DE2105877A1 - Druckempfindlicher Klebestreifen mit mikrozellularer Klebstoffschicht - Google Patents

Druckempfindlicher Klebestreifen mit mikrozellularer Klebstoffschicht

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Description

M 294D
PΆΤΕΝΤΑΓΑ'/ALTS
Dr.-lng. H ά''^ S1Ji-O
Minnesota Mining and Manufacturing Company, Saint Paul, Minnesota 55101, V.St.A.
Druckempfindlicher Klebestreifen mit mikrozellularer Klebstoffschicht
Die Erfindung bezieht sich auf einen normalerweise klebrigen und druckempfindlichen Klebestreifen, auf die Herstellung eines solchen Streifens und auf damit hergestellte Schichtfolien.
Übliche druckempfindliche Klebestreifen enthalten eine Unterlage, die eine einheitliche Schicht aus einem druckempfindlichen Klebstoff, die typischerweise etwa 125 Mikron oder weniger dick ist, trägt. Obwohl solche Produkte auf den meisten glatten Oberflächen gut haften, versagen diese Produkte häufig, wenn sie auf rauhen oder unregelmässigen Oberflächen, wie z.B. Ziegeln, mit Sand zubereitetem Gips dzw„ Mörtel, unebenem Holz usw., angebracht sind. Auch wenn die Unterlage nachgiebig ist, ist es schwierig, wenn nicht unmöglich, einen solchen innigen Kontakt mit den rauhen Flächen sicherzustellen, dass eine volle Wirksamkeit des Klebstoffs gegeben ist. Dieses Problem wird Desonders akut, wenn zwei nichtparallele Oberflächen vereinigt werden
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sollen, insbesondere wenn die Oberflächen selost nicht glatt sind.
In vielen Fällen kann das vorstehend genannte Problem durch Verwendung eines zusammendrückbaren elastomeren Schaums als Unterlage gelöst werden, der sich den Unebenheiten der Oberfläche anpasst, um so zu ermöglichen, dass der druckempfindliche KIe dstoff einen gleichmässigen Kontakt ausbildet. Obwohl solche Produkte einen erheblichen wirtschaftlichen Anklang gefunden haben, erfordert deren Herstellung eine sorgfältige Üoerwachung und ist die Verwendung dieser Produkte auf Anwendungen Deschränkt, Dei denen eine Schaumunterlage zulässig ist.
Ein anderer Weg zur Erzielung einer Anpassungsfähigkeit eines druckempfindlichen Klebestreifens an eine unregelmässige Oberfläche besteht einfach darin, dass man eine dickere Klebstoffschicht, d.h. mit einer Dicke von etwa 38O Mikron, anstelle der gebräuchlichen 125 Mikron oderweniger dicken Klebstoffschient aufbringt. Obwohl der weiche Klebstoff nachgieoig ist oder sich anpasst, wenne£uf rauhe Oberflächen aufgetragen wird, ist ein erheblicher Druck erforderlich, um einen gleichmässigen Kontakt zu erreichen. Ausserdem ist ein Streifen mit solchen dickeren Klebstoffschichten schwierig herzustellen, weil der Klebstoff zum Abblättern neigt und das entveLchende Lösungsmittel eine unregelmässige Blasenbildung bewirkt. Solche Produkte sind in ihrer Anwendbarkeit ausgesprochen begrenzt. Der Klebstoff ist im grossen und ganzen wesentlich teurer als die Unterlage, was ausserdem gegen diesen Lösungsweg spricht.
Es ist seit langem bekannt, dass das scheinoare Volumen von vielen üblichen Klebstoffmassen durch Verschäumen oder Aufschäumen derselben während des Härtens erhöht werden kann. So werden z.B. in der Schweizer Patentschrift 260 O85 verschäumte Phenolharze beschrieben, und in der deutschen Patentschrift 1 IO6 65I wird das Verschäumen von Alkyd-, Kamstoff-Formaldehyd- und Melamin -Formaldehyd-Harzen unter Verwendung von Metallseifen und fein-
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verteilten anorganischen Substanzen als Schaumstabilisierungsmittel üeschrieben.
Die Fachleute auf dem Geoiet der druckempfindlichen Klebestreifen erkannten die Vorteile, die mit verschäumten Klebstoffen zu erzielen sind, und versuchten jahrzehntelang, einen befriedigenden Streifen zu erhalten, bei dem die druckempfindliche Klebstoffschicht verschäumt worden ist. Zu den Versuchen, eine solche verschäumte Schicht zu schaffen, gehören solche Wege, wie das Eintreioen von Luft in den Klebstoff unter Verwendung stark flüchtiger Lösungsmittel, die während des Trocknens der Klebstoffschicht Blasen lüden, das Einverleioen von Blähmitteln, wie z.B. Ammoniumcaroonat, und dergleichen. Beispielhafte Produkte dieses Typs werden in der deutschen Patentschrift 1 200 989 Geschrieben. Diese Produkte haben ausnahmslos unter Nachteilen gelitten, durch die sie für die vorgesehenen Zwecke ungeeignet sind. Die Verschäumungsreaktion war schwer zu regulieren, so dass im allgemeinen grosse, unregelmässige Bläschen entstanden, von denen viele zeroarsten und unwirksam wurden oder einDrachen und dadurch Krater in der Oberfläche hinterliessen. Häufig bildeten sich Blasen, durch die das entstandene Produkt unansehnlich wurde und nicht geeignet war, dem gewünschten Zweck zu dienen. Auch wenn das Aussehen des Produktes relativ zufriedenstellend war, waren die früheren Streifen mit verschäumten Klebstoffschichten nicht geeignet, ein normales Aufwickeln, eine normale Handhabung und Lagerungsoedingungen zu überstehen, indem die Bläschen entweder vollständig oder teilweise zusammenbrachen, bevor das Produkt benutzt werden konnte.
In dem Dreitesten Sinne schafft die Erfindung ein zusammengesetztes Gebilde, das eine Unterlage, z.B. eine nachgiebige Blattunterlage enthält, die auf mindestens einer ihrer Hauptflächen mit einer Schicht aus normalerweise klebrigem und druckempfindlichem Klebstoff versehen ist, und das dadurch gekennzeichnet ist, dass als Klebstoffschicht eine Schicht aus einem normalerweise klebrigen und druckempfindlichen Klebstoff verwendet wird, der
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In vollständiger Verteilung eine Vielzahl von autogenen mikroskopischen, kugelförmigen, geschlossenen Zellen mit einer lichten Weite in der Grössenordnung von 30 bis 100 Mikron enthält, wobei die Zellen in einem solchen Anteil vorhanden sind, dass das Leervolumen der Klebstoffschicht 25 bis 85 % ausmacht, und die Zellwände durch den Klebstoff ausgeoildet sind.
Im spezielleren schafft die Erfindung einen wirtschaftlich brauchbaren, in hohem Masse einheitlichen, druckempfindlichen Klebestreifen mit glatter Oberfläche, dessen Klebstoffschicht 125 bis 76O Mikron, vorzugsweise 250 ois 38O Mikron, dick ist und eine Vielzahl von gleichmässig verteilten geschlossenen Mikrozellen enthält. Der Streifen gemäss der Erfindung kann wiederholt zu einer Rolle aufgewickelt und von der Rolle abgewickelt werden, und die Streifenrollen können monatelang hochkantig aufbewahrt und sogar hochkantig voneiner Höhe von vielen Zentimetern fallengelassen werden, ohne dass die Klebstoffschichten bleibend zusammengedrückt werden. Die Klebstoffschicht zeigt jedoch typischerweise eine weniger als 5 %ige Erhohlung, wenn sie auf die Hälfte ihrer ursprünglichen Dicke zusammengedrückt worden ist. Wenn die Streifen gemäss der Erfindung sogar auf einer stark unregelmässigen Oberfläche angebracht werden, passen sich die Streifen dieser an, indem bestimmte Mikrozellen in der verschäumten Klebstoffschicht unter dem lokalen hohen Druck, der durch Vorsprünge oder Wölbungen verursacht wird, zusammenbrechen, währenddie anderen unversehrten Zellen in dem aufgeblähten Zustand verbleiben.
Beim Aufbringen auf eine starke Unterlage, wie z.B. auf eine Unterlage aus einem Faserband, in dem geradlinig ausgerichtete starke Polymer- oder Glasfäden sich längs des Bandes erstrecken, haben die Produkte gemäss der Erfindung die ungewöhnliche und unerwartete Fähigkeit, die Erschütterung oder den Stoss einer plötzlichen Belastung ohne Brechen aufzufangen. Die.Streifen gemäss der Erfindung besitzen ein grosses Haftvermögen gegenüber Oberflächen, auchwenn sie mit plötzlichen scharfen "Reiss"-Bewe-
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gungen entfernt werden, was typischerweise eine e Unregelmässigkeit und eine schädliche Einbusse des Haftvermögens bei üblichen, in gleicher Weise getesteten Streifen zur Folge hat. Die erschütterungsbeständige Natur solcher Produkte gemäss der Erfindung bietet auch hinsichtlich des Verbindens voneinera Ende einer Rolle des Streifenmaterials mit dem Arfang einer anderen Rolle Vorteile, indem ohne Unterbrechung der Vorrichtung, mit der das Streifenmaterial angebracht wird, gearbeitet werden kann.
Gemäss der Erfindung können ferner beide Oberflächen einer Streifenunterlage nut einer mikrozellularen Klebstoffschicht des eben beschriebenen Typs versehen werden, wodurch ein Produkt geschaffen wird, das eine ausssrgewöhnliche Brauchbarkeit ,zum Verbinden von zwei nichtparallelen Oberflächen besitzt, wie z.B. zum Festmachen des Kennzeichens eines Herstellers an einer konvexen Oberfläche^ Die Unterlage kann ferner eine provisorische oder Hilfsunterlage für die mikrozellulare Klebstoffschicht darstellen, wodurch ein Übertragungsstreifen geschaffen wird, der auf einer gewünschten Oberfläche angebracht werden kann, worauf dann die Unterlage entfernt und dadurch eine zweite Klebstofflache freigelegt wird, auf der ein anderer Gegenstand befestigt werden kann.
Die Erfindung schlägt auch die Herstellung von Streifengebilden vor, bei denen die druckempfindliche Klebstreifenschicht zunächst nicht mikrozellular ist, aber in einen solchen Zustand gewünschtenfalls umgewandelt werden kann. Wenn eine Klebstoffschicht dieser Art in ein Übertragungsstreifengebilde der vorstehend beschriebenen Art eingearbeitet wird, besitzt letzteres eine ungewöhnliche Brauchbarkeit auf einem Gebiet, bei dem eine feste Bindung oder Dichtung zwischen Platten oder Flächen ausgebildet werden soll, die überlappen und vernietet werden sollen. Die druckempfindliche Klebstoffschicht wird zwischen den zu vernietenden Teilen der Platten angeordnet und dient dabei als vorübergehendes Mittel zum Festhalten der Platten in ihrer Stellung. Nach Beendigung des VernJstens wird die Klebstoffschicht mikrozellular
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gemacht, wobei die Zellen einen mittleren Durchmesser in der Grössenordnung von J>0 bis ^OO Mikron haben und wenigstens 25 >„ des"Volumens der Klebstoffschicht ausmachen, wodurch ein inniger Kontakt mit allen Unregelmässigkeiten in der Oberfläche jeder Platte gesichert wird, sowie verhütet wird, dass versehentlich Flüssigkeit oder Gas durch die Verbindungsstelle hindurchgelangt. Diese Technik ist besonders bei der Herstellung von Flugzeugüberzügen aus einzelnen Aluminiumplatten geeignet, wobei dem Hersteller ermöglicht wird sicherzustellen, dass der Druck in den Kabinen der Flugzeuge bei einem Flug in gross en Höhen gehalten wird.
Die mikrozellulare Klebstoffschicht wird dadurch hergestellt, daß eine kleinere Menge (im allgemeinen 2 bis weniger als 15 Gew.-?J) eines Blähmittels sowie eines Keimbildungs-Verstärkungsmittels (l bis 10 Gew.-/& ) gleichmässig einer üblichen Lösung eines d'uckempfindlichen Klebstoffs vollkommen einverleibt wird, ©ie Die Lösung wird dann auf eine Temperatur erwärmt, die hoch genug ist, um das Lösungsmittel zu verdampfen, aber nicht hoch genug ist, um das Blähmittel zu zersetzen. Nachdem das Lösungsmittel verdampft worden ist, wird die Temperatur auf eine solche erhöht, die zur Zersetzung des Blähmittels erforderlich ist. Das während dieser Zersetzung frei werdende Gas bildet äusserst kleine ( JO bis JOO Mikron, vorzugsweise 60 bis 120 Mikron / und im speziellen 70 bis 80 Mikron ), im allgemeinen kugelförmige Bläschen oder geschlossene Zellen in der gesamten Klebstoffmasse, offensichtlich unterstützt durch die Anwesenheit des vorgenannten Keimbildungsmittels, wodurch sich die Dicke der Klebstoffschicht um wenigstens 1/3 vergrössert. Dieses letztere Mittel dient ausserdem dem erwünschten Zweck, die Wände der Bläschen gegen ein unbeabsichtigtes Zerbrechen während der normalen Handhabung zu schützen; entgaste (fumed) Kieselsäureteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengrösse von wesentlich weniger als 1 Mikron, die zur Bildung von Kstten unter Wasserstoffbrückenoildung (hydrogen-bonded chains) neigen, sind hervorragende Keimbildungs-Vers tärkungsmittel.
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Die Herstellung von Streifengebilden und druckempfindlichen Klebstoffschichten, die mikroskopische, geschlossene Zellen enthalten, wie es oben beschrieben ist, wird auf einfache und bequeme Weise vorgenommen, vorausgesetzt, das bestimmte veränderliche Grundgrössen berücksichtigt werden. Obwohl z.B. geeignete Blähmittel flüssige oder feste Stoffe sein können, vierden die letzteren bevorzugt, weil deren Flüchtigkeit etwas geringer ist und sie nicht zu einer vorzeitigen Freigabe des Gases neigen. Nur 1 >J, bezogen auf das Gewicht der Klebstoffschicht, ist zur Erzeugung von zahlreichen Mikrobläschen ausreichend, es ist aber festgestellt worden, dass etwas höhere Prozentgehalte einen höheren Prozentgehalt an Hohlräumen in den Klebstoffschichten sicherstellen, obwohlder durchschnittliche Bläschendurchmesser noch in dem Bereich von J5O bis 500 Mikron bleibt. Wenn mehr als 15 % Blähmittel verwendet werden, besteht die Tendenz zur Ausbildung von Kanälen, die die Bläschen unter Verminderung der Eüieitlichkeit vereinen, indem die Bildung von übermässig grossen Zellen innerhalb der Klebstoffschicht und eine grosse Verminderung der Fähigkeit des Produkts, ein normales Handhaben auszuhalten, bewirkt werden. Unter Beachtung aller Faktoren ist gefunden worden, dass K bis 10 Gew.-% Blähmittel in bezug auf die Erzeugung von Mikrobläschen der gewünschten Grosse und Verteilung ausserordentlich wirksam sind.
Verschiedene Kriterien sollten bezüglich der Auswahl des chemischen Blähmittels bei der Herstellung von mikrozellularen druckempfindlichen Klebstoffen beachtet werden. Zum Beispiel soll das Blähmittel sich innerhalb eines vorbestimmten Bereichs und mit einer regelbaren oder angemessen schnellen Geschwindigkeit zersetzen und Gas freigeben. Sowohl das Blähmittel als auch das während der Zersetzung entwickelte Gas müssen physikalisch und chemisch mit dem Klebstoffsystem verträglich sein, um so zu vermeiden, dass dessen Wirksamkeit zerstört wird, und das Gas soll weder toxisch sein noch unangenehm riechen. Von grösster Bedeutung ist vielleicht, dass ein Blähmittel zu wählen ist, das sich in dem Temperaturbereich zersetzt, in dem der druckempfindliche Klebstoff erweicht und genügend flüssig wird, um verschäumoar zu sein.
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Ein Blähmittel, das allen in dem vorstehenden Absatz angegebenen Kriterien genügt, ist Nj^-Dimethyl-NjN'-dinitrosoterephthalamid; diese Verbindung hat sich~bei einer grossen Zahl von normalerweise klebrigen und druckempfindlichen Klebstoffen als wirksam erwiesen, Zu anderen Blähmitteln, die in vielen Fällen verwendet werden können, gehören Diazoaminobenzol, Benzolsulfonylhydrazid und Toluol-(4)-sulfonylhydrazid.
Der Einschluss von teilchenförmigen Keimbildungs-Verstärkungsmitteln in der Klebschicht erleichtert sehr die Bildung gleichmassiger mikroskopischer Bläschen in dem Klebstoff während des Blähvorgangs. In dem Masse, indem ein solches Keimbildungsmittel von 1 bis 10 % zunimmt, bleibt zwar die Grosse der mikroskopischen Bläschen im wesentlichen konstant, doch steigt die Bläschenzahl. Das Vorhandensein übermässiger Mengen an Keimbildungs-Verstärkungsmittel kann dazu führen, die tatsächliche Klebrigkeit des Klebstoffs zu vermindern, und in Anbetracht aller Faktoren ist gefundenworden, dass annähernd 5 Gew.-^ besonders wirksam sind.
Die Zeichnung soll das Verstehen der Erfindung erleichtern. In der Zeichnung beziehen sich gleiche Bezugsziffern auf gleiche Teile von verschiedenen Ansichten. In der Zeichnung gibt
die Figur 1 eine Seitenansicht von einem normalerweise klebrigen und druckempfindlichen Streifen oder Blatt 10 gemäss der Erfindung wieder, der die Unterlage 11 und die mikrozellulare Klebstoffschicht 12 enthält,
die Figur 2 eine vergrösserte Draufsicht der druckempfindlichen Klebstoffschicht 12 von Figur 1 wieder, wobei zu ersehen ist, dass der Klebstoff Ij5 Mikrozellen 14 enthält und
Figur 3 die Querschnittsansicht eines vernlebeten Verbindungsbereichs wieder, bei dem ein Klebstoffverbindungs- oder Übertragungsstreifen gemäss der Erfindung verwendet worden ist, um eine Bindung oder Dichtung zwischen den zusammenpassenden Flächen auszubilden.
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Die nachfolgenden Beispiele, die die Erfindung nicht begrenzen sollen, dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung und zeigen einige der einmaligen Vorteile der Erfindung auf. Alle Teile beziehen sich auf das Gewicht, falls es nicht anders angegeben ist.
Beispiel 1
Eine 20 $ige Lösung von dem Polymerisat des in dem Beispiel 5 der US-Re.-Patentschrift 24 906 (Ulrich) beschriebenen Type aus Isooctylacrylat und Acrylsäure im Verhältnis von 95·.»5 '· 4,5 wurde in Heptan und Isopropylalkohol im Verhältnis von 4:1 zubereitet. 100 Teile der Polymerisatlösung wurden· in einen Behälter eingewogen und gerührt, während 7*5 Teile von feinverteiltem Ni^-Dimethyl-NiN'-dinitrosoterephthalamlf-.d als Blähmittel zugefügt wurden. Das Rühren wurde 10 Minuten lang fortgeführt, wonach das Gemisch homogenisiert wurde, um eine einheitliche Verteilung des Blähmittels zu erzielen. Das homogenieierte Gemisch wurde dann langsam unter Rühren weiteren 400 Teilen der Polymerisatlösung zugesetzt. Das Rühren wurde 30 Minuten lang fortgeführt, während 6,3 Teile entgaster Kieselsäure .mit einer durchschnittlichen Teilchengrösse von 0,012 Mikron (von Cabot Corporation unter dem eingetragenen Warenzeichen "Cab-O-Sil" M-5 im Handel erhältlich)"*"' in drei annähernd gleichen Anteilen zugesetzt wurden, um so eine verschäumbare Klebstofflösung zu erhalten.
Anmerkung:
+' Ein chemisch und wirkungsmässig gleichwertiges Produkt mit einem Durchmesser von etwa 0,02 Mikron ist von Degussa, Inc. unter dem eingetragenen Warenzeichen "Aerosil" R-972 zu erhalten.
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Eine gleichmässige Schicht wurde aus der verschäumbaren Klebstoff lösung auf die eine Seite eines Schutzfutters aus braunem Packpapier mit einer ablösbaren Silikonschicht auf beiden Seiten aufgetragen, und das Lösungsmittel wurde in einem Ofen bei etwa 70 C verdampft, wonach etwa 8 mg/cm Klebstoff zurückblieben. Ein 75 Mikron dickes, synthetisches papierartiges Verstärkungsblatt mit einem Grundflächengewicht von etwa 1,52 mg/cm , hergestellt aus einem nichtgewebten Gespinst aus 1,5-Denier-Rayonfasern, die mit Polyvinylalkohol gebunden sind, wurde dann auf die trockene Klebstoffoberfläche als Schicht aufgetragen. Eine gleichmässige Schicht aus der verschäumbaren Klebstofflösung wurde dann auf die entgegengesetzte Seite des mit Silikon behandelten Packpapiers aufgetragen, und das Lösungsmittel wurde in einem Ofen bei 70° C verdampft, so dass 8 mg/cm Klebstoff zurückblieben. Wenn das Packpapierfutter mit einer auf jeder Seite anhaftenden Schicht zu einer Rollenform aufgewunden wurde, blieb die zweite Klebstoffschicht an der freien Oberfläche des Rayon-Polyvinylalkohol-Papiers bleibend haften, indem sich ein Klebstoff-Papier-Klebstoff-Schichtgebilde mit einer Dicke von etwa 175 Mikron ausbildete. Wenn die Rolle, die dieses Schichtgebilde und das Schutzfutter enthielt, abgewickelt wurde, wurde das Schichtgebilde vollständig auf die eine Seite des Schutzfutters übertragen.
Das Klebstoff-Papier-Klebstoff-Schichtgebilde, das von dem Schutzfutter getragen wurde, wurde für etwa eine Minute I500 C ausgesetzt, indem es mit abgewandter Klebstoffseite über eine heisse Spule mit einem Durchmesser von etwa 1 m geleitet wurde, wobei das Blähmittel sich zersetzte und Stickstoffgas freiliess, das die Bildung einer mikrozellularen Struktur bewirkte. Das ursprünglich 175 Mikron dicke Schichtgebilde dehnte sich zu einer Dicke von 460 Mikron aus, und ergab einen Verbindungs- oder Übertragungsstreifen, der mittels normaler Massnahmen zur Behandlung von Streifen zu einer Rollenform .'aufgewickelt und etwa 1 Jahr lang gelagert werden konnte, ohne dass er mehr als 75 Mikron in der Dicke verlor. Der Durchmesser der im allgemeinen kugelförmigen Mikrowellen lag in der Grössenordnung von 200 bis JJOO Mikron.
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Der Streifen dieses Beispiels wies eine bemerkenswerte Fähigkeit auf, sich rauhen oder unregelmässigen Oberflächen, gegen die er gedrückt wurde, anzupassen, eine Eigenschaft, die ein üblicher, nichtverschäumter Streifen, der mit dem gleichen Gewicht des gleichen Klebstoffs hergestellt worden war, nicht besass. Die Gleichmässigkeit des Streifens kann mittels einer Abwandlung des l8O°-Abstreif-Hafttests, der in "Test Methods for Pressure -Sensitive Tapes", 5. Ausgabe, Pressure-Sensitive Tape Council, 1201 Waukegan Road, Glenview, Illinois 60025, beschrieben ist, gemessen werden. Der Streifen dieses Beispiels wurde mit einer Unterlage versehen, indem der Streifen auf eine Oberfläche eines Cellophanblatts, das etwa 40 Mikron dick war, aufgeschichtet wurde. Die freiliegende Klebstoffoberfläche wurde dann an der Oberfläche eines mit einem Schleifmjfcbel beschichteten Streifens (Grad 220 - mittlerer Druchmesser etwa 70 Mikron) angeklebt, der mit der schleifenden Seite nach oben auf einem starren Träger haftete. Der mit Cellophan rückbeschichtete Streifen wurde dann um sich selbst um l80° zurückgefaltet, und es wurde die Kraft gemessen, die nötig war, den Streifen von dem Schleifpapier mit einer Geschwindigkeit von JO,5 cm je Minute abzuziehen. Der mittlere Wert für den mikrοzellularen Streifen dieses Beispiels lag bei 157 g/cm Breite, während ein gleicher Streifen, der das gleiche Klebstoffüberzugsgewicht aufwies, bei dem die Klebstoffschicht aber nicht zellenförmig war, eine Kraft von nur J>K g/cm Breite erforderte.
Streifen dieses Typs sind zum Befestigen von Teilen mit geringem Gewicht wie z.B. von Namensschildern, leichten Dekorationsschildern aus Holz, Plakaten usw., geeignet. Diese Streifen haben sich auch als geeignet erwiesen, um das Ende einer Papierrolle mit dem Anfang einer anderen Rolle ohne Anhalten der Vorrichtung, auf der das Papier in Benutzung ist, zu verbinden.
Beispiel 2
Ein klebender und doppelt beschichteter synthetischer papierverstärkter Streifen wurde unter Verwendu<ng des gleichen Kleb-
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Stoffs und der gleichen Beschichtungs- und Trοcknungsmassnähmeη wie in dem Beispiel 1 hergestellt, wobei das Gesamtgewicht des
trockenen Klebstoffs 14,3 mg/cm ausmachte. Der Klebstoff wurde erwärmt, um eine mikrozellulare Struktur zu ergeben, indem der geradlinige Träger des Streifens mit der Klebstoffseite .nach oben 7,6 cm unter einer röhrenförmigen 1500-Watt-Infrarotwärmelampe mit einem goldplattierten Parabolreflektor mit einer Geschwindigkeit von etwa 1 m je Minute entlanggeleitet wurde. Die ursprüngliche Klebstoffschichtdicke von 125 bis 150 Mikron dehnte sich auf 280 bis 330 Mikron aus, wobei der Durchmesser der Mikrozellen etwa der gleiche war wie in dem Beispiel 1.
Der Streifen dieses Beispiels wurde einem Hafttest mittels einer rollenden Kugel, wie er in der oben erwähnten Pressure-Sentive Tape Council-Veröffentlichung beschrieben ist, unterworfen. Bei diesem Test wird die Weglänge einer kleinen Stahlkugel gemessen, die eine geneigte Ebene, die mit dem zu messenden Streifenprodukt überzogen ist, hinabrollt; je grosser die Klebrigkeit des Klebstoffs ist, desto kürzer ist die Weglänge, den die Kugel zurücklegt. Die überragende Gleichmässigkeit von Streifen gemäss der Erfindung bewirken eine Vergrösserung des Kleostoffbereichs, der die Kugel berührt, und zeigen daher eine grossere scheinbare Klebrigkeit als ein herkömmlicher Streifen mit einem identischen, aber unverschäumten Klebstoff, Sowohl für eine Kugel von 5 g als auch für eine Kugel von 35 g betrug die Weglänge, die auf dem Streifen dieses Beispiels zurückgelegt wurde, etwa 2/3 der Weglänge, die auf einem Streifen mit einem nichtverschäumten Klebstoff der gleichen Zusammensetzung zurückgelegt wurde.
Beispiel 3
Eine Seite eines etwa 50 Mikron dicken biaxial orientierten PoIyäthylenterephthalatfilms wurde miteinem ultradünnen Überzug geringer Adhäsion beschichtet. Auf der entgegengesetzten Seite wurde dann eine gleichmässige Schicht aus der in Beispiel 1 beschriebenen Klebstofflösung angebracht, das Lösungsmittel wurde dann verdampft, wobei eine etwa 75 Mikron dicke Klebstoffschicht
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mit einem Gewicht von etwa 660 mg/cm zurückblieb. Dieser Streifen wurde etwa eine Minute lang einer Temperatur von Ij58° C ausgesetzt, indem er mit abgewandter Klebstoffseite über eine heisse Spule mit einem Durchmesser von etwa 1 m geleitet wurde, wobei sich die ursprünglich 75 Mikron dicke Klebstoffschicht auf etwa 200 Mikron ausdehnte und die Mikrozellen etwa die gleiche Grosse wie in dem Beispiel 1 hatten.
Dieser Streifen wies ein überragendes Haftvermögen auf rauhen Oberflächen auf, wenn der dem modifizierten I8o°-Abstreif-Hafttest, der in dem Beispiel 1 beschrieben ist, unterworfen wurde. Der erhaltene durchschnittliche Wert betrug etwa 90 g/cm Breite, während ein nichtzellulares Produkt mit einer identischen Zusammensetzung und einem gleichen Überzugsgewicht ein Haftvermögen von nur etwa 17 g/cm Breite zeigte. Es wird bemerkt, dass beide Werte etwa die Hälfte von denjenigen Werten ausmachen, die mit dem Streifen des Beispiels 1 erhalten worden sind, und zwar vornehmlich darum, weil nur etwa halb so ^LeI Klebstoff vorhanden war.
Beispiel 4
Ein Mischpolymerisat aus Isooctylacrylat und Acrylsäure im Verhältnis 90 : 10 wurde nach dem Beispiel 3 der USA-Patentschrift 3 389 327 (Abere und Brochman) hergestellt, wobei ein Produkt mit einer Eigenviskosität von etwa 1,8, gemessen in verdünnter Äthylacetatlösung unter Benutzung eines Cannon-Fenske-Viskosimeters (Grosse 50), erhalten wurde. Die Polymerisatlösung wurde dann mit Heptan verdünnt, so dass ein Gesamtfeststoffgehalt von 20 # an nichtflüchtigen Bestandteilen erhalten wurde. Ein Klebstoff wurde hergesteilt,iolera 100 Teile der Polymerisatlösung in einen Behälter eingetragen und gerührt wurden, während 12 Teile von feinverteiltem NiN'-Dimethyl-N^-dinitrosoterephthalamid als Blähmittel zugesetzt wurden. Das"Vermischen wurde 10 Minuten lang fortgesetzt, und danach wurde das Gemisch homogenisiert, um eine gleichmässige Verteilung des Blähmittels zu erzielen. Dieses
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homogenisierte Gemisch wurde dann langsam unter Rühren zu weiteren 400 Teilen der Polymerisatlösung gefügt. Das Rühren wurde 50 Minuten lang fortgesetzt, während 2 Teile "Cab-O-Sil" M-5 zugesetzt wurden, um so eine verschäumfoare Klebstofflösung zu erzielen.
Ein Streifen wurde wie folgt hergestellt; Der versehäumbaren Klebstofflösung wurde 0,072 g eines Polyalkylenimin-Vernetzungsmittels zugesetzt, die dann auf ein ablösbares Schufczfutter geschichtet wurde, das Lösungsmittel wurde verdampft und der Klebstoff erwärmt, um ein Verschäumen zu erzielen, alles wie in dem Beispiel 1 beschrieben ist. Die Gesamtmenge an trockenem Kleb-
Stoff betrug 14 mg/cm mit einer Dicke von 150 Mikron vor und einer Dicke von 2j5O bis 250 Mikron nach dem Verschäumen; der Durchmesser der im allgemeinen kugelförmigen Mikrozellen lag in der Grössenordnung von 60 bis 90 Mir^on. Der in diesem Beispiel verwendete Klebstoff ist etwas zäher als der des Beispielsil, was offenbar für die etwas kleinere Grosse der Zellen verantwortlich zu machen ist.
Streifen dieses Typs sind zum Befestigen von Teilen mit grossem Gewicht und sehr grosser Beanspruchung geeignet. Ein Test zur Messung der Wirksamkeit für diesen Zweck ist wie folgt:
Eine rechteckige Aluminiumplatte (10 cm χ 20 cm), die eine polierte, ebene, spiegelglatte Oberfläche besitzt, wird als Standardtest oberfläche benutzt, die somit zu keinen Komplikationen führt, die sich aus einer Verwendung einer rauhen oder unebenen Oberfläche ergeben würden. Eine gerade Randkante der Platte (mit einem längeren Ausmass) wird so geschliffen, dass ein Winkel von 90° zu der Plattenfläche gebildet wird. Ein gewogener Aluminiumtestblock, der einen befestigten Gegenstand darstellen soll und der aus einem quadratischen Block von 2,54 cm χ 2,54 cm und mit einer Dicke von 1,27 cm besteht, wird ferner benutzt, wobei die Kanten des Blocks so geschliffen sind, dass sie einen Winkel von 90° zu der oberen Fläche bilden, die eine polierte, spiegelblanke, ebene Oberfläche ist. Ein kleiner Haken (zum Tragen des Geichts)
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wird an der Randfläche befestigt, und zwar mit gleichem Abstand von den Seiten, aber um 3,2 mm aussermittig, um so näher der Blockoberfläche als der Blockunterseite zu sein. Die oberen Flächen der Platte und des Blocks werden unmittelbar vor der Verwendung gereinigt, indem sie zunächst mit einem feinen Schmirgeltuch geschliffen werden, um Oberflächenverunreinigungen zu entfernen, und dann mit einem Lösungsmittel aus Methyläthylketon gewaschen und getrocknet werden.
Der mit einem Schutzfutter versehene Klebestreifen wird vor dem Testen den Versuchsbedingungen angepasst, indem er der Atmosphäre bei etwa 22° C und mit 50 v/o relativer Feuchtigkeit wenigstens 16 Stunden lang ausgesetzt wird, und der Test wird dann unter diesen Bedingungen durchgeführt.
Es wird eine Streifenprobe benutzt, die grosser ist als der Block. Wenn der Streifen ein Schutzfutter auf einer Seite aufweist, wird die freie klebrige Seite mit der oberen Fläche des Testblocks in Berührung gebracht, wobei die Probe mit einer Rollbewegung aufgebracht wird, umeinen engen Kontakt sicherzustellen und einen Einschluss von Luft zu verhüten. Die Probe wird dann mit einem Rasiermesser auf die genaue Grosse des Blocks zugeschnitten. Das Schutzfutter wird entfernt, und der Testblock wird unter Anwendung einer Rollbewegung auf der oberen Fläche der Platte (nun in horizontaler Lage auf einem Tisch befindlich) angeordnet, so dass die hakentragende Randfläche mit der Randkante der Platte ausgerichtet ist. Ein 1000 g-Gewicht wird auf dem horizontalen Rücken des Testblocks etwa 15 Minuten lang angeordnet, um eine geregelte Druckwirkung auszuüben und einen innigen Kontakt zwischen den beiden Klebstoffschichten und den Aluminiumflächen sicherzustellen. Die Platte wird dann in eine senkrechte Lage gebracht, und ein 2000 g-Gewicht wird an dem Haken an dem Boden des Blocks aufgehängt. Die qua&tische Probe des mit der Schaumschicht versehenen Klebestreifens wird dann zwischen der Platte und dem Block angeordnet, so dass die Probe an der Platte und dem Block ketybt, wobei der letztere mit dem angehängten Gewicht belastet ist und dazu neigt, die Streifenprobe auf der und über die Plattenoberfläche hinweg herunterzuziehen.
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Die Zeitspanne zwischen dem Hängen des Gewichts und dem Fallen des Blocks, in Stunden gemessen, ist der "Wert für die Bindekraft des Klebstoffs", auf die hier Bezug genommen wird. Dieser Wert sollte wenigstens JO Stunden und vorzugsweise wenigstens 50 Stunden betragen.
Es soll festgestellt werden, dass unter diesen Testbedingungen die angebrachte Streifenprobe eine Last (die sich sowohl aus dem Gewicht des Aluminiumblocks als auch dem angehängten Gewicht zusammensetzt) trägt, die viel grosser je Einheitsstreifenbereich ist, als wenn die Streifenprobe bei den oben erwähnten Verwendungsarten als Befestigungsmittel dient, und dass der Streifen in Berührung mit den glatten, ebenen Aluminiumflachen steht.
Eine Schnelltestmethode ist offensichtlich erforderlich. Der Versuch zeigt, dass ein Befestigungsstreifen, der einen Wert für die Bindekraft des Klebstoffs von wenigstens j50 Stunden nach einer solchen Bestimmungsmethode hat, eine dauerhafte Wirkung als Befestigungsmittel unter normalen Gebrauchsbedingungen garantieren sollte.
Der Blockschubfestigkeitswert des Streifens nach diesem Beispiel 4 ( nach dem vorstehenden Test bestimmt ) betrug über 166 Stunden; ein Versagen erfolgte durch Abspalten (Verschieben) des Klebstoffs . Ein Streifen mit einem gleichen Gewicht vondem gleichen, aber unverschäumten Klebstoff versagte nach annähernd 10 Stunden.
Beispiel 5
500 Teile einer 25 j6igen nichtflüchtigen Lösung von klebrig gemachtem Butadien-Styrol-Blockmischpolymerisatklebstoff wurde nach dem Beispiel 1 der USA-Patentschrift 5 389 827 (Abere und Brockman) wie folgt hergestellt: 100 Teile dieser Lösung wurden in einen Behälter eingewogen, und die Lösung wurde gerührt, während 6,0 Teile N,N!-Dimethyl-N,N!-dinitrosoterephthalamid als Blähmittel zugesetzt Wrden. Das Mischen wurde 10 Minuten lang
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fortgesetzt, und das Gemisch wurde dann zur Erzielung einer gleichmässigen Verteilung des. feinverteilten Blähmittels homogenisiert. Dieses homogenisierte Gemisch wurde dann langsam unter Rühren weiteren 400 Teilen der Lösung zugefügt, und das Rühren wurde 50 Minuten lang fortgesetzt, während 2,0 Teile "Cab-0-Sil"* M-5 zugefügt wurden, wodurch dann eine verschäumbare Klebstofflösung erhalten wurde.
Ein Streifen wurde nach der in dem Beispiel 1 beschriebenen Art und Weise hergestellt und verschäumt, mit der Ausnahme jedoch, dass das Gesamtgewicht des trockenen Klebstoffs 13*5 mg/cm betrug. Das ursprünglich 200 Mikron dicke Gebilde dehnte sich nach dem Verschäumen auf J500 Mikron aus, und zwar weitgehend aufgrund der thermoplastischen Natur des Klebstoffs. Der Durchmesser der Mikrozellen lag in der Grössenordnung von 50 bis 75 Mikron. Wie der Streifen nach Beispiel 4 ist der Streifen nach diesem Beispiel 5 als stark beanspruchtes Befestigungsmittel geeignet. Bei dem in dem Beispiel 4 beschriebenen Test hatte der Streifen eine Versagungszeit von über I66 Stunden.
Beispiel 6
Ein Klebstoff wurde wie folgt hergestellt: 92,5 Teile Methyläthylketon (handelsübliche Qualität) und 92,5 Teile Toluol (handelsübliche Qualität) wurden in einen Behälter eingewogen und gerührt, während 85 Teile pulverisiertes Polyterpenharz (Hercules S-1010) und 100 Teile eines thermoplastischen kautschukartigen Blockmischpolymerisats aus Styrol-Butadien-Styrol zugesetzt wurden. Das Mischen wurde 10 Minuten lang fortgeführt, bis sich eine vollständige Lösung gebildet hatte, die 50 % nichtflüchtige Bestandteile enthielt. Dieser Lösung wurden 11,1 Teile Diisopropylazodiformiat als flüssiges Blähmittel, 11,1 Teile eines Katalysators ("Lucidol" DS-207) und 5,5 Teile "Cab-0-Sil" M-5 zugesetzt. Das Rühren wurde fortgeführt, bis eine Vollständige Lösung erhalten wurde.
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Wenn der Klebstoff unter unbehinderten Bedingungen erwärmt wurde, dehnte er sich auf etwa 530 Mikron aus, wobei die Mikrozellen einen Durchmesser von etwa 125 bis 175 Mikron im Durchmesser aufwiesen. Dieser Streifen wird jedoch nicht vor dem Gebrauch verschäumt. Der Streifen kann zwischen Paneelen angeordnet werden, die sich dann überlappen und vernietet werden, und die Nahtstelle kann dann einem Luftstrom aus einer Warmluftpistole ausgesetzt werden, um den Klebstoff zu verschäumen und dadurch eine luftdichte Bindung oder Dichtung zu bilden. Die Figur 3 veranschaulicht das Aussehen der vernieteten Nahtstelle in einer schaubildlichen Querschnittsansicht. Die Nietnägel 33 verbinden die Paneele 31 und J>2t wobei sich die verschäumte Klebstoff schicht 12 (die aus dem Klebstoff I3 besteht, der Mikrobläschen 14 enthält) den Unregelmässigkeiten anpasst und alle Hohlräume zwischen den Paneelen ausfüllt.
Beispiel J
Ein Klebstoff des in der USA-Patentschrift 2 410 053 (Drew) beschriebenen Typs wird wie folgt hergestellt: Ein grundmaterial, das durch Vereinigen von 100 Teilen an rohem Kautschuk, 20 Teilen Zinkoxid und 20 Teilen Titanoxid auf einer Gummiwalze hergestellt worden ist, wird in einem Mogul eingetragen, der zuvor mit etwa 18 kg gespanntem Dampf in dem Heizmantel erwärmt worden ist. Das Grundmaterial wird 20 Minuten lang in dem heissen Mogul bearbeitet, wonach 20 Teile Baumharz zugefügt werden, und das Mischen fortgeführt wird, bis ein gleichmässiges Gemisch erhalten wird. 40 Teile Polyterpenharz ("Piccolyte" S-II5) werden dann zugesetzt, und das Mischen wird etwa 2 Stunden und 25 Minuten lang fortgesetzt. Der Mogul wird abgekühlt und bei 110° C gehalten, 10 Teile lösliches Phenol-Formaldehydharz der B-Stufe ("Bakelite" CKR 1634) werden zugesetzt, und das Mischen wird für 15 Minuten wieder aufgenommen. Der Mogul wird dann abgekühlt, indem man kaltes Wasser durch den Mantel leitet. Dann werden 10 Teile des gleichen Phenolharzes und 2 Teile 2,5 -Di-tert.-amylhydrochinon-C'Santovar" A-) Harz zugesetzt, und das Mischen wird für 3 Minuten forgeführt.
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Dann werden 85 Teile Heptan zugefügt, es wird 10 Minuten lang gemischt, 5 Teile Zinkresinat und 258 Teile Heptan werden zugegeben und das Mischen wird fortgeführt, bis eine einheitliche Lösung erhalten wird, die annähernd 37 % nichtflüchtige Bestandteile enthält. Von dieser Lösung werden 70 Teile in einen Behälter eingewogen und gerührt, während 5 Teile N,N'-Dimethyl -Ν,Ν'-dinitrosoterephthalamid zugesetzt werden. Das Rühren wird für 10 Minuten fortgeführt und das Gemisch unter Bildung einer verschäumoaren Grundmischung homogenisiert. Diese Grundmischung wird in 200 Teile der KIebstofflösung eingerührt, und das Rühren wird für 30 Minuten fortgeführt, während 5 Teile "Cab-0-Sil" M-5 zugesetzt werden. Der Streifen wird dann, wie in dem Beispiel 1 beschrieben ist, hergestellt, wobei die trockene Klebstoffschicht
150 Mikron dick ist und 13 mg/cm wiegt. Der Klebstoff wird wie in dem Beispiel 1 verschäumt, und die dann erhaltene Dicke Deträgt 28O Mikron, wobei die Mikrozellen einen Durchmesser von etwa 75 bis 150 haben.
- Patentansprüche -
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Claims (1)

  1. Patentans prüche
    1. Zusammengesetztes Gebilde, enthaltend eine Unterlage, z.B. eine nachgiebige Blattunterlage, die auf mindestens einer ihrer Hauptοberflachen mit einer Schicht aus normalerweise kleürigem und druckempfindlichem Klebstoff versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass als Klebstoffsehicht eine Schicht aus einem normalerweise klebrigen und druckempfindlichen Klebstoff verwendet wird, der in vollständiger Verteilung eine "Vielzahl von autogenen mikroskopischen, kugelförmigen, geschlossenen Zellen mit einer lichten Weite in der Grössenordnung von j50 bis 100 enthält, und die Zellen in einem solchen Anteil vorhanden sind, dass das Leervolumen der Klebstoffsehicht 25 bis 85 $ ausmacht, und die Zellwände durch den Klebstoff ausgebildet sind.
    2. Geoilde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlage eine längliche, nachgieoige Blattunterlage ist und das Geoilde unter Bildung einer Streifenrolle und Umwicklung um sich selbst aufgerollt ist.
    j5. Klebestreifen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebstoffsehicht bis zu etwa 15 Gew.-^ ein Keimoildungs -Verstärkungsmittel enthält, das aus Teilchen mit einem durchschnittlichen Durchmesser von beträchtlich unter 1 Mikron besteht.
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    4. Klebestreifen nach Anspruch J5, dadurch gekennzeichnet, dass das Keimbildungsmittel entgaste Kieselsäure ist.
    5. Klebestreifen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlage als temporärer Träger ausgebildet ist, indem sie von der Klebstoffschicht unter Ausbildung einer stark anpassungsfähigen Übertragungsklebstoffschicht entfernbar ist, nachdem die freie Oberfläche der letzteren auf einer Unterlage angebracht worden ist»
    6. Klebestreifen nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, i dass jede Hauptfläche der Unterlage mit gleichen Klebstoffschichten versehen ist, die jeweils festhaftend an die Unterlage gebunden sind.
    Klebestreifen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die geschlossenen Zellen 40 bis 70 % des Volumens der Klebstoffschicht ausmachen und einen durchschnittlichen Durchmesser von 60 bis 120 Mikron haben.
    8. Klebestreifen nach Anspruch "Jt dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlage feste, geradlinige angeordnete Fäden enthält.
    9. Verfahren zur Herstellung des Klebestreifens nach Anspruch
    2 mit einer auf einer Streifenunterlage aligebrachten Schicht aus normalerweise klebrigem und druckempfindlichem Klebstoff, dadurch gekennzeichnet, dass man dem Klebstoff vollständig in gleichmässiger Verteilung 2 bis 15 Gew.-% eines Blähmittels, das sich unter Wärmeeinwirkung unter Bildung eines Gases »rsetzt, sowie 1 bis 10 Gew.-^ eines feinverteilten Keimbildungs-Verstärkungsmittels, um das sich die Bläschen der Gase herumbilden können, einverleibt.
    10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Blähmittel N,NI-Dimethyl-N,N1-dinitrosoterephthalamid
    - ist. "
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    11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Keirabildungs-Verstärkungsmittel entgaste Kieselsäure
    • ist.
    12. Gebilde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlage eine von zwei nicht vollständig parallelen Oberflächen ist, zwischen denen in einem gleichmässigen Kontakt und in fester Bindung mit diesen Oberflächen die zellulare Klebstoffschicht angeordnet ist.
    13. Gebilde nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Streifenunterlageteil zentral in der Klebstoffschicht angeordnet und festhaftend an diese geounden ist.
    Dr.Ve./Br.
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