­ herstellung in branchenüblichen Misch- und Knetmaschinen unter Verwendung von Lösemitteln relativ einfach zu erreichen ist.

Die lösungsmittelfreie Compoundierung und Verarbeitung von Selbstklebemassen hat sich dagegen im wesentlichen nur für die Verarbeitung von schmelzenden, sogenannten thermoplastischen Elastomeren durchgesetzt.

Der Masseherstellprozeß wird dabei zumeist in Doppelschneckenextrudern bei höheren Temperaturen in der Schmelze durchgeführt, die Beschichtung erfolgt zumeist mittels Breitschlitzdüsen.

Der Vorteil der Verwendung thermoplastischer Elastomerer besteht im wesentlichen in der Vereinfachung des Streichprozesses. Der Verzicht auf brennbare Lösemittel macht die Trockneranlagen mit ihrem aufwendigen Energieaufwand für das Verdampfen und Rückgewinnen der Lösemittel und den Einsatz explosionsgeschützter Anlagen überflüs­ sig. Hotmeltbeschichtungsanlagen sind kompakt und erlauben erheblich höhere Beschichtungsgeschwindigkeiten. Zudem handelt es sich um eine umweltfreundliche Technologie, bei der keine Lösemittelemissionen auftreten.

Für die lösungsmittelfreie Compoundierung thermoplastischer Elastomerer werden gemäß dem Stande der Technik vorwiegend Blockcopolymeren mit Polystyrolblock­ anteilen verwendet. Der Vorteil dieser Substanzklasse besteht darin, daß die im Polymer befindlichen Polystyroldomänen oberhalb von 100°C erweichen, wobei die Viskosität der Klebemasse stark abfällt und dadurch die leichte Verarbeitbarkeit gegeben ist. Nach Abkühlung auf Raumtemperatur bilden sich die Polystyroldomänen zurück und verleihen den auf thermoplastischen Elastomeren basierenden Haftklebern eine gewisse Scher­ festigkeit.

Die thermoplastischen Elastomeren lassen sich mit klebkraftfördernden Kohlenwasser­ stoffharzen im Extruderprozeß einwandfrei compoundieren. Auf diese Weise läßt sich ein gewünschtes Klebkraftniveau relativ einfach erreichen. Die resultierenden Haftkleber bleiben jedoch empfindlich gegen Temperaturen oberhalb 40°C. Kritisch ist dieses ver­ bleibende "Kriechverhalten" für die auf dieser Basis hergestellten Selbstklebebänder für eine unbegrenzte Lagerstabilität (Verblocken der Rollen im Stapel insbesondere beim Transport in wärmere Klimazonen) und für die Anwendung bei höheren Arbeitstempera­ turen (zum Beispiel als Abdeckbänder in der Automobillackierung, wo derartige Bänder trotz Nachvernetzung ihre Funktionsfähigkeit verlieren, indem der Haftkleber erweicht und die Scherfestigkeit zum Fixieren der Abdeckmaskenpapiere nicht mehr gewährlei­ stet ist).

Aus diesem Grunde haben sich die bekannten Schmelzhaftkleber auf der Basis von Blockcopolymeren fast ausschließlich für Verpackungsbänder und Etiketten für den Ein­ satz bei Raumtemperaturen durchsetzen können.

Mit nicht-thermoplastischen Elastomeren, wie zum Beispiel Naturkautschuk, lassen sich hingegen die geforderten Scherfestigkeiten erreichen, aber die lösungsmittelfreie Her­ stellung und Verarbeitung von Naturkautschuk-Haftklebern stellt den Fachmann bis heute vor nicht gelöste Probleme.

Durch die extrem hochmolekularen Anteile des Kautschuks (mit M_w ≧ 1 Million) sind lösungsmittelfreie Selbstklebemassen mit der Schmelzhaftklebertechnologie unver­ arbeitbar oder aber die verwendeten Kautschuke müssen vor der Verarbeitung so stark in ihrem Molekulargewicht reduziert (abgebaut) werden, daß sie infolge dieses Abbaus ihre Eignung für leistungsfähige Selbstklebemassen einbüßen.

Der zielgerichtet durchgeführte technische Prozeß des Kautschukabbaus unter der kombinierten Einwirkung von Scherspannung, Temperatur, Luftsauerstoff wird in der Fachliteratur als Mastikation (engl.: mastication) bezeichnet und zumeist im Beisein chemischer Hilfsmittel durchgeführt, welche aus der Fachliteratur als Mastiziermittel oder Peptizer, seltener auch als "chemische Plastiziermittel" bekannt sind. Der Mastikationsschritt ist in der Kautschuktechnologie nötig, um eine Erleichterung der Aufnahme der Zusatzstoffe zu erzielen.

Nach Römpp (Römpp Lexikon Chemie - Version 1.5, Stuttgart/New York: Georg Thieme Verlag 1998) stellt die Mastikation eine gummitechnologische Bezeichnung für den Abbau langkettiger Kautschuk-Moleküle zur Erhöhung der Plastizität beziehungsweise Reduzierung der (Mooney-)Viskosität von Kautschuken dar. Die Mastikation wird durch­ geführt durch Behandlung insbesondere von Naturkautschuk in Knetern oder zwischen Walzen bei möglichst niedrigen Temperaturen in Gegenwart von Mastikationshilfsmitteln (Mastizierhilfsmittel). Die dabei einwirkenden hohen mechanischen Kräfte führen zu einem "Zerreißen" der Kautschuk-Moleküle unter Bildung von Makroradikalen, deren Rekombination durch Reaktion mit Luftsauerstoff verhindert wird. Mastikationshilfsmittel wie aromatische oder heterocyclische Mercaptane beziehungsweise deren Zink-Salze oder Disulfide beschleunigen durch Begünstigung der Bildung von Primärradikalen den Mastikationsprozeß. Aktivatoren wie Metall- (Eisen-, Kupfer-, Cobalt-) Salze von Tetra­ azaporphyrinen oder Phthalocyaninen ermöglichen eine Erniedrigung der Mastikations­ temperatur. Mastikationshilfsmittel werden bei der Mastikation von Naturkautschuk in Mengen von ca. 0,1 bis 0,5 Gew.-% in Form von Masterbatches eingesetzt, die eine gleichmäßige Verteilung dieser geringen Chemikalienmenge in der Kautschukmasse erleichtern.

Die Mastikation ist streng zu unterscheiden von dem sich bei allen üblichen lösungsmit­ telfreien Polymertechnologien wie Compoundieren, Fördern und Beschichten in der Schmelze ergebenden Abbau, der Degradation (engl.: degradation).

Die Degradation ist eine Kollektivbezeichnung für unterschiedliche Prozesse, die das Aussehen und die Eigenschaften von Kunststoffen verändern. Degradation kann zum Beispiel durch chemische, thermische, oxidative, mechanische oder biologische Ein­ flüsse oder auch durch Strahleneinwirkung (wie (UV-)Licht) verursacht werden. Folge sind zum Beispiel Oxidation, Kettenspaltungen, Depolymerisation, Vernetzung bezie­ hungsweise Abspaltung von Seitengruppen der Polymeren. Die Stabilität von Polymeren gegenüber einer Degradation kann durch Additive, zum Beispiel durch Zusatz von Sta­ bilisatoren wie Antioxidantien oder Photostabilisatoren erhöht werden.

Nichtgesteuerte Degradation stellt oft ein unerwünschtes Phänomen dar. Diese kann durch das Schaffen einer Schutzgasatmosphäre gering gehalten werden.

Verschiedene Wege zur lösungsmittelfreien Herstellung und Verarbeitung von Kau­ tschuk-Haftklebern wurden beschrieben.

In dem Patent CA 698 518 wird ein Prozeß beschrieben, wie eine Masseherstellung durch Zusatz hoher Weichmacheranteile und/oder gleichzeitig starker Mastikation des Kautschuks zu erreichen ist. Zwar lassen sich nach diesem Verfahren Haftkleber mit extrem hoher Anfaßklebkraft erzielen, durch den relativ hohen Weichmacheranteil oder auch den starken Abbau der Molekularstruktur des Elastomers auf ein Molekularge­ wichtsmittel von M_w ≦ 1 Million ist die anwendergerechte Scherfestigkeit auch mit anschließender höherer Vernetzung nur eingeschränkt zu erreichen.

Die Verwendung von Polymerblends, wo neben nicht-thermoplastischem Naturkau­ tschuk auch Blockcopolymere im Verhältnis von ca. 1 : 1 eingesetzt werden, stellt im wesentlichen eine unbefriedigende Kompromißlösung dar, da weder hohe Scherfestig­ keiten beim Einsatz der Selbstklebebänder bei höheren Temperaturen, noch deutliche Verbesserungen gegenüber der im Patent beschriebenen Eigenschaften ergibt.

JP 07 324 182 A2 beschreibt ein mehrstufiges Verfahren, in dem ein doppelseitigkle­ bendes Band eine Haftkleberschicht auf Basis eines Acrylharzklebers und eine zweite Schicht aus einem Blend aus Isopren-Styrol-Elastomer, Naturkautschuk und nicht reak­ tivem Kohlenwasserstoffharz (Arkon P 100) aufweist. Dieses Band dient als Teppich­ verlegeband, wo ebenfalls keine erhöhten Anforderungen an die Scherfestigkeit bei höheren Temperaturen gestellt sind.

Der Einsatz von nicht-thermoplastischen Elastomeren wird ferner beschrieben in JP 95 331 197, wobei ein Isocyanat-reaktiver Naturkautschuk (Polyisopren gepfropft mit Maleinsäureester) mit einem mittleren Molekulargewicht M_w < 1 Million mit aliphatischen, nichtreaktiven Kohlenwasserstoffharzen Verwendung findet, der mit blockierten Isocya­ naten (zum Beispiel Desmodur CT) vernetzt wird, wobei die Mischung bei 150°C fünf Minuten lang vorvernetzt wird und nach anschließendem Ausstreichen auf PET-Folie bei 180°C mehrere Minuten (zum Beispiel 15 Minuten) lang ausgehärtet wird. Diese Verfah­ rensweise macht deutlich, wie aufwendig eine Nachvernetzung zu erreichen ist, wenn der Naturkautschuk einem zu starken Abbau während des Herstellprozesses unterwor­ fen wird.

In der Patentanmeldung JP 95 278 509 wird ein Selbstklebeband offenbart, bei wel­ chem der Naturkautschuk auf ein mittleres Molekulargewicht von M_w = 100.000 bis 500.000 mastiziert wird, um eine streichfähige homogene Mischung mit Kohlenwasser­ stoff-, Kolophonium-/derivat-, Terpen-Harzen zu erhalten, die zwischen 140°C und 200°C und einer Streichviskosität von 10 bis 50 × 10³ cps gut verarbeitbar sind, die jedoch eine anschließende extrem hohe ESH-Dosis (40 Mrad) erfordern, um die für den Gebrauch notwendige Scherfestigkeit zu gewährleisten.

Für Trägermaterialien wie imprägnierte und/oder geleimte Papiere sowie Gewebeträger auf Basis Zellwolle u. ä. ist das System wenig tauglich, da bei den erforderlich hohen Strahlendosen eine signifikante Trägerschädigung erfolgt.

Der Einsatz von ausschließlich nicht-thermoplastischen Kautschuken als Elastomer­ komponente in der Haftkleberrezeptierung mit dem bestehenden Kostenvorteil, den zum Beispiel Naturkautschuke gegenüber den handelsüblichen Blockcopolymeren aufwei­ sen, und den herausragenden Eigenschaften, insbesondere der Scherfestigkeit des Naturkautschuks und entsprechender Synthesekautschuke, wird auch in den Patenten WO 94 11 175 A1, WO 95 25 774 A1, WO 97 07 963 A1 und entsprechend US 5,539,033, US 5,550,175 ausführlich dargestellt.

Hierbei werden die in der Haftklebertechnik gebräuchlichen Zusätze wie Tackifier-Harze, Weichmacher und Füllstoffe beschrieben.

Das jeweils offenbarte Herstellungsverfahren basiert auf einem Doppelschneckenextru­ der, der bei der gewählten Prozeßführung über Mastikation des Kautschuks und anschließender stufenweise Zugabe der einzelnen Zusätze mit einer entsprechenden Temperaturführung die Compoundierung zu einer homogenen Haftkleberabmischung ermöglicht.

Ausführlich wird der dem eigentlichen Herstellprozeß vorgeschaltete Mastikationsschritt des Kautschuks beschrieben. Er ist notwendig und charakteristisch für das gewählte Verfahren, da er bei der dort gewählten Technologie unumgänglich für die nachfolgende Aufnahme der weiteren Komponenten und für die Extrudierbarkeit der fertig abge­ mischten Masse ist. Beschrieben wird auch die Einspeisung von Luftsauerstoff, wie sie von R. Brzoskowski, J. L. und B. Kalvani in Kunststoffe 80 (8), (1990), S. 922 ff., empfohlen wird, um die Kautschukmastikation zu beschleunigen.

Diese Verfahrensweise macht den nachfolgenden Schritt der Elektronenstrahlvernet­ zung (ESH) unumgänglich, ebenso wie den Einsatz von reaktiven Substanzen als ESH- Promotoren zum Erzielen einer effektiven Vernetzungsausbeute.

Beide Verfahrensschritte sind in den genannten Patenten beschrieben, die gewählten ESH-Promotoren neigen aber auch zu unerwünschten chemischen Vernetzungsreaktio­ nen unter erhöhten Temperaturen, dies limitiert den Einsatz bestimmter klebrigmachen­ der Harze.

Aufgrund der unvermeidbaren hohen Produkttemperaturen verbietet eine Compoundie­ rung im Doppelschneckenextruder den Einsatz thermisch aktivierbarer Substanzen, die zur Vernetzung der Klebmassen geeignet sind, wie zum Beispiel reaktiver (optional halogenierter) Phenolharze, Schwefel- oder Schwefelabspaltender Vernetzersysteme, weil es wegen der im Prozeß einsetzenden chemischen Vernetzungsreaktionen zu so erheblicher Viskositätserhöhung kommt, daß die resultierende Haftklebemasse ihre Streichfähigkeit einbüßt.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß alle bekannten Verfahren sich durch extrem starken Kautschukabbau auszeichnen. Dieser erfordert bei der Weiterverarbei­ tung der Massen zu Selbstklebebändern extreme Vernetzungsbedingungen und hat außerdem ein teilweise eingeschränktes Anwendungsprofil, insbesondere für den Ein­ satz resultierender Selbstklebebänder bei höheren Temperaturen, zur Folge.

Viele Aggregate zur kontinuierlichen Herstellung und Verarbeitung von lösemittelfreien Polymersystemen sind bekannt. Zumeist finden Schneckenmaschinen wie Ein­ schnecken- und Doppelschneckenextruder unterschiedlichster Verfahrenslänge und Bestückung Verwendung. Es werden aber auch kontinuierlich arbeitende Kneter ver­ schiedenster Bauart, zum Beispiel auch Kombinationen aus Knetern und Schnecken­ maschinen, oder auch Planetwalzenextruder für diese Aufgabe eingesetzt.

Planetwalzenextruder sind seit längerer Zeit bekannt und fanden zuerst Einsatz in der Verarbeitung von Thermoplasten wie zum Beispiel PVC, wo sie hauptsächlich zum Beschicken der Folgeeinheiten wie zum Beispiel Kalander oder Walzwerke verwendet wurden. Durch ihren Vorteil der großen Oberflächenerneuerung für Material- und Wär­ meaustausch, mit dem sich die über Friktion eingebrachte Energie rasch und effektiv abführen läßt, sowie der geringen Verweilzeit und des engen Verweilzeitspektrums hat sich ihr Einsatzgebiet in letzter Zeit u. a. auch auf Compoundierprozesse erweitert, die eine besonders temperaturkontrollierte Fahrweise erfordern.

Planetwalzenextruder gibt es je nach Hersteller in verschiedenen Ausführungen und Größen. Je nach gewünschter Durchsatzleistung liegen die Durchmesser der Walzen­ zylinder typischerweise zwischen 70 mm und 400 mm.

Planetwalzenextruder haben in der Regel einen Füllteil und einen Compoundierteil.

Der Füllteil besteht aus einer Förderschnecke, auf die sämtliche Feststoffkomponenten kontinuierlich dosiert werden. Die Förderschnecke übergibt das Material dann dem Compoundierteil. Der Bereich des Füllteils mit der Schnecke ist vorzugsweise gekühlt, um Anbackungen von Materialien auf der Schnecke zu vermeiden. Es gibt aber auch Ausführungsformen ohne Schneckenteil, bei denen das Material direkt zwischen Zen­ tral- und Planetenspindeln aufgegeben wird. Für die Wirksamkeit des erfindungsgemä­ ßen Verfahrens ist dies aber nicht von Bedeutung.

Der Compoundierteil besteht aus einer angetriebenen Zentralspindel und mehreren Pla­ netenspindeln, die innerhalb eines Walzenzylinders mit Innenschrägverzahnung um die Zentralspindel umlaufen. Die Drehzahl der Zentralspindel und damit die Umlaufge­ schwindigkeit der Planetenspindeln können variiert werden und sind damit ein wichtiger Parameter zur Steuerung des Compoundierprozesses.

Die Materialien werden zwischen Zentral- und Planetenspindeln beziehungsweise zwi­ schen Planetenspindeln und Schrägverzahnung des Walzenteils umgewälzt, so daß unter Einfluß von Scherenergie und äußerer Temperierung die Dispergierung der Mate­ rialien zu einem homogenen Compound erfolgt.

Die Anzahl der in jedem Walzenzylinder umlaufenden Planetenspindeln kann ausge­ wählt und somit den Erfordernissen des Prozesses angepaßt werden. Die Spindel­ anzahl beeinflußt das freie Volumen innerhalb des Planetwalzenextruders, die Verweil­ zeit des Materials im Prozeß und bestimmt zudem die Flächengröße für den Wärme- und Materialaustausch. Die Anzahl der Planetenspindeln hat über die eingeleitete Scherenergie Einfluß auf das Compoundierergebnis. Bei konstantem Walzenzylinder­ durchmesser läßt sich mit größerer Spindelanzahl eine bessere Homogenisier- und Dis­ pergierleistung beziehungsweise ein größerer Produktdurchsatz erzielen.

Die maximale Anzahl an Planetenspindeln, die sich zwischen Zentralspindel und Wal­ zenzylinder einbauen läßt, ist abhängig vom Durchmesser des Walzenzylinders und vom Durchmesser der verwendeten Planetenspindeln. Bei Verwendung größerer Wal­ zendurchmesser, wie sie zum Erzielen von Durchsatzraten im Produktionsmaßstab not­ wendig sind, beziehungsweise kleinerer Durchmesser für die Planetenspindeln können die Walzenzylinder mit einer größeren Anzahl an Planetenspindeln bestückt werden. Typischerweise werden bei einem Walzendurchmesser von D = 70 mm bis zu sieben Planetenspindeln verwendet, während bei einem Walzendurchmesser von D = 200 mm zum Beispiel zehn und bei einem Walzendurchmesser von D = 400 mm beispielsweise 24 Planetenspindeln verwendet werden können.

In diesem Zusammenhang wird auf die Patentanmeldungen beziehungsweise das Gebrauchsmuster DE 196 31 182 A1, DE 94 21 955 U1, DE 195 34 813 A1, DE 195 18 255 A1, DE 44 33 487 A1 verwiesen, die eine Übersicht zum Stande der Technik auf dem Gebiete der Planetwalzenextruder darstellen.

So wird darüber hinaus in DE 39 08 415 A1 die Verarbeitung von Gummimischungen beziehungsweise gummiähnlichen Mischungen mittels Planetwalzenextruder beschrie­ ben. Vorbatche oder Fertigmischungen werden zum Zwecke einer Weiterverarbeitung auf Folgeeinrichtungen auf einem Planetwalzenextruder mastiziert und plastifiziert. Ebenfalls ist die Herstellung von Fertigmischungen im Planetwalzenextruder beschrie­ ben: Hierbei werden zu den Gummivormischungen Vulkanisationssysteme und andere Komponenten zudosiert.

In der DE 297 10 235 U1 wird eine Vorrichtung zum Plastifizieren von Kunststoffmaterial offenbart, die aus mindestens zwei Planetwalzenextrudern in paralleler Anordnung besteht. Die Planetwalzenextruder speisen eine gemeinsame Austragsstufe, die ihrer­ seits ein Einschneckenextruder, ein Zweischneckenextruder oder eine Zahnradpumpe sein kann. Zwischen den Planetwalzenextrudern und der Austragsstufe kann weiterhin eine Entgasungseinheit geschaltet sein, die vorzugsweise aus einem mit Vakuum beaufschlagten Fallschacht besteht.

Auch in der US 3,825,236 wird die Verwendung eines Planetwalzenextruders gezeigt, wobei sich dieser innerhalb eines Einschneckenextruders befindet. In der DE 23 03 366 A1 wird eine extrusionsfähige Masse aus thermoplastischem oder duroplastischem Kunststoff in Schneckenstrangpressen mit Planetwalzen hergestellt, wobei der als Gra­ nulat oder als Pulver vorliegende Kunststoff nach dem Stopfen im Bereich der Plane­ tenwalzen mastiziert und plastifiziert sowie bis auf Extrusionsdruck verdichtet wird. Als erfindungswesentlich wird dabei beansprucht, daß der gestopfte Kunststoff bis zur Bil­ dung von Festkörpern vorverdichtet, anschließend im Einzugsbereich der Planetenwal­ zen unter Druckabbau zerkleinert sowie mastiziert, plastifiziert sowie bis auf Extrusions­ druck verdichtet wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Verfügung zu stehen, mit dem sich, gegebenenfalls unter Verwendung von thermisch reaktiven Komponenten, druckempfindliche Selbstklebemassen auf der Basis nicht-thermoplastischer Elastomere lösemittelfrei kontinuierlich herstellen und gegebenenfalls inline beschichten lassen, ohne daß der Kautschuk eigenschaftsschädigend mastiziert werden muß.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren, wie es im Hauptanspruch dargelegt ist. Gegenstand der Unteransprüche sind dabei vorteilhafte Weiterbildungen des Verfah­ rens. Schließlich umfaßt der Erfindungsgedanke auch Selbstklebebänder, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden.

Demgemäß betrifft die Erfindung ein Verfahren zur kontinuierlichen lösungsmittelfreien und mastikationsfreien Herstellung von Selbstklebemassen auf Basis von nicht-thermo­ plastischen Elastomeren in einem kontinuierlich arbeitenden Aggregat mit einem Füll- und einem Compoundierteil, bestehend aus den folgenden Schritten

• a) Aufgabe der Festkomponenten der Selbstklebemasse wie Elastomere und Harze in den Füllteil des Aggregats,
  gegebenenfalls Aufgabe von Füllstoffen, Farbstoffen und/oder Vernetzern,
• b) Übergabe der Festkomponenten der Selbstklebemasse aus dem Füllteil in den Compoundierteil,
• c) Zugabe der Flüssigkomponenten der Selbstklebemasse wie Weichmacher, Ver netzer und/oder weiterer klebrig machender Harze gegebenenfalls in geschmolze­ nem Zustand in den Compoundierteil,
• d) Herstellung einer homogenen Selbstklebemasse im Compoundierteil,
• e) Austragen der Selbstklebemasse und
• f) Beschichtung der Selbstklebemasse auf ein bahnförmiges Material, wobei die Beschichtung des bahnförmigen Materials mit einem Mehrwalzenauftragswerk, besonders mit einem 2- bis 5-Walzenauftragswerk, ganz besonders mit einem 4- Walzenauftragswerk durchgeführt wird, so daß die Selbstklebemasse bei Durch­ gang durch ein oder mehrere Walzenspalte auf die gewünschte Dicke ausgeformt wird, und wobei
  die Walzen des Auftragswerkes einzeln auf Temperaturen von 20°C bis 150°C eingestellt werden können.

Als besonders vorteilhaft hat sich die Verwendung eines Planetwalzenextruders als kontinuierlich arbeitendes Aggregat herausgestellt, wobei dessen Compoundierteil vor­ zugsweise zumindest aus zwei, besonders bevorzugt aber aus drei gekoppelten Wal­ zenzylindern besteht, wobei jeder Walzenzylinder einen oder mehrere separate Tempe­ rierkreise aufweisen kann.

Im Unterschied zu sonst üblichen Herstellungsverfahren erfolgt insbesondere im Pla­ netwalzenextruder gemäß dem Verfahren vorliegender Erfindung keine eigenschafts­ schädigende Mastikation der nicht-thermoplastischen Elastomeren, da diese hier nicht separat dem Einfluß hoher Scherenergie unterworfen werden, sondern stets zusammen mit einer oder mehreren flüssigen Komponenten verarbeitet werden. Diese Flüssigkom­ ponenten können sowohl Weichmacher wie zum Beispiel Öle sein, aber auch Harze, die erst während des Compoundierprozesses bei Einwirken von Scherenergie und/oder äußerer Temperierung aufschmelzen. Durch die Anwesenheit dieser Flüssigkompo­ nenten wird das Ausmaß an Friktionsenergie derartig limitiert, daß die Mastikation des Kautschuks, d. h. der Molekulargewichtsabbau der Elastomeren, sowie hohe resultie­ rende Compoundierungstemperaturen vermieden werden können.

Zudem weisen Planetwalzenextruder außerordentlich große Flächen auf, an denen es zum Materialabtausch und Oberflächenerneuerung kommt, mit der die über Friktion ein­ gebrachte Scherenergie schnell abgeführt werden kann und auf diese Weise uner­ wünscht hohe Produkttemperaturen vermieden werden.

Der Füllteil des Walzenzylinders besteht aus einer Förderschnecke, auf die sämtliche Feststoffkomponenten kontinuierlich dosiert werden. Die Förderschnecke übergibt das Material dann dem Compoundierteil. Der Bereich des Füllteils mit der Schnecke ist vor­ zugsweise gekühlt, um Anbackungen von Materialien auf der Schnecke zu vermeiden. Es gibt aber auch Ausführungsformen ohne Schneckenteil, bei denen das Material direkt zwischen Zentral- und Planetenspindeln aufgegeben wird. Für die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dies aber nicht von Bedeutung.

Die Anzahl der Planetenspindeln hat, wie bereits ausgeführt, über die eingeleitete Scherenergie Einfluß auf das Compoundierergebnis: Bei konstantem Walzenzylinder­ durchmesser läßt sich mit größerer Spindelanzahl eine bessere Homogenisier- und Dis­ pergierleistung beziehungsweise ein größerer Produktdurchsatz erzielen. Gemäß vorlie­ gender Erfindung sind zum Erzielen eines guten Verhältnisses von Compoundiergüte zu Produktrate vorzugsweise mindestens die Hälfte, besonders bevorzugt sogar minde­ stens 3/4 der möglichen Anzahl an Planetenspindeln einzusetzen.

Für das erfindungsgemäße Verfahren ist es vorteilhaft, einen Planetwalzenextruder zu verwenden, dessen Compoundierteil durch Zusammenschalten von mindestens zwei Walzenzylindern verlängert ist. Zum einen ist dadurch trotz Anwesenheit friktionsredu­ zierender Komponenten zur Vermeidung der Kautschukmastikation ein vollständiges Aufschließen der Elastomerkomponenten sowie die gewünschte Homogenisier- und Dispergierleistung bei wirtschaftlichen Durchsatzraten möglich; zum anderen ermöglicht das Zusammenschalten vorzugsweise separat temperierter Walzenzylinder eine ausge­ wogene Temperaturführung des Prozesses, die die Verwendung von thermisch aktivier­ baren Vernetzersystemen erlaubt.

Während im vorderen Compoundierteil des Planetwalzenextruders die Walzenzylinder vorteilhafterweise mit Temperaturen oberhalb des Schmelzpunkts der verwendeten Harze beheizt werden, wird der hintere Compoundierteil vorteilhafterweise zum Absen­ ken der Produkttemperatur gekühlt. Dadurch wird die Verweilzeit der Selbstklebemasse bei höheren Temperaturen möglichst kurz gehalten, so daß eine Aktivierung der in der Selbstklebemasse enthaltenen thermischen Vernetzersysteme vermieden wird.

Selbstverständlich kann jeder Walzenzylinder hinsichtlich Anzahl und Art der Planeten­ spindeln unterschiedlich bestückt sein und so den jeweiligen rezepturiellen und verfah­ renstechnischen Anforderungen angepaßt sein.

Zwischen zwei zusammengeschalteten Walzenzylindern befindet sich im allgemeinen ein Anlaufring, durch dessen freien Querschnitt die Zentralspindel führt und der die Pla­ netenspindeln eines Walzenzylinders ortsfest hält. Anlaufringe können verschiedene freie Querschnitte aufweisen, womit der Rückstau des Produkts und damit der Füllgrad beziehungsweise das Ausmaß an Scherenergie variiert und an die Prozeßanforderun­ gen angepaßt werden kann. Zusätzlich können die Anlaufringe mit radialen Bohrungen versehen sein, über die Flüssigkeiten wie zum Beispiel Weichmacheröle oder auch Schutzgase wie Stickstoff, Argon, Kohlendioxid o. ä. dem Compoundierteil des Planet­ walzenextruders zugeführt werden können.

Die Zentralspindel sowie jeder Walzenzylinder sollten vorzugsweise über einen oder mehrere separate Temperier- beziehungsweise Kühlkreise verfügen, um ein Tempera­ turregime zu ermöglichen, das den Einsatz thermisch aktivierbarer Vernetzungssysteme erlaubt. In Fällen, wo dies nicht erforderlich ist, können die Temperierkreise zusammen­ geschalteter Walzenzylinder auch miteinander verbunden werden, um die Anzahl an Temperiergeräten möglichst gering zu halten.

Im Sinne der Erfindung sollten der Füllteil des Planetwalzenextruders und die Zentral­ spindel vorzugsweise nicht beheizt, sondern gekühlt werden, um ein Anbacken von Material auf der Füllschnecke zu vermeiden sowie einen effektiven Wärmeaustausch mit der Klebemasse zu gewährleisten.

Im Verfahren gemäß vorliegender Erfindung werden alle Feststoffkomponenten wie Ela­ stomere, Füll- und Zuschlagstoffe, Harze, Alterungsschutzmittel usw. gemeinsam in den Einfüllbereich des Planetwalzenextruders eindosiert. Dabei können diese Stoffe sowohl als jeweils separate Komponenten, wie auch als gemeinsamer Premix oder auch als Teilvormischungen dem Compoundieraggregat zugegeben werden. Die Dosierung der Komponenten als Premix eignet sich besonders, wenn die Komponenten ähnliche Dar­ reichungsformen beziehungsweise ähnliche Schüttdichten aufweisen, so daß sich auf diese Weise die Anzahl der Dosiersysteme gering halten läßt. Premixe lassen sich auf einfache Weise zum Beispiel in Pulvermischern herstellen. Zur Dosierung der einzelnen Festkomponenten eignen sich volumetrisch und gravimetrisch arbeitende Dosier­ systeme in gängigen Ausführungen. Auch besteht die Möglichkeit, die Flüssigkompo­ nenten oder auch nur Teile hiervon, wie zum Beispiel Weichmacheröl, einem Premix zuzugeben.

Die zudosierten Materialien werden von der Schnecke des Füllteils in den ersten Wal­ zenzylinder des Planetwalzenextruders transportiert. Zwischen jedem Walzenzylinder können über Bohrungen in den Anlaufringen flüssige Komponenten wie zum Beispiel Weichmacheröle, Weichharze oder Harzschmelzen zugegeben werden. Über die Menge an Flüssigkeit, die bereits vor Einfluß an Scherenergie zugegeben wird, lassen sich sowohl Abbaugrad der Elastomere wie auch Compoundierungstemperatur der druckempfindlichen Klebemasse beeinflussen. Beispielsweise wird ein besonders gerin­ ger Molekulargewichtsabbau der Elastomeren erhalten, wenn ein flüssiger Weichmacher bereits dann zugegeben wird, wenn noch keinerlei Einfluß von Friktionsenergie erfolgte, also dieser entweder einem Feststoffpremix zugegeben wird, oder das Weichmacheröl zwischen Füllschnecke und erstem Walzenzylinder kontinuierlich zudosiert wird. Auch ein Aufteilen der Flüssigkomponenten als sogenannter split-feed über die Verfahrens­ länge ist möglich und ist ein weiterer Parameter zur Steuerung des Prozesses hinsicht­ lich Elastomerabbau und Produkttemperatur.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt die Herstellung von hochleistungsfähigen Selbstklebemassen und insbesondere im Verbund mit einer nachgeschalteten Beschichtungs- und Vernetzungseinheit die Herstellung von hochleistungsfähigen Selbstklebebändern unter Erlangung besonderer Kostenvorteile.

Es besteht im wesentlichen aus den bereits dargelegten Verfahrensschritten, welche optional unter einer Schutzgasatmosphäre zur Vermeidung von oxidativem Polymer­ abbau durchgeführt werden können.

Im ersten Verfahrensschritt wird eine Masse aus den Elastomeren und den für die Her­ stellung von selbstklebenden Massen benötigten bekannten Zuschlagstoffen wie Füll­ stoffe, Alterungsschutzmittel, Weichmacher und Klebharze in einem Planetwalzenextru­ der lösungsmittelfrei hergestellt, wobei die Masse eine Endtemperatur von weniger als 150°C, bevorzugt weniger als 130°C, ganz besonders bevorzugt zwischen 70°C und 110°C aufweist. Die Gesamtverweilzeit der Masse im Planetwalzenextruder sollte nicht einen Wert von drei Minuten überschreiten. Die resultierende Hotmelt-Klebmasse weist eine Viskosität zwischen 20000 Pa.s und 190000 Pa . s, insbesondere eine Viskosität zwischen 45 000 und 120 000 Pa.s bei 110°C und einem Schergefälle von 0,1 rad/s auf.

Erfindungsgemäß wird weiterhin vorgeschlagen, die Beschichtung des bahnförmigen Materials lösemittelfrei mit einem Mehrwalzenauftragswerk durchzuführen. Besonders effektiv und vorteilhaft kann dies mit einem 2- bis 5-Walzenauftragswerk erfolgen, ganz besonders mit einem 4-Walzenauftragswerk, so daß die Selbstklebemasse bei Durch­ gang durch ein oder mehrere Walzenspalte vor Übergabe auf das bahnförmige Material auf die gewünschte Dicke ausgeformt wird.

Die Walzen des Auftragswerkes können dabei einzeln auf Temperaturen von 20°C bis 150°C eingestellt werden.

Das bevorzugte 4-Walzenauftragswerk wird gebildet von einer Dosierwalze, einer Rakelwalze, die die Dicke der Schicht auf dem Trägermaterial bestimmt und die parallel zur Dosierwalze angeordnet ist, und einer Übertragungswalze, die sich unterhalb der Dosierwalze befindet. Auf der Auflegewalze, die zusammen mit der Übertragungswalze einen zweiten Walzenspalt bildet, werden die Masse und das bahnförmige Material zusammengeführt.

Dieses Beschichtungsverfahren wird besonders dann bevorzugt, wenn die Viskositäten der Selbstklebemasse Werte von 5000 Pa . s bei einem Schergefälle von 1 rad/s über­ steigt, da dann eine Beschichtung mit Extrusionsdüsen nicht mehr die erforderte Genauigkeit im Masseauftrag liefert.

Je nach Art des zu beschichtenden bahnförmigen Trägermaterials kann die Beschich­ tung im Gleichlauf- oder Gegenlaufverfahren erfolgen.

Die Walzen des Auftragswerkes können in einer als besonders vorteilhaft dargestellten Ausführungsform der Erfindung einzeln auf Temperaturen von 70°C bis 120°C, insbe­ sondere 90°C und 100°C, eingestellt werden.

Um einen hinreichend präzisen, dünnen ausgeformten Klebstoffilm zu erzeugen, weisen die Umfangsgeschwindigkeiten der Walzen Differenzen auf.

So können, ohne hiermit den Erfindungsgedanken einschränken zu wollen, die Diffe­ renzgeschwindigkeiten bei einem geeigneten 4-Walzenauftragswerk betragen

Des weiteren hat sich gezeigt, daß das erfindungsgemäße Verfahren der Beschichtung besonders vorteilhaft durch ein 4-Walzenauftragswerk erfolgen kann, dessen Walzen folgende Eigenschaften aufweisen:

Dosierwalze, Rakelwalze und Übertragungswalze: biegesteif,
Rakelwalze und Übertragungswalze: Stahl, verchromt, porenfrei, geschliffen, hochglanzpoliert, max. Rauhtiefe 0,4 µm,
Dosierwalze: PU, Shore-Härte D = 95.

Nach DIN 53505 (1987-06) entspricht die Shore-Härte bei der Prüfung von Elastomeren, Gummi und Kautschuk dem Widerstand gegen das Eindringen eines Kegelstumpfes (A oder C) beziehungsweise eines abgerundeten Kegels (D), der durch das Zusammen­ drücken einer Feder mit einer festgelegten Federcharakteristik gemessen und in dimen­ sionslosen Shore-A(C, D)-Härteeinheiten ausgedrückt wird. Bei der Prüfung von Stahl wird die Shore-Rückprallhärte in dem sogenannten Skleroskop gemessen, bei dem die Rückprallhöhe eines Fallhammers, der in einem senkrechten Rohr auf die Prüffläche fällt, bestimmt wird (Römpp Lexikon Chemie - Version 1.5, Stuttgart/New York: Georg Thieme Verlag 1998).

Je nach Viskosität der Selbstklebemasse eignen sich verschiedene Verfahren zur Beschichtung der bahnförmigen Materialien. Selbstklebemassen mit Viskositäten bis 5000 Pa . s bei einem Schergefälle von 1 rad/s, wie sie beispielsweise bei Verwendung höherer Anteile an Weichmacherölen oder durch Zusatz von thermoplastischen Elasto­ meren zu den nicht-thermoplastischen Elastomeren erhalten werden, lassen sich mittels einer dem Planetwalzenextruder nachgeschalteten Extrusionsdüse beschichten, und zwar wird bevorzugt als Extrusionsdüse eine Kleiderbügelverteilkanaldüse eingesetzt.

Um einen definierten, vollflächigen Masseauftrag auf dem bahnförmigen Material zu erhalten, ist es vorteilhaft, daß die Selbstklebemasse vor Eintritt in die Beschichtungs­ düse einer Entgasung unterworfen wird, was besonders wichtig ist im Falle der Verwen­ dung von Schutzgasen während des Compoundierprozesses im Planetwalzenextruder. Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung erfolgt die Entgasung unter Einfluß von Vakuum vorzugsweise in Schneckenmaschinen, die zugleich die Druckverluste der Rohrleitungen und Beschichtungsdüse überwinden können. Hierfür werden Ein­ schneckenförderextruder mit nachgeschalteter Verteilerdüse besonders bevorzugt, die zudem über eine Druckregelung verfügen, so daß die Beschichtung der bahnförmigen Trägermaterialien mit Masseaufträgen sehr geringer Schwankungsbreite erfolgen kann.

Die Verteilerdüse sollte, bezogen auf einen Querschnitt der Rakelwalze, im Bereich von 9 bis 12 Uhr positioniert sein, vorzugsweise im Bereich zwischen 10 bis 11 Uhr, um ent­ sprechende Beschichtungsergebnisse zu erzielen.

Die Beschichtung ist auf Walzenbeschichtungsauftragswerken oder Mehrwalzen- Beschichtungskalandern bei Temperaturen unterhalb von 100°C möglich, so daß auch Selbstklebemassen beschichtet werden können, die thermisch aktivierbare Vernetzer enthalten. Zum Zwecke erhöhter Gasblasenfreiheit der beschichteten Klebmasse kann zwischen Planetwalzenextruder und Auftragswerk eine Vakuumentgasung, zum Beispiel eine Vakuumkammer, ein Entgasungsextruder oder ähnliches installiert sein.

Vorteilhafterweise im Verbund mit Masseherstellung und Beschichtung erfolgt in einem dritten Verfahrensschritt die Vernetzung der Selbstklebemasse und zwar dergestalt, daß die Beschichtung des bahnförmigen Materials mit dem Mehrwalzenauftragswerk durch­ geführt wird, wobei auf der letzten nicht bahnführenden Walze (insbesondere die Über­ tragungswalze) die ausgeformte Klebemasse mit Hilfe von Elektronenstrahlen oder UV- Strahlen vernetzt wird durch ionisierende Strahlung, wie zum Beispiel Elektronenstrah­ len, so daß das resultierende Selbstklebeband scherfest und temperaturstabil wird. Auch UV-Strahlen können für die Vernetzung eingesetzt werden, hierbei müssen der Selbstklebemasse entsprechende UV-Promotoren, wie zum Beispiel Ebecryl 140 der Firma UCB, zugesetzt werden.

Für eine darüber hinaus verbesserte Leistungsfähigkeit oder im Falle ESH-sensibler Träger kann die Vernetzung auch durch thermisch aktivierbare Vernetzer unter Tempe­ ratureinwirkung erfolgen.

Die hierzu notwendige Erwärmung der druckempfindlichen Hotmelt-Klebemasse kann mit Hilfe der vorbekannten Techniken erfolgen, insbesondere mit Hilfe von Hochtempe­ ratur-Kanälen, aber auch mit Hilfe von Infrarot-Strahlern oder mittels hochfrequenter magnetischer Wechselfelder, beispielsweise HF- UHF- oder Mikrowellen.

Die Vernetzung der druckempfindlichen Hotmelt-Klebemasse kann weiterhin mittels einer Kombination von ionisierender Strahlung und thermisch aktivierbaren chemischen Vemetzern durchgeführt werden.

Es resultiert eine sehr scherfeste druckempfindliche Selbstklebemasse, die in ihren Eigenschaften gleichartigen, im Lösemittelverfahren hergestellten Selbstklebemassen vergleichbar ist.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sind fast ausnahmslos alle vorbekannten und in der Literatur beschriebenen Komponenten von kautschukbasierenden Selbstklebe­ massen lösemittelfrei verarbeitbar.

Vorteilhafterweise ist das nicht-thermoplastische Elastomer gewählt aus der Gruppe der Naturkautschuke oder der Synthesekautschuke oder es besteht aus einem beliebigen Blend aus Naturkautschuken und/oder Synthesekautschuken, wobei der Naturkau­ tschuk oder die Naturkautschuke grundsätzlich aus allen erhältlichen Qualitäten wie zum Beispiel Crepe-, RSS-, ADS-, TSR- oder CV-Typen, je nach benötigtem Reinheits- und Viskositätsniveau, und der Synthesekautschuk oder die Synthesekautschuke aus der Gruppe der statistisch copolymerisierten Styrol-Butadien-Kautschuke (SBR), der Buta­ dien-Kautschuke (BR), der synthetischen Polyisoprene (IR), der Butyl-Kautschuke (IIR), der halogenierten Butyl-Kautschuke (XIIR), der Acrylatkautschuke (ACM), der Etylen- Vinylacetat-Copolymeren (EVA) und der Polyurethane und/oder deren Blends gewählt werden können.

Weiterhin vorzugsweise können den nicht-thermoplastischen Elastomeren zur Verbes­ serung der Verarbeitbarkeit thermoplastische Elastomere mit einem Gewichtsanteil von 10 bis 50 Gew.-% zugesetzt werden, und zwar bezogen auf den Gesamtelastomer­ anteil.

Stellvertretend genannt seien an dieser Stelle vor allem die besonders verträglichen Styrol-Isopren-Styrol- (SIS) und Styrol-Butadien-Styrol (SBS)-Typen.

Als klebrigmachende Harze sind ausnahmslos alle vorbekannten und in der Literatur beschriebenen Klebharze einsetzbar. Genannt seien stellvertretend die Kolophonium­ harze, deren disproportionierte, hydrierte, polymerisierte, veresterte Derivate und Salze, die aliphatischen und aromatischen Kohlenwasserstoffharze, Terpenharze und Terpen­ phenolharze. Beliebige Kombinationen dieser und weiterer Harze können eingesetzt werden, um die Eigenschaften der resultierenden Klebmasse wunschgemäß einzustel­ len. Auf die Darstellung des Wissensstandes im "Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology" von Donatas Satas (van Nostrand, 1989) sei ausdrücklich hinge­ wiesen.

Als Weichmacher können alle aus der Klebebandtechnologie bekannten weichmachen­ den Substanzen eingesetzt werden. Dazu zählen unter anderem die paraffinischen und naphthenischen Öle, (funktionalisierte) Oligomere wie Oligobutadiene, -isoprene, flüs­ sige Nitrilkautschuke, flüssige Terpenharze, pflanzliche und tierische Öle und Fette, Phthalate, funktionalisierte Acrylate.

Zum Zwecke der thermisch induzierten chemischen Vernetzung sind bei dem erfin­ dungsgemäßen Verfahren alle vorbekannten thermisch aktivierbaren chemischen Ver­ netzer wie beschleunigte Schwefel- oder Schwefelspendersysteme, Isocyanatsysteme, reaktive Melamin-, Formaldehyd- und (optional halogenierter) Phenol-Formaldehydharze beziehungsweise reaktive Phenolharz- oder Diisocyanatvernetzungssysteme mit den entsprechenden Aktivatoren, epoxidierte Polyester- und Acrylat-Harze sowie deren Kombinationen einsetzbar.

Die Vernetzer werden vorzugsweise aktiviert bei Temperaturen über 50°C, insbeson­ dere bei Temperaturen von 100°C bis 160°C, ganz besonders bevorzugt bei Tempe­ raturen von 110°C bis 140°C.

Die thermische Anregung der Vernetzer kann auch durch IR-Strahlen oder hochenerge­ tische Wechselfelder erfolgen.

Des weiteren ist vom Erfindungsgedanken auch ein Selbstklebeband umfaßt, das unter Zuhilfenahme der druckempfindlichen Haftschmelzklebemasse hergestellt wird, indem auf ein bahnförmiges Material zumindest einseitig die Selbstklebemasse aufgetragen wird.

Als bahnförmige Trägermaterialien für die erfindungsgemäß hergestellten und verarbei­ teten Selbstklebemassen sind je nach Verwendungszweck des Klebebandes alle bekannten Träger, gegebenenfalls mit entsprechender chemischer oder physikalischer Oberflächenvorbehandlung der Streichseite sowie antiadhesiver physikalischer Behandlung oder Beschichtung der Rückseite geeignet. Genannt seien beispielsweise gekreppte und ungekreppte Papiere, Polyethylen-, Polypropylen-, mono- oder biaxial orientierte Polypropylenfolien, Polyester-, PVC- und andere Folien, bahnförmige Schaumstoffe, beispielsweise aus Polyethylen und Polyurethan, Gewebe, Gewirke und Vliese.

Schließlich kann das bahnförmige Material ein beidseitig antiadhäsiv beschichtetes Material sein wie Trennpapiere oder Trennfolien.

Die Dicke der Selbstklebemasse auf dem bahnförmigen Material kann zwischen 10 µm und 2000 µm betragen, vorzugsweise zwischen 15 µm und 150 µm.

Schließlich kann auf einem Trennpapier die Selbstklebemasse in einer Dicke von 800 µm bis 1200 µm aufgetragen sein. Eine derartige Klebmassenschicht ist, insbesondere nach Vernetzung, als trägerloses doppelseitiges Selbstklebeband vielseitig anwendbar.

Aufgrund des hohen Molekulargewichts der nichtmastizierten Elastomere besteht mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erstmalig die Möglichkeit, entweder vollständig auf eine Vernetzung der druckempfindlichen Klebemasse verzichten zu können oder aber eine effektive Vernetzung, die zum Beispiel Hochtemperaturanwendungen der nach diesem Verfahren hergestellten Klebebänder erlaubt, über energiereiche Strahlung durchführen zu können, ohne daß dafür Promotoren erforderlich sind. Weiterhin ist durch die Temperaturführung auf niedrigem Niveau jetzt auch erstmalig die Verwendung von thermisch aktivierbaren Vernetzern bei der Herstellung von lösungsmittelfreien Selbstklebemassen auf der Basis nicht-thermoplastischer Elastomere möglich.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Selbstklebemassen sind hoch scherfest. Die eingesetzten Kautschuke werden nicht einer Mastikation unterwor­ fen, allerdings treten in den einzelnen Verfahrensschritten Degradationsprozesse auf, die die Eigenschaften der Selbstklebemasse aber nicht nachhaltig verschlechtern. Darüber hinaus sind diese Prozesse durch das erfindungsgemäße Verfahren einge­ schränkt und beherrschbar.

Anhand der folgenden Beispiele soll die Erfindung näher beschrieben werden, ohne damit die Erfindung einschränken zu wollen.

Die eingesetzten Prüfmethoden sind im folgenden kurz charakterisiert:

Die Klebkraft (Schälfestigkeit) der Massen wurde nach AFERA 4001 bestimmt.

Die Scherfestigkeit der untersuchten Klebmassen wurde nach PSTC 7 (Holding Power) bestimmt. Alle angegebenen Werte wurden bei Raumtemperatur und den angegebenen Belastungen von 10 oder 20 N, mit einer Verklebungsfläche von 20 × 13 mm² bestimmt. Die Ergebnisse sind in Minuten Haltezeit angegeben.

In den Beispielen wurde ein Planetwalzenextruder der Firma ENTEX Rust & Mitschke verwendet. Der Durchmesser eines Walzenzylinders betrug 70 mm, seine Verfahrens­ länge ist zwischen 400 mm und 1200 mm variiert worden.

Eine der Planetwalzenextruder-Konfigurationen, wie sie in den nachfolgenden Beispie­ len verwendet wurde, zeigt Fig. 1.

Der Planetwalzenextruder hat einen Füllteil (2) und einen Compoundierteil (5), der aus drei hintereinander geschalteten Walzenzylindern (5a-5c) bestand. Innerhalb eines Wal­ zenzylinders tauschen die durch die Umdrehung der Zentralspindel (6) angetriebenen Planetenspindeln (7) die Materialien zwischen Zentralspindel (6) und Planetenspindeln (7) beziehungsweise zwischen Planetenspindeln (7) und der Wandung des Walzen­ zylinders (5a-5c) ab. Die Drehzahl der Zentralspindel (6) konnte stufenlos bis 110 Umdrehungen pro Minute eingestellt werden.

Am Ende jedes Walzenzylinders (5a-5c) befindet sich ein Anlaufring (8), der die Plane­ tenspindeln (7) ortsfest hält.

Über die Füllöffnung (1) wurden alle Feststoffkomponenten der lösungsmittelfreien Selbstklebemasse wie Elastomere, Harze, Füllstoffe, Antioxidantien usw. auf die För­ derschnecke (3) des Füllteils (2) des Planetwalzenextruders dosiert. Die Förder­ schnecke (3) übergibt die Materialien danach auf die Zentralspindel (6) des ersten Wal­ zenzylinders (5a). Zur Verbesserung des Materialeinzugs zwischen Zentralspindel (6) und Planetenspindeln (7) wurden im ersten Walzenzylinder (5a) sechs Planetenspin­ deln (7) mit alternierend unterschiedlichen Längen verwendet.

Die innen hohle Förderschnecke (3) und Zentralspindel (6) sind kraftschlüssig mitein­ ander verbunden und besitzen einen gemeinsamen Temperierkreis. Jeder Walzenzylin­ der (5a-5c) des Compoundierteils (5) verfügte über zwei separate Temperierkreise. Über einen weiteren Temperierkreis wurde das Füllteil (2) gekühlt. Als Temperiermedium wurde Druckwasser verwendet, die Kühlung erfolgte mit Kühlwasser von 15°C bis 18°C.

Die separate Dosierung von Flüssigkeiten wie Weichmacheröl beziehungsweise Vernet­ zer erfolgte über den Einspritzring (4) vorm ersten Walzenzylinder (5a) beziehungsweise über die mit Bohrungen versehenen Anlaufringe (8a, 8b) oder in Kombination beider Möglichkeiten.

Die Temperatur der Selbstklebemasse wurde mittels Einstechfühler im Produktaustritt (9) ermittelt.

Weiterhin soll das erfindungsgemäße Verfahren mittels weiterer Figuren näher erläutert werden, ohne damit die Erfindung unnötig einschränken zu wollen. Es zeigen

Fig. 2 den Weg des Selbstklebemasse aus dem vorgeschalteten Aggre­ gat, vorzugsweise einem Planetwalzenextruder bis zur Beschich­ tung auf ein Trägermaterial und

Fig. 3 eine Übersicht über das gesamte Verfahren in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform.

Gemäß Fig. 2 kommt der Strang (11) der Selbstklebemasse aus dem vorgeschalteten Aggregat, vorzugsweise einem Planetwalzenextruder, in einen Förderextruder (12). In diesem wird die Selbstklebemasse über eine Öffnung (16) mit Hilfe von Vakuum von Luft befreit und in eine Beschichtungsdüse mit einen Kleiderbügelverteilkanal (13) gefördert, mit der die Selbstklebemasse auf das über eine Kühlwalze (14) laufende Trä­ germaterial (15) aufgetragen wird.

Die Fig. 3 bietet schließlich eine Übersicht über das gesamte Verfahren in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform. Im ersten Verfahrensschritt erfolgt dabei die Compoundierung der Selbstklebemasse (28) in einem Planetwalzenextruder (21). Die fertige Selbstklebemasse (28) wird in eine Schmelzepumpe (22) gefördert, die die Selbstklebemasse (28) in ein Walzenauftragswerk überführt.

Nach Compoundierung unter Schutzgasatmosphäre befindet sich zum Zwecke des Erzielens einer luftblasenfreier Selbstklebemasse (28) zwischen Schmelzepumpe (22) und Walzenauftragswerk ein Entgasungsextruder (23).

Das Walzenauftragswerk wird gebildet von einer Dosierwalze (24), einer Rakelwalze (25), die die Dicke der Selbstklebeschicht (28) auf dem Trägermaterial (29) bestimmt und einer Übertragungswalze (26). Auf einer Auflegewalze (27) werden schließlich die Selbstklebemasse (28) und das Trägermaterial (29) zusammengeführt und bilden somit ein Laminat (30).

Beispiele Vergleichsbeispiele 1 bis 3

Die Effizienz eines Planetwalzenextruders hinsichtlich des erzielbaren Durchsatzes bei Verwendung von mehreren hintereinander geschalteten Walzenzylindern für das erfin­ dungsgemäße Verfahren der lösungsmittelfreien Herstellung von Selbstklebemassen auf Basis nicht-thermoplastischer Elastomeren zeigen Vergleichsbeispiele 1 bis 3. Ver­ wendet wurde ein Planetwalzenextruder wie in Fig. 1 prinzipiell beschrieben. Mit glei­ cher Rezeptur und unter sonst konstanten Bedingungen wurde der Planetwalzenextru­ der jeweils mit ein, zwei oder drei Walzenzylindern betrieben, wobei jeder Walzenzylin­ der mit 6 Planetenspindeln bestückt war und zwischen jedem Walzenzylinder ein Anlaufring mit einem freien Querschnitt von 44 mm verwendet wurde. Die Drehzahl der Zentralspindel wurde auf 100 Umdrehungen/min eingestellt. Es wurde die maximale Produktrate (Q_max) für jede Planetwalzenextruder-Konfiguration ermittelt, bis zu der ein homogener Compound erhalten wurde.

In den Beispielen 1 bis 3 wurde die Rezeptur A verwendet. In diesem und allen folgen­ den Beispielen wurden die nicht-thermoplastischen Elastomeren in Granulatform mit mittleren Teilchengrößen von 8 mm verwendet. Um das Granulat dosierfähig zu halten, wurde es talkumiert. Zur Granulatherstellung wurde eine Schneidmühle der Fa. Pall­ mann verwendet.

Beispielrezeptur A

Aus sämtlichen Rezepturkomponenten wurde in einem 50-kg-Pulvermischer ein Premix hergestellt, der über einen volumetrisch arbeitenden Dosier in den Füllteil des Planet­ walzenextruders dosiert wurde. Die Temperierkreise für die Zentralspindel und das Füllteil (TK1 und TK2) waren wassergekühlt, jedes Walzenteil wurde mit 100°C beheizt. Die Tabelle zeigt in Abhängigkeit der Anzahl an Walzenzylindern die maximal erzielten Produktraten.

Beispiel 4

Zur Herstellung von Masking tapes auf Papierträgerbasis diente die Rezeptur A aus den Beispielen 1-3. Die Masse wurde analog Beispiel 3 im Planetwalzenextruder hergestellt. Die Masseaustrittstemperatur betrug 112°C.

Die so erhaltene Klebmasse wurde unmittelbar nach dem Herstellprozeß auf einen schwachgekreppten, nach branchenüblichen Verfahren imprägnierten, mit bekannten Release- und Primerschicht ausgerüsteten Papierträger, welcher ein Flächengewicht von 68 g/m² aufweist, mit einer Schichtdicke von 40 µm aufgebracht.

Die Beschichtung der Klebemasse erfolgte mit Hilfe eines 4-Walzenkalanderauftrags­ werkes der Fa. Farrel in einer Arbeitsbreite von 1200 mm mit Massezuführung durch einen Einschneckenförderextruder. Die Beschichtung erfolgte im Gleichlauf, d. h. mit Hilfe einer bahnführenden Anlegewalze (Gummi) wurde von der dritten auftragsbestim­ menden Kalanderwalze der Klebstoffauftrag auf das gekreppte Papier übertragen.

Der aus einem Förderextruder austretende Klebstoff wurde mit Hilfe eines Förderban­ des changierend in den oberen Walzenspalt des Kalanders gefördert. Durch den einge­ stellten Spalt zwischen den beiden oberen Walzen des Kalanders wird eine Masse­ vordosierung erreicht, die einen etwa 2 bis 3 cm dicken Klebstoff-Film erzeugt. Dieser vorgeformte Massefilm wird durch die dritte Walze abgenommen und durch den zur dritte Walze eingestellten Spalt auf den gewünschten Masseauftrag ausgeformt. Die dritte Walze übergibt mit Bahngeschwindigkeit im Gleichlauf an das über eine Anlege­ walze geführte Substrat.

Zwischen den Walzen wurde eine Differenzgeschwindigkeit eingestellt im Verhältnis 6 : 1. Alle Walzen waren auf 113°C temperiert. Die Beschichtungsgeschwindigkeit betrug 150 m/min.

Das so erhaltene Klebeband weist eine Klebkraft von 3,5 N/cm, Scherstandzeiten (10 N) von < 1000 min. und eine Eignung als Abdeckband mit kurzzeitiger Temperaturbelast­ barkeit bis zu 80°C auf.

Die auf dem so erhaltenen Klebeband aufgebrachte Klebmasse wurde nach der Beschichtung durch Elektronenstrahlen vernetzt. Die Bestrahlung wurde an einem Scanning-Beschleuniger der Fa. POLYMER PHYSIK Tübingen bei einer Beschleuni­ gungsspannung von 175 kV und einer Strahlendosis von 20 kGy durchgeführt.

Bei unveränderter Klebkraft erhöhten sich die nach gleicher Weise gemessenen Scher­ standzeiten (10 N) auf < 5000 min. und das resultierende Band wies eine Eignung als Abdeckband mit kurzzeitiger Temperaturbelastbarkeit bis zu 120°C auf.

Beispiel 5

Zur Herstellung eines Hochtemperatur-Masking tapes auf Papierträgerbasis diente die folgende Beispielrezeptur B.

Beispielrezeptur B

Die Masseherstellung erfolgte in einem Planetwalzenextruder gemäß Fig. 1 mit drei Walzenzylindern. Der erste Walzenzylinder wurde mit sechs, der zweite und dritte Wal­ zenzylinder jeweils mit sieben Planetenspindeln bestückt. Als Zentralspindeldrehzahl wurden 110 rpm gewählt.

Die Temperierkreise 1 bis 3 und 7 bis 8 wurden mit Kühlwasser von 18°C betrieben, die Temperierkreise 4 bis 6 wurden mit 95°C beheizt. Die Masseaustrittstemperatur wurde zu 99°C bestimmt.

Alle Komponenten wurden zu einem Premix vorgemischt und in den Füllteil des Planet­ walzenextruders kontinuierlich mit einer Rate von 66 kg/h zudosiert.

Die so erhaltene Klebmasse wurde unmittelbar nach dem Herstellprozeß auf einen mit­ telgekreppten, nach branchenüblichen Verfahren imprägnierten, mit bekannten Release- und Primerschichten ausgerüsteten Papierträger, welcher ein Flächengewicht von 85 g/m² aufwies, mit einer Schichtdicke von 55 µm aufgebracht.

Die Beschichtung der Klebemasse analog Beispiel 4 in einer Arbeitsbreite von 500 mm. Alle Walzen waren auf 113°C temperiert. Die Beschichtungsgeschwindigkeit betrug 60 m/min.

Die auf dem so erhaltenen Klebeband aufgebrachte Klebmasse wurde nach der Beschichtung durch Elektronenstrahlen gemäß Beispiel 4 vernetzt. Die Strahlendosis betrug 25 kGy.

Das so erhaltene Klebeband wies eine Klebkraft von 4,5-5 N/cm, Scherstandzeiten (10 N) von größer 10 000 min. und eine Eignung als Abdeckband mit kurzzeitiger Tem­ peraturbelastbarkeit bis zu 140°C auf.

Beispiel 6

Der Kleber des gemäß Beispiel 5 hergestellten Klebebandes wurde nicht mit Elektro­ nenstrahlen, sondern unter Einwirkung von Temperatur chemisch vernetzt.

Die Vernetzung erfolgte in einem Vulkanisationskanal mit effektiver Verweilzeit von 4 min/120°C.

Die Temperaturbelastbarkeit des so erhaltenen Bandes erhöhte sich auf 160°C.

Beispiel 7

Zur Herstellung von Verpackungsband-Prototypen auf Folienbasis diente die folgende Beispielrezeptur C.

Beispielrezeptur C

Die oben genannten Komponenten wurden separat über volumetrisch arbeitende Dosiersysteme dem Füllteil des Planetwalzenextruders kontinuierlich zugeführt. Die Verfahrensparameter entsprachen ansonsten Beispiel 4. Die Produktaustrittstemperatur wurde zu 122°C gemessen.

Die so erhaltene Klebmasse wurde unmittelbar nach dem Herstellprozeß auf eine bran­ chenübliche 30 µm starke BOPP-Folie, welche mit einer branchenüblichen Primerschicht auf lsocyanatbasis und einer branchenüblichen Releaseschicht auf Carbamatbasis ver­ sehen ist, mit einer Schichtdicke von 20 µm aufgebracht.

Die aus einem Förderextruder austretende Klebstoffmasse wurde mit Hilfe einer auf 120°C beheizten Verteilerdüse auf die Rakelwalze des 4-Walzenauftragswerkes, bevorzugt in 11 Uhr Position, aufgelegt. Durch Differenzgeschwindigkeit der Walzen zueinander und durch entsprechend gewählte Spaltabstände der Walzen zueinander erfolgte die Beschichtung der Klebemasse im Gleichlauf auf oben genannte 30 µm- BOPP-Folie. Die Rakel- und Dosierwalzen waren auf 90°C beziehungsweise 100°C temperiert, die Übertragungswalze auf 90°C. Die bahnführende Walze besaß eine Temperatur von 15°C. Die aus dem Förderextruder austretende Klebemasse besaß eine Temperatur von 120°C. Die Beschichtung erfolgte mit 50 m/min. Die so erhaltenen Klebebänder weisen eine Klebkraft von 3-4 N/cm, und Scherstand­ zeiten (20 N) von < 10 000 min auf, sie sind als Klebebänder für Verpackungszwecke geeignet.

Beispiel 8

Zur Herstellung von beidseitig klebenden Bändern auf Folienträgerbasis diente die fol­ gende Beispielrezeptur D.

Beispielrezeptur D

Die Masseherstellung erfolgte analog Beispiel 7. Darüber hinaus wurde der flüssige Weichmacher über den Einspritzring vor dem ersten Walzenzylinder mit Hilfe einer Membrankolbenpumpe kontinuierlich zudosiert. Die Produktaustrittstemperatur wurde zu 105°C gemessen. Die Produktrate betrug 68 kg/h.

Die so erhaltene Klebmasse wurde unmittelbar nach dem Herstellprozeß beidseitig auf eine handelsübliche, 38 µm starke E-PVC Folie mit einer Schichtdicke von 2 × 40 µm aufgebracht.

Die Beschichtung erfolgte mit Hilfe des Auftragswerkes aus Beispiel 5. Die Klebemasse wurde indirekt im Gegenlauf auf die E-PVC-Folie aufgetragen. Die Beschichtung wurde mit einer Geschwindigkeit von 50 m/min durchgeführt. Die Übertragungswalze wurde mit 85% der Bahngeschwindigkeit betrieben. Walze 1 und Walze 2 waren mit 100°C beziehungsweise 80°C temperiert. Die bahnführende Walze war auf 30°C temperiert. Unmittelbar nach der Beschichtung wurde die klebende Seite mit einem doppelseitigen Silikonpapier abgedeckt. Der Verbund wurde dann nach dem gleichen Verfahren wie die erste Seite beschichtet und aufgerollt.

Die so erhaltenen Klebebänder weisen eine Klebkraft von 7,5 N/cm, und Scherstand­ zeiten (10 N) von < 5 000 min auf, sie sind als doppelseitige Klebebänder für verschie­ denste Zwecke, so zum Beispiel für die Klischeeverklebung in der Druckindustrie geeig­ net.

Beispiel 9

Zur Herstellung eines doppelseitigen Teppichverlegebandes auf Gewebeträgerbasis diente die folgende Beispielrezeptur E.

Beispielrezeptur E

Die Masseherstellung erfolgte mit einer Planetwalzenextruderkonfiguration wie in Bei­ spiel 5 genannt, bei einer Zentralspindeldrehzahl von 95 rpm. Die Anlaufringe nach dem ersten und zweiten Walzenzylinder waren zum Zwecke der Flüssigdosierung mit radia­ len Bohrungen versehen. Die freien Querschnitte in den Anlaufringen betrugen in die­ sem Beispiel 46 beziehungsweise 44 mm.

Die Walzenzylinder wurden über die Temperierkreise 4 bis 6 mit 105°C beheizt, die Temperierkreise 1 bis 3 und 7 bis 8 waren mit Wasser gekühlt, das eine Temperatur von 15°C hatte.

Die Dosierung der Rezepturkomponenten erfolgte mit Ausnahme der Harze Escorez und Dercolyte über separate volumetrische Dosierer. Von den beiden Harzen wurde vorab im Pulvermischer Premix hergestellt, der dann zudosiert wurde. Das zähflüssige Weichharz Wingtack 10 wurde zur leichteren Dosierbarkeit auf 60°C vorgewärmt und über eine Rohleitung mit elektrischer Begleitheizung in den Einspritzring vor dem ersten Walzenzylinder eindosiert. Als Dosierpumpe wurde eine doppelt wirkende Kolben­ dosierpumpe verwendet, deren Vorratsbehälter einen beheizten und wärmeisolierten Doppelmantel aufwies, der auf 60°C temperiert war. Die Produktaustrittstemperatur wurde zu 109°C gemessen. Die Produktrate betrug 65 kg/h.

Die so erhaltene Klebmasse wurde unmittelbar nach dem Herstellprozeß beidseitig auf ein handelsübliches Zellwollgewebe (Fadendichte 19/17) mit einer Schichtdicke von 2 × 120 µm aufgebracht.

Die Herstellung eines doppelseitigen Teppichverlegebandes auf Gewebeträgerbasis erfolgte mit Hilfe der Transferbeschichtung. Ein beidseitig silikonisiertes Trennpapier wurde über das Verfahren aus Beispiel 4 mit 120 µm direkt beschichtet. Über eine Kaschierstation wurde das handelsübliche Zellwollrohgewebe zukaschiert und der Ver­ bund in einem zweiten Arbeitsgang auf die offene Seite ebenfalls direkt mit 120 µm Klebstoffauftrag beschichtet. Die Temperatur der Klebemasse betrug 103°C. Die Beschichtungswalzen waren auf 90°C temperiert. Das Zellwollrohgewebe wurde über eine beheizte Kaschierstation zugeführt, wobei die erste Kaschierwalze eine silikoni­ sierte Oberflächenbeschichtung aufwies und die bahnführende zweite Kaschiermralze auf 80°C temperiert war. Die Beschichtung erfolgte mit einer Geschwindigkeit von 30 m/min.

Die so erhaltenen Klebebänder weisen eine Klebkraft von <7 N/cm, und Scherstand­ zeiten (10 N) von größer 200 min auf, sie sind als doppelseitige Klebebänder für ver­ schiedenste Zwecke, besonders für Teppichverlegearbeiten, geeignet.

Beispiel 10

Zur Herstellung von Allzweckklebebändern mit verschiedenen Gewebeträgern diente die folgende Beispielrezeptur F.

Beispielrezeptur F

Zur Herstellung dieser Selbstklebemasse wurde der gleiche Versuchsaufbau wie in Bei­ spiel 9 verwendet.

Aus den beiden Festharzen, den beiden pulverförmigen Komponenten und den beiden Elastomeren wurden jeweils Vormischungen hergestellt, die über volumetrisch arbei­ tende Dosiergeräte separat in den Füllteil des Planetwalzenextruders zugegeben wur­ den. Das Weichmacheröl wurde mit Hilfe einer Membrankolbenpumpe über den Ein­ spritzring vor dem ersten Walzenzylinder, das auf 60°C vorgewärmte Weichharz über den Anlaufring nach dem ersten Walzenzylinder mittels einer doppelt wirkenden Kol­ bendosierpumpe zugegeben. Die Dosierung aller Komponenten erfolgte so, daß eine Produktrate von 62 kg/h erhalten wurde. Die Produktaustrittstemperatur wurde zu 105°C gemessen.

Die so erhaltene Klebmasse wurde auf ein Polyester-/Baumwoll-Mischgewebe mit einer Fadendichte 22/10 mit zulaminierter 80 µm Polyethylenschicht, welche rückseitig mit einem branchenüblichen Carbamat-Release-Lack ausgerüstet ist, mit einer Schichtdicke von 120 µm aufgebracht.

Die Herstellung von Allzweckgewebebändern erfolgte nach dem Verfahren aus Beispiel 4. Anstelle der Papierträgerbahn wurde hier das Polyester/Baumwoll-Mischgewebe und die Polyethylenfolie über die Anlegewalze geführt und auf das Polyester/Baumwoll- Mischgewebe die über den Walzenbeschichtungskalander ausgeformte 120 µm dicke Klebstoffschicht beschichtet. Die Beschichtung erfolgte mit 155 m/min in einer Arbeits­ breite von 1200 mm. Die Beschichtungswalzen wurden im Verhältnis von 6 : 1 betrieben. Das so hergestellte Band hat eine Klebkraft von <5 N/cm, und ist als Allzwecklebeband für verschiedenste Zwecke geeignet.

Beispiel 11

Eine Klebemasse nach Beispielrezeptur G wurde hergestellt.

Beispielrezeptur G

Die Masseherstellung erfolgte in einem Planetwalzenextruder gemäß Fig. 1 mit drei Walzenzylindern und einer Bestückung an Planetenspindeln wie in Beispiel 5. Die Dreh­ zahl der Zentralspindel wurde auf 100 rpm eingestellt.

Zu Herstellung der thermischen Vernetzer enthaltenen Selbstklebemasse wurden die Temperierkreise 1 bis 3 und 7 bis 8 mit Kühlwasser von 16°C betrieben, während die Temperierkreise 4 bis 5 mit 110°C und der Temperierkreis 6 mit 95°C beheizt wurden. Mit diesem Temperaturregime wurde eine Masseaustrittstemperatur von 98°C erhalten.

Alle Festkomponenten wurden zu einem dosierfähigen Premix vorgemischt und in den Füllteil des Planetwalzenextruders kontinuierlich eindosiert. Das Flüssigharz Wingtack 10 wurde analog Beispiel 9 mittels Kolbendosierpumpe vorgewärmt zugegeben. Um die Verweilzeit des thermischen Vernetzers Rhenocure HX bei höheren Temperaturen mög­ lichst kurz zu halten, wurde dieser über den zweiten Anlaufring, also vor dem dritten Walzenzylinder kontinuierlich mittels einer zweiten Kolbenpumpe zudosiert. In diesem Beispiel wurde mit einer Produktrate von 75 kg/h gefahren.

Die so erhaltene Klebmasse wurde unmittelbar nach dem Herstellprozeß auf ein übli­ ches Trennpapier mit beidseitiger Releasebeschichtung aufgebracht, und zwar mit einer Schichtdicke von 1000 µm.

Das beidseitig silikonisierte Trennpapier wurde über das Verfahren aus Beispiel PACK mit 1000 µm direkt beschichtet. Die Beschichtung erfolgte mit einer Geschwindigkeit von 30 m/min.

Anschließend wurde die Vernetzung in einem Vulkanisationskanal mit effektiver Ver­ weilzeit von 4 min/80°C durchgeführt.

Das so erhaltene beschichtete Trennpapier stellt ein vielseitig verwendbares doppelsei­ tiges Klebeband dar. Es kann beispielsweise als Montierhilfe, zur selbstklebenden Aus­ rüstung von Fügeteilen oder Profilen sowie zum Transfer der Klebeschicht auf andere Träger benutzt werden.

Beispiel 12

Die Herstellung eines doppelseitigen Teppichverlegebandes auf Gewebeträgerbasis erfolgte mit der Beispielrezeptur H.

Beispielrezeptur H

Die Herstellung der Selbstklebemasse erfolgte in einem Planetwalzenextruder gemäß Fig. 1 mit drei Walzenzylindern und einer Bestückung an Planetenspindeln wie in Bei­ spiel 5 genannt. Der Planetwalzenextruder wurde mit einer Zentralspindeldrehzahl von 110 rpm betrieben.

Die Temperierkreise 1 bis 3 und sowie Temperierkreis 8 wurden mit Kühlwasser von 16°C betrieben. Die Temperierkreise 4 bis 5 wurden mit 120°C und die Temperier­ kreise 6 bis 7 mit 100°C beheizt. Dabei wurde eine Massetemperatur am Ausgang des Planetwalzenextruders von 112°C erhalten.

Analog Beispiel 11 wurden alle Festkomponenten zu einem dosierfähigen Premix vor­ gemischt, der in die Füllöffnung des Planetwalzenextruders eindosiert wurde. Der zäh­ flüssige Plasticizer Nipol wurde zur leichteren Dosierbarkeit auf 75°C vorgewärmt und über den Anlaufring vor dem zweiten Walzenzylinder mit Hilfe der doppelt wirkenden Kolbendosierpumpe aus Beispiel 9 zugegeben. Die eingestellte Produktrate betrug 81 kg/h.

Die Klebmasse wurde mit Hilfe der Transferbeschichtung beidseitig auf einen handels­ üblichen Schaumstoff auf Polyethylenbasis mit einer Dicke von 1000 µm und einem Raumgewicht von 95 kg/m³ mit einer Schichtdicke von 2 × 55 g/m² aufgebracht.

Die Herstellung eines doppelseitigen Teppichverlegebandes auf Gewebeträgerbasis erfolgte. Ein beidseitig silikonisiertes Trennpapier wurde über das Verfahren aus Bei­ spiel 8 mit 55 µm direkt beschichtet. Über eine Kaschierstation wird der PE-Schaumstoff zukaschiert und der Verbund in einem zweiten Arbeitsgang auf die offene Seite eben­ falls direkt mit 55 µm Klebstoffauftrag beschichtet. Die Temperatur der Klebemasse betrug 100°C. Die Beschichtungswalzen waren auf 90°C temperiert. Der PE-Schaum­ stoff wurde über eine beheizte Kaschierstation zugeführt, wobei die erste Kaschierwalze eine silikonisierte Oberflächenbeschichtung aufwies und die bahnführende zweite Kaschierwalze auf 80°C temperiert war. Die Beschichtung erfolgte mit einer Geschwin­ digkeit von 30 m/min.

Die so erhaltenen Klebebänder weisen eine Klebkraft von < 3,5 N/cm, und Scherstand­ zeiten (10 N) von < 250 min auf, sie sind als doppelseitige Klebebänder mit toleranzaus­ gleichenden und dämpfenden Eigenschaften für verschiedenste Zwecke geeignet.

Claims (21)

1. Verfahren zur kontinuierlichen lösungsmittelfreien und mastikationsfreien Herstellung von Selbstklebemassen auf Basis von nicht-thermoplastischen Elastomeren in einem kontinuierlich arbeitenden Aggregat mit einem Füll- und einem Compoundierteil, bestehend aus

• a) Aufgabe der Festkomponenten der Selbstklebemasse wie Elastomere und Harze in den Füllteil des Aggregats,
  gegebenenfalls Aufgabe von Füllstoffen, Farbstoffen und/oder Vemetzern,
• b) Übergabe der Festkomponenten der Selbstklebemasse aus dem Füllteil in den Compoundierteil,
• c) Zugabe der Flüssigkomponenten der Selbstklebemasse wie Weichmacher, Ver­ netzer und/oder weiterer klebrig machender Harze in den Compoundierteil,
• d) Herstellung einer homogenen Selbstklebemasse im Compoundierteil und
• e) Austragen der Selbstklebemasse,
• f) Beschichtung der Selbstklebemasse auf ein bahnförmiges Material, wobei die Beschichtung des bahnförmigen Materials mit einem Mehrwalzenauftragswerk, besonders mit einem 2- bis 5-Walzenauftragswerk, ganz besonders mit einem 4- Walzenauftragswerk durchgeführt wird, so daß die Selbstklebemasse bei Durch­ gang durch ein oder mehrere Walzenspalte auf die gewünschte Dicke ausgeformt wird, und wobei
  die Walzen des Auftragswerkes einzeln auf Temperaturen von 20°C bis 150°C eingestellt werden können.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aggregat ein Planet­ walzenextruder ist, dessen Compoundierteil vorzugsweise zumindest aus zwei, besonders bevorzugt aber aus drei gekoppelten Walzenzylindern besteht.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Walzenzylinder des Planetwalzenextruders mindestens die Hälfte, vorzugsweise mehr als ¾ der mögli­ chen Anzahl an Planetenspindeln enthält.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Selbst­ klebemasse nach dem Austragen aus dem Aggregat unter dem Einfluß von Vakuum von Gasblasen befreit wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Aggregat und Mehrwalzenauftragswerk eine Schmelzepumpe oder ein Extruder zur Klebmasseförderung, insbesondere ein Entgasungsextruder, ganz besonders ein Einschneckenförderextruder mit nachgeschalteter Verteilerdüse, angeordnet ist, der drehzahl- oder druckgeregelt, vorzugsweise druckgeregelt betrieben wird.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen des Auftragswerkes einzeln auf Temperaturen von 70°C bis 120°C, insbesondere 90°C und 100°C eingestellt werden können.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangs­ geschwindigkeiten der Walzen Differenzen aufweisen.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung durch ein 4-Walzenauftragswerk erfolgt, dessen Walzen folgende Eigenschaften aufweisen:
Dosierwalze, Rakelwalze und Übertragungswalze; biegesteif,
Dosierwalze und Übertragungswalze: Stahl, verchromt, porenfrei, geschliffen, hochglanzpoliert, max. Rauhtiefe 0,4 µm,
Rakelwalze: PU, Shore-Härte D = 95.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung das beschichtete Material in einem der Beschichtung nachfolgenden Schritt vernetzt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vernetzung auf der letzten nicht bahnführenden Walze mit Hilfe von Elektronenstrahlen oder UV-Strahlen erfolgt.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das beschichtete Mate­ rial ohne Promotoren mittels Elektronenstrahlen vernetzt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das beschichtete Mate­ rial thermisch vernetzt wird.

13. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Selbst­ klebemasse am Austritt aus dem Aggregat eine Temperatur aufweist von weniger als 150°C, vorzugsweise weniger als 130°C, besonders bevorzugt zwischen 70°C und 110°C.

14. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht-thermoplastischen Elastomere ausgewählt sind aus der Gruppe der Naturkautschuke, der statistisch copolymerisierten Styrol-Butadien- Kautschuke (SBR), der Butadien-Kautschuke (BR), der synthetischen Polyisoprene (IR), der Butyl-Kautschuke (IIR), der halogenierten Butyl-Kautschuke (XIIR), der Acrylatkautschuke (ACM), der Etylen-Vinylacetat-Copolymeren (EVA) der Polyolefine, und der Polyurethane und/oder deren Blends.

15. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß den nicht-thermoplastischen Elastomeren thermoplastische Elastomere mit einem Gewichtsanteil von 10 bis 50 Gew.-% zugegeben werden.

16. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vernetzer aus der Gruppe der Schwefel-, der beschleunig­ ten Schwefel-, der reaktiven Phenolharz- oder Diisocyanatvernetzungssysteme aus­ gewählt werden.

17. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vernetzer thermisch aktivierbar sind und vorzugsweise akti­ viert werden bei Temperaturen über 50°C, bevorzugt bei Temperaturen von 100°C bis 160°C, ganz besonders bevorzugt bei Temperaturen von 110°C bis 140°C.

18. Selbstklebeband, erhalten nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf ein bahnförmiges Material zumindest einseitig die Selbstklebemasse aufgetragen wird.

19. Selbstklebeband nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Selbstklebemasse auf dem bahnförmigen Material beträgt zwischen 10 µm und 2000 µm, vorzugsweise zwischen 15 µm und 150 µm.

20. Selbstklebeband nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Trenn­ papier die Selbstklebemasse in einer Dicke aufgetragen ist von 800 µm bis 1200 µm, besonders 1000 µm.

21. Selbstklebeband nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das bahnförmige Material ein beidseitig antiadhäsiv beschichtetes Material ist.