DE202017107156U1

DE202017107156U1 - Orange-Färbung unter Berücksichtigung übergangsmetallbasierter Pigmente

Info

Publication number: DE202017107156U1
Application number: DE202017107156.1U
Authority: DE
Original assignee: Certoplast Technische Klebebander GmbH
Current assignee: Certoplast Technische Klebebander GmbH
Priority date: 2017-11-24
Filing date: 2017-11-24
Publication date: 2017-12-05
Anticipated expiration: 2027-11-25
Also published as: EP3714018B1; PL3714018T3; JP7254800B2; CN111344370A; US20210388236A1; HUE060053T2; JP2021504516A; WO2019101377A1; EP3714018A1

Abstract

Klebeband, insbesondere Wickelband zur Ummantelung von Kabeln in Automobilen, mit einem textilen Träger sowie mindestens einer ein- oder beidseitig auf den Träger aufgebrachten Klebeschicht, wobei der Träger durch einen Farbstoff eingefärbt ist, dadurch gekennzeichnet, dass als Farbstoff ganz oder teilweise anorganische mineralische Pigmente eingesetzt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Klebeband, insbesondere Wickelband zur Ummantelung von Kabeln in Automobilen, mit einem textilen Träger sowie mindestens einer ein- oder beidseitig auf den Träger aufgebrachten Klebeschicht, wobei der Träger durch einen Farbstoff eingefärbt ist.
Die Einfärbung von textilen Trägern bei Klebebändern erfolgt seit Jahren, wobei man in der Historie unter anderem mit anorganischen Pigmenten auf beispielsweise Rußbasis gearbeitet hat, die als Zusatz in einem Extrudat Berücksichtigung gefunden haben. Aus dem Extrudat lassen sich beispielsweise Filamente und ein Filamentgewebe herstellen. Nähere Einzelheiten zu den eingesetzten anorganischen Pigmenten werden nicht angegeben (vgl. WO 03/033611 A1 ).
Bei einem anderen Klebeband gemäß der EP 2 546 317 A1 erfolgt das Einfärben des textilen Trägers durch eine Mischung aus Farbstoffen und/oder Pigmenten. Die Mischung selbst setzt sich aus gelben und roten Farbstoffen bzw. Pigmenten zusammen. Der gelbe Farbstoff basiert auf Anthrachinon, während der rote Farbstoff aus einer Azo-Verbindung besteht. Alternativ hierzu kann es sich bei dem roten Farbstoff aber auch um eine Mischung von Anthrachinon-Verbindungen und Azo-Verbindungen handeln.
Wie üblich bezeichnet der Begriff „Farbstoff" ausweislich der Erläuterungen bei „Römpp Chemie Lexikon, 9. Auflage, 1993, Seite 1301" einen Sammelbegriff oder eine Sammelbezeichnung für in Lösungsmittel und/oder Bindemitteln lösliche Farbmittel. Den Farbstoffen stehen also die unlöslichen Pigmente gegenüber, die den Farbstoffen in Anzahl, Strukturvielfalt und meist auch an Leuchtkraft unterlegen sind.
Als Pigmente werden entsprechend den Erläuterungen bei „Römpp Chemie Lexikon, 9. Auflage, 1995, Seite 3439" im Anwendungsmedium praktisch unlösliche anorganische oder organische bunte oder unbunte Farbmittel verstanden. Dementsprechend ist im Folgenden zwischen Farbstoffen einerseits und Pigmenten andererseits entsprechend diesen Definitionen zu unterscheiden.
Ein technisches Klebeband mit einem bandförmigen textilen gefärbten Träger ist schließlich Gegenstand der EP 1 607 459 A1 . Dabei besteht der textile Träger im Einzelnen aus spinndüsengefärbten Fäden oder Fasern. Meistens erfolgt eine Schwarzfärbung unter Rückgriff auf rußbasierende Stoffe.
Der Einfärbung von Klebebändern respektive der Einfärbung ihres Trägers durch Farbstoffe kommt eine zunehmende Bedeutung zu. Denn beim Einsatz solcher Klebebänder als Wickelbänder zur Ummantelung von Kabeln in Automobilen wird zunehmend gefordert, dass diese Wickelbänder neben ihrer eigentlichen Funktion zur Zusammenfassung und Bündelung der Kabel eine ergänzende Warn- oder Hinweisfunktion übernehmen.
So ist es bei beispielsweise Hybrid- und Elektroautos bekannt, dass alle Kabel bzw. Kabelbündel, an denen Spannungen größer als 60 Volt anliegen, durch einen orangefarbenen Farbton gekennzeichnet werden müssen. Hier wurde im Jahr 2010 der Farbton RAL2003 (Pastell-Orange) als Standard Farbton vorgegeben. Diesem Umstand trägt unter anderem die EP 2 546 317 A1 dadurch Rechnung, dass die zuvor bereits angesprochene Mischung aus gelben Pigmenten und roten Pigmenten zum Einsatz kommt, wobei die gelben Pigmente auf Anthrachinon und die roten Pigmente auf einer Azo-Verbindung basieren.
Die bekannte Vorgehensweise nach der EP 2 546 317 A1 ist nicht frei von Mängeln. So besteht bei den bekannten organischen Farbstoffen nach wie vor das Problem, dass es aufgrund von Wärmeeinwirkung und/oder durch Alterungserscheinungen zu einer Entfärbung bzw. zu einem Verblassen der Einfärbung und folglich des Trägers und damit des Klebebandes insgesamt kommt. Das ist besonders auf langen Zeitskalen insofern nachteilig, als hierdurch der Warneffekt verringert bzw. in Verbindung mit unvermeidlichen Verschmutzungen in diesem Bereich sogar gänzlich verschwinden kann. Hier setzt die Erfindung ein.
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein derartiges Klebeband und insbesondere Wickelband zur Ummantelung von Kabeln in Automobilen so weiterzuentwickeln, dass insbesondere die Langzeit- und Temperaturstabilität verbessert sind sowie ein andauernder Warneffekt realisiert werden kann.
Zur Lösung dieser technischen Problemstellung schlägt die Erfindung bei einem gattungsgemäßen Klebeband und insbesondere Wickelband zur Ummantelung von Kabeln in Automobilen vor, das als Farbstoff ganz oder teilweise anorganische mineralische Pigmente eingesetzt werden.
Bei den erfindungsgemäß vorgesehenen anorganischen mineralischen Pigmenten, die den Farbstoff ganz oder teilweise bilden, handelt es sich vorteilhaft um solche der Mineralklasse der Oxide und Hydroxide. Alternativ oder zusätzlich können als anorganische mineralische Pigmente solche der Mineralklasse der Phosphate, Arsenate oder Vanadate zum Einsatz kommen. Die Klassifizierung und Bezeichnung der Mineralklassen erfolgt dabei in Übereinstimmung mit der "Systematik der Minerale" nach Strunz (8. Auflage).
Als Pigmente der Mineralklasse der Oxide und Hydroxide werden im Allgemeinen Pyrochlore oder Rutile eingesetzt. Tatsächlich kristallisieren Pyrochlore in der Regel im kubischen Kristallsystem und bilden häufig oktaedrische Kristalle mit brauner, roter, oranger oder auch gelblicher Farbe. Bei Rutilen handelt es sich um Minerale, die in der Regel im tetragonalen Kristallsystem kristallisieren.
Ganz besonders bevorzugt werden als Pyrochlore oder Rutile metallbasierte Pyrochlore oder Rutile eingesetzt und hier insbesondere übergangsmetallbasierte Pyrochlore oder Rutile. Das heißt, an dieser Stelle kommen die fraglichen Minerale, das heißt Pyrochlore oder Rutile derart zum Einsatz, dass in ihr Kristallgitter Übergangsmetalle eingebaut sind, beispielsweise solche auf Basis von Niob oder auch Zink. Das heißt, als übergangsmetallbasierte Pyrochlore oder Rutile kommen bevorzugt solche auf Niob-Zinn oder Zinn-Zink Basis zum Einsatz.
Als Pigmente der Mineralklasse der Phosphate, Arsenate oder Vanadate kommen besonders vorteilhaft Klinobisvanite zum Einsatz. Solche Klinobisvanite fallen in die Gruppe der wasserfreien Phosphate ohne fremde Anionen und verfügen typischerweise über eine gelbe bis orange-gelbe Farbe. Bevorzugt weist das anorganische mineralische Pigment insgesamt eine gelbe Farbe auf.
Auf diese Weise macht sich die Erfindung zunächst einmal zunutze, dass solche anorganischen mineralischen Pigmente aufgrund ihrer Kristallstruktur typischerweise über eine hohe Temperaturstabilität verfügen und darüber hinaus eine hohe Farbechtheit besitzen. Das lässt sich auf die besondere Struktur und Stabilität der an dieser Stelle eingesetzten Kristalle bzw. Mineralien zurückführen. Tatsächlich sind die fraglichen Pigmente und damit hergestellte Träger bzw. Klebebänder bei einer Prüfung entsprechend der Norm LV 312 („Schutzsysteme für Leitungssätze in Kraftfahrzeugen, Klebebänder; Prüfrichtlinie" (10/2009)) über eine Dauer von 3000 Stunden temperaturstabil, und zwar unter Berücksichtigung von Temperaturen, die weit über 150° C liegen, im Regelfall sogar 200° C oder sogar 250° C betragen können. Das heißt, unter Berücksichtigung der erfindungsgemäß eingesetzten anorganischen mineralischen Pigmente als Farbstoff für den Träger wird zumindest die Temperaturklasse T4 entsprechend der Norm LV 312 erreicht, wie dies prinzipiell in der zuvor bereits in Bezug genommenen EP 2 546 317 A1 erläutert wird.
Beispiele für geeignete anorganische mineralische Pigmente in Gestalt von unter anderem Niob-Zinn-Pyrochlor (Niobium Tin Pyrochlore; NTP) werden unter anderem von der Firma „The Shepard Color Company“ angeboten und in gelber Farbe zur Verfügung gestellt. Ergänzend wird hierzu auf die US 8 192 541 B2 Bezug genommen.
Als weiteres geeignetes Pigment aus der Klasse der Rutile hat sich das sogenannte "Pigment Yellow 53, Nickeltitanat" als besonders günstig erwiesen. Bei Pyrochloren arbeitet man beispielhaft mit "Pigment Yellow 227" und bei Klinobisvaniten beispielhaft mit "Pigment Yellow 184, Bismutvanadat". Die zuvor genannten Pigmente werden beispielsweise von der Firma Habich GmbH aus A-3652 Leiben unter der Kennzeichnung "Duropal" angeboten.
Ganz besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung der Erfindung, bei welcher der Farbstoff als Mischung aus gelben anorganischen mineralischen Pigmenten und roten organischen Pigmenten ausgebildet ist. Alternativ hierzu kann der Farbstoff auch als Mischung aus gelben anorganischen mineralischen Pigmenten und roten anorganischen Pigmenten ausgelegt sein. Bei den roten organischen Pigmenten handelt es sich vorteilhaft um solche aus der Klasse der Perylene, wobei selbstverständliche auch andere Klassen denkbar sind. Sofern rote anorganische Pigmente zum Einsatz kommen, empfiehlt die Erfindung erneut den Rückgriff auf solche aus der Gruppe der Pyrochlore. Die genannten roten Pigmente werden ebenfalls von der zuvor bereits angegebenen Firma Habich unter dem genannten Handelsnamen Duropal angeboten.
Der gelbe Farbstoff kann auf Basis anorganischer mineralischer Pigmente unter Rückgriff beispielhaft auf ein gelbes Niob-Zinn-Pyrochlor-Mineral realisiert werden. Während die anorganischen mineralischen Pigmente typischerweise in gelber Farbe vorliegen und eingesetzt werden, können zusätzlich auch rote organische Pigmente Verwendung finden, wenn es sich bei dem Farbstoff um eine Mischung aus den gelben anorganischen mineralischen Pigmenten und den roten organischen Pigmenten handelt. Alternativ zu den zuvor bereits angesprochenen roten organischen Pigmenten aus der Klasse der Perylene können auch rote Pigmente aus einer Azo-Verbindung eingesetzt werden.
In jedem Fall lässt sich mit Hilfe des auf diese Weise realisierten Farbstoffes als Mischung aus den gelben anorganischen mineralischen Pigmenten und den roten organischen bzw. anorganischen mineralischen Pigmenten insgesamt eine Orange-Färbung des Trägers und damit des Klebebandes erreichen.
Insbesondere lässt sich die für die zuvor beschriebenen Anwendungen erforderliche Farbe RAL 2003 (Pastell-Orange) vorgeben und einstellen. Bei den organischen Pigmenten auf Basis einer Azo-Verbindung handelt es sich um solche Verbindungen, die grundsätzlich bereits in der EP 2 546 317 A1 beschrieben worden sind, auf die an dieser Stelle verwiesen sei.
Die Färbung des Trägers kann dabei grundsätzlich im Sinne einer Spinndüsenfärbung erfolgen, also dergestalt, dass der Farbstoff einem Extrudat zugegeben und bei der Extrusion in die hierdurch hergestellten Fasern eindringt sowie auf diese Weise für ihre Einfärbung sorgt.
Bei der bevorzugt eingesetzten Spinndüsenfärbung wird dabei so vorgegangen, dass der Farbstoff bzw. die Pigmente im Regelfall eine Korngröße von weniger als 0,5 mm, insbesondere um weniger als 100 µm und vorzugsweise von weniger als 50 µm aufweisen. Außerdem hat es sich für die Mischung aus den anorganischen mineralischen Pigmenten mit den organischen Pigmenten als günstig erwiesen, wenn das Mischungsverhältnis im Bereich von 20 zu 80 bis 80 zu 20 Masseanteilen der anorganischen zu den organischen Pigmenten angesiedelt ist. Schließlich wird so vorgegangen, dass die Pigmente im Extrudat bei der Spinndüsenfärbung meistens in einer Konzentration von 0,2 bis 3,0 Masse-%, bezogen auf die polymere Spinnmasse, vorhanden sind und dann zusammen mit der polymeren Spinnmasse extrudiert werden.
Daneben ist auch eine sogenannte Stückfärbung grundsätzlich möglich, indem der Träger beispielsweise in einer Dispersion eingefärbt wird. Die Färbung kann dabei aus einer wässrigen Lösung der Pigmente heraus unter gegebenenfalls zusätzlichem Rückgriff auf Hilfsmittel erfolgen, wie dies grundsätzlich in der EP 2 546 317 A1 in diesem Zusammenhang beschrieben wird. Im Allgemeinen greift die Erfindung jedoch auf eine Spinndüsenfärbung zurück.
Der Träger ist zumindest teilweise aus Polyester-, Polypropylen, Polyethylenoder Polyamidfasern aufgebaut. Ganz besonders bevorzugt setzt sich der Träger vollständig aus Polyesterfasern zusammen. Hier haben sich grundsätzlich jedwede Arten an textilen Trägern als günstig erwiesen, beispielsweise ein Vlies, ein Gewebe oder auch ein Gelege. Daneben sind auf diese Weise grundsätzlich auch mehrschichtige Träger beispielsweise aus einem Vlies oder Gewebe denkbar und können in der beschriebenen Art und Weise hergestellt und eingefärbt werden.
Das Gewicht des Trägers kann im Regelfall bis zu 200 g/m² und vorzugsweise sogar bis zu 500 g/m² betragen. Für die Klebemasse bzw. die auf diese Weise realisierte Klebstoffschicht wird im Allgemeinen ein Auftragsgewicht im Bereich von 20 g/m² bis 200 g/m² als besonders günstig angesehen.
Für die Realisierung der Klebeschicht empfiehlt die Erfindung Klebemassen auf Basis von Naturkautschuk oder auf Synthesekautschuk. Ganz besonders bevorzugt sind Klebemassen auf Acrylatbasis und hier insbesondere Acrylatschmelzhaftklebemassen, die beispielsweise UV-vernetzt werden können.
Das auf diese Weise realisierte Klebeband wird besonders vorteilhaft als Wickelband zur Ummantelung von Kabeln in Automobilen eingesetzt. Dazu wird das fragliche Wickelband um die langgestreckten Kabel wendelförmig herumgeführt. Grundsätzlich kann auf diese Weise aber auch eine axiale Schutzummantelung für die fraglichen Kabel realisiert werden. In diesem Fall erfolgt das Ummanteln der langgestreckten Kabel in axialer Richtung mithilfe des Klebebandes bzw. einer auf diese Weise realisierten Schutzummantelung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 03/033611 A1 [0002]
EP 2546317 A1 [0003, 0008, 0009, 0016, 0022, 0025]
EP 1607459 A1 [0006]
US 8192541 B2 [0017]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Begriff „Farbstoff“ ausweislich der Erläuterungen bei „Römpp Chemie Lexikon, 9. Auflage, 1993, Seite 1301“ [0004]
„Römpp Chemie Lexikon, 9. Auflage, 1995, Seite 3439“ [0005]
Norm LV 312 („Schutzsysteme für Leitungssätze in Kraftfahrzeugen, Klebebänder; Prüfrichtlinie“ (10/2009)) [0016]
Norm LV 312 [0016]

Claims

Klebeband, insbesondere Wickelband zur Ummantelung von Kabeln in Automobilen, mit einem textilen Träger sowie mindestens einer ein- oder beidseitig auf den Träger aufgebrachten Klebeschicht, wobei der Träger durch einen Farbstoff eingefärbt ist, dadurch gekennzeichnet, dass als Farbstoff ganz oder teilweise anorganische mineralische Pigmente eingesetzt werden.
Klebeband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den anorganischen mineralischen Pigmenten um solche der Mineralklasse der Oxide und Hydroxide und/oder solche der Mineralklasse der Phosphate, Arsenate oder Vanadate handelt.
Klebeband nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Pigmente der Mineralklasse der Oxide und Hydroxide Pyrochlore oder Rutile eingesetzt werden.
Klebeband nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Pigmente der Mineralklasse der Phosphate, Arsenate oder Vanadate Klinobisvanite eingesetzt werden.
Klebeband nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das anorganische mineralische Pigment eine gelbe Farbe aufweist.
Klebeband nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Farbstoff als Mischung aus gelben anorganischen mineralischen Pigmenten und roten organischen Pigmenten ausgebildet ist.
Klebeband nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Farbstoff als Mischung aus gelben anorganischen mineralischen Pigmenten und roten anorganischen Pigmenten ausgebildet ist.
Klebeband nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne Fäden des textilen Trägers mit dem Farbstoff eingefärbt sind.
Klebeband nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger zumindest teilweise aus Polyester-, Polypropylen-, Polyethylen- oder Polyamidfasern besteht.
Klebeband nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Klebebeschichtung um eine Klebemasse auf Basis von Naturkautschuk, Synthesekautschuk, Acrylat und vorzugsweise um eine Acrylatschmelzhaftklebemasse handelt.