DE2415304B2

DE2415304B2 - Druckempfindlicher elektrisch isolierender klebestreifen

Info

Publication number: DE2415304B2
Application number: DE19742415304
Authority: DE
Inventors: Robert B.; Smith Werter P.; St. Paul Minn. Snell (V.St.A.)
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1973-03-28
Filing date: 1974-03-27
Publication date: 1977-07-21
Also published as: SE410109B; BR7402418D0; FR2223442A1; JPS49129730A; JPS5836031B2; US3876454A; DE2415304C3; CA1022805A; DE2415304A1; FR2223442B1; IT1003920B; GB1440409A

Description

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Die Erfindung betrifft einen druckempfindlichen, elektrisch isolierenden Klebstreifen aus einer flexiblen Trägerfolie, welche eine Zugfestigkeit von mindestens kp/cm² aufweist und auf einer Oberfläche in gleicher Flächenausdehnung mit einer mindestens 5μ dicken Schicht eines druckempfindlichen Klebstoffs auf Elastomerbasis, der eine Klebehaftung an Stahl von mindestens 30g pro cm Breite aufweist, überzogen und fest verbunden ist.

Da elektrisch isolierende Streifen mit elastomerer Trägerfolie ausgezeichnete Isolatoren und äußerst gleichmäßig anpaßbar sind, finden sie insbesondere beim Umwickeln von Kabeladern Verwendung, um eine zuvor von den Leitern entfernte Isolation zu ersetzen. Solche Streifen können einfach ein slreckungsfähiger elastischer Kautschukstreifen sein, welcher, wenn er um mehr als 50% seiner natürlichen Abmessungen gedehnt oder gestreckt und zur Überlappung gebracht wird, die Eigenschaft der Selbstklebung oder Selbstverschmelzung zeigt. Solche Streifen werden gewöhnlich als »selbstverschmelzende« Streifen bezeichnet, weil die sich spiralförmig überlappende Schichten ihre Identität verlieren und eine einheitliche Umkleidung bilden können.

Die selbstverschmelzenden Streifen und druckempfindlichen Klebestreifen mit elastomerer Trägerrolie leiden unter einem allgemeinen Nachteil, da sie beide die Verwendung eines Abdeckblatts oder einer Sperrschicht zwischen benachbarten Wicklungsschichten erfordern, um ein Blockieren zu verhindern, wenn sie in Rollenform um sich selbst gewickelt werden. Ein solches Blockieren ist selbstverständlich selbstverschmelzenden Streifen zu eigen, da die benachbarten Schichten aus elastomeren Materialien zusammengesetzt sind, welche blockieren oder mit sich verschmelzen sollten. Druckempfindliche Klebestreifen mit elastomeren Trägerfolien blockieren ebenfalls leicht, da der Klebstoff fast immer auf Basis eines Elastomers aufgebaut ist, welches mit dem Elastomer der Trägerfolie sehr verträglich ist.

Abdeckstreifen und geringklebende Leimschichten in Bandrollen sind aus einer Reihe von Gründen unerwünscht. Abdeckstreifen müssen entfernt und während der Anwendung verworfen werden, was extra Arbeit bedeutet und ein Beseitigungsproblem für den Verbraucher verursacht. Geringklebende Leimüberzüge müssen mit großer Sorgfalt aufgebracht werden, um die richtige Gleichförmigkeit zu erhalten, erfordern gewöhnlich teure Materialien und erhöhen somit die Kosten des Streifens. Außerdem sind die Rollen sowohl der mit geringklebendem Leim überzogenen Streifen als auch die Streifen, weiche Abdeckblätter verwenden, lose gewickelt und neigen daher dazu, sich unbeabsichtigt abzuwickeln. Ein solcher Nachteil ist zu erkennen, wenn man sich die mißliche Lage eines Arbeiters oben auf einem Leitungsmast vergegenwärtigt, der versucht, ein Kabel zu umkleben, und die Rolle frei fallen läßt, während er ein Ende des Streifens hält. Die Rolle wird sich unter solchen Umständen vollständig abwickeln, womit dem Arbeiter die Wahl bleibt, die Rolle erneut aufzuwickeln oder vollständig zu verwerfen.

Aus der DT-OS 1594178 ist ein druckempfindlicher Klebestreifen ohne Abdeckblatt bekannt, der aus einer flexiblen Trägerfolie und einer Schicht aus einem Kautschukharz-Klebstoff besteht, welche auf einer Seite der Trägerfolie fest haftet. Der dortige Kautschukharz-Klebstoff besteht aus einem 1,4-PoIybutadien mit mehr als 95-%-cis-Konfiguration. Diese DT-OS beschreibt somit die Verwendung eines ganz speziellen Klebstoffs, der aufgezogen auf einer flexiblen Trägerfolie eine Streifenfolie liefert, die sich bei Temperaturen von -30'C bis +30'C leicht abwickeln läßt. Beim Aufziehen dieser Klebstoffmasse auf eine Äthylen-Ptopylen-Elastomer-Trägerfolie käme es jedoch ohne Verwendung eines Abdeckstreifens oder einer Sperrschicht zu einer Blockierung und könnten die Wicklungen des Streifens nicht abgewickelt werden. Die dort verwendeten Trägerfolien können aus einer Polyvinylchloridfolie bestehen, die zur Erhöhung ihrer Elastizität und Streckfähigkeit weichgemacht worden ist. Es handelt sich bei derartigen Trägerfolien jedoch nicht um solche des Elastomertyps.

Die US-PS 3129816 beschreibt femer einen druckempfindlichen elektrisch isolierenden Klebestreifen, der ohne Verwendung eines Abdeckstreifens in Rollenform aufgewickelt und gelagert werden kann und eine weichgemachte Vinylträgerfolie enthält. Ein solcher Streifen ist zwar etwas anpaßbar, wenn man ihn streckt

und um ein Werkstück wickelt, doch »Hießt« er nicht zu Stellen, an denen sich Leer- bzw. Hohlräume bilden, wenn man ihn zur Leiterisolierung unter Bildung eines Endverschlusses übereinanderwickelt.

Aus der DT-OS 1958861 sind selbstverschmelzende Streifen bekannt, welche mit einer Schicht aus kautschukartigem Harz oder druckempfindlichem Klebstoff auf Acrylatbasis überzogen sein können. Diese Streifen zeigen zwar sofortige Klebehaftung an Leiterflächen, müssen jedoch zusammen mit einem Abdeckstreifen verwendet werden, weil der dortige spezielle Klebstoff und die dortige spezielle Trägerfolie beim Aufbringen auf einen Leiter miteinander »verschmelzen« sollen.

Die DT-AS 1964747 beschreibt elektrisch isolierende Streifen, die mit einer selbstklebenden Schicht überzogen sind, die aus Copolymeren von Acrylestern mit N-Vinyllactamen besteht. Kein Hinweis in dieser DT-AS gilt der Aufbringung dieses mit selbstklebender Schicht ausgestatteten Streifens auf elastomere Unterlagen, um einen deckstreifcnfreien elastomeren druckempfindlichen Klebestreifen zu erhalten. Der Träger dieses elektrisch isolierenden Streifens kann gegebenenfalls eine klebstoffabweisende Rückseitenbeschichtung aufweisen und/oder mit einer haftvermittelnden Zwischenschicht versehen sein. Daraus ist abzuleiten, daß die Streifen dieser DT-AS ohne die klebstoffabweisende Rückseitenbeschichtung oder die Zwischenschicht in Rollenform einer Blockierung ausgesetzt sein können.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen druckempfindlichen, elektrisch isolierenden Klebestreifen zur Verfügung zu stellen, der sofortige Klebe haftung an einem Substrat, z. B. an einer Lederoberfläche, an welcher er angebracht ist, zeigt, trotzdem aber sich außergewöhnlich gut anpaßt und unter Füllung von Loerräumen, die durch Überlappen des Streifens entstehen können, zu »fließen« vermag, so daß ein fester Isolationsschutz ermöglicht wird, und außerdem in Rollenform aufwickelbar ist, ohne daß ein Abdeckstreifen oder ein Sjierrüberzug angebracht werden müßte.

Diese Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß ein druckempfindlicher, elektrisch isolierender Klebestreifen zur Verfügung steht, der beim Anbringen an einem Substrat eine sofortige Klebehaftung an diesem zeigt, sich dem Substrat außergewöhnlich gut anpaßt, unter Füllung entstandener Leerräume zu »fließen« vermag und in Rollenform aufgewickelt werden kann, ohne daß ein Abdeckstreifen oder ein Sperrüberzug angebracht werden müßte. Diese Eigenschaften des Klebestreifens der Erfindung sind überraschend, weil an sich zu erwarten war, daß die Eigenschaften der sofortigen Klebehaftung, des »Fließens" und der Anpassungsfähigkeit einer Aufwickelbarkeit in Rollenform ohne Abdeckstreifen oder Sperrüberzug entgegenstehen müßten. Für die vorgeschlagene Kombination des Klebestreifens waren die Eigenschaften des letzteren nicht zu erwarten, da Elastomere, die in ihren physikalischen Eigenschaften sehr ähnlich sind, die Neigung zur physikalischen Verträglichkeit zeigen und sogar sehr oft verschmelzen, wenn sie miteinander in Berührung gebracht werden. Unerwarteterweise führen jedoch die Elastomeren auf Basis von Polymeren des Äthylens und Propylens nicht zu einer Blockierung mit den erfindungsgemäß zu kombinierenden druckempfindlichen Elastomer-Klebstoffen.

Der Klebestreifen der Erfindung kann nach dem Aufwickeln in Rollenform schnell abgewickelt werden, selbst nach einer Lagerung für eine lange Zeitdauer unter den verschiedensten Temperatur- und Atmosphärenbedingungen. Die Streifenrolle widersteht einem unbeabsichtigten Abwickeln; dennoch kann der Klebestreifen schnell abgenommen werden. Der

ίο Klebestreifen gewährleistet einen Schutz gegenüber den Umgebungseinflüssen, wenn er auf ein Werkstück aufgebracht wird, und bietet eine gute Ausgewogenheit physikalischer, chemischer und elektrischer Eigenschaften, die zur Anwendung für elektrische Iso-

is lationen erwünscht sind.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen erläutert, worin Fig. 1 eine Rolle des druckempfindlichen Klebestreifens ohne Abdeckblatt mit elastomerer Trägerfolie zeigt und Fig. 2 eine vergrößerte Kantensicht des Streifens der Fig. 1 widergibt.

Der Streifen weist, wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, einen Streifen oder ein Band 1 aus dem elastomeren Material auf, welcher(s) auf einer Hauptfläche mit einer Schicht 2 eines normalerweise klebgierigen, druckempfindlichen Klebstoffs überzogen ist, der aus einem elastomeren Material aufgebaut ist, das mit dem die Trägerfolie bildenden Material physikalisch unverträglich ist, was noch näher erläutert wird. Ein solcher Streifen kann als Rolle 3 um sich selbst aufgewickelt, ohne ein Abdeckblatt oder geringklebenden Leimüberzug zu erfordern, bei Temperaturen bis zu 65 C und bis zu 42 Stunden gelagert und danach schnell ohne EntSchichtung, Absetzen des Klebstoffs oder Blockieren der Schichten abgewickelt werden. Vielmehr trennt sich der erfindungsgemäße Streifen beim Abwickeln sauber an der Zwischenfläche zwischen dem Streifen und der benachbarten Trägerfolie.

Bisher würde man im allgemeinen zu erwarten haben, daß der Klebstoff unbeabsichtiglerweise blockieren oder sich mit der elastomeren Trägerfolie vermischen würde, so daß es unmöglich wäre, eine solche saubere Trennung zu erhalten.

Ein wichtiger Vorteil des erfindungsgemäßen Streifens ist, daß er eine augenblickliche Klebehaftung an der Wanken Metallische eines Leiters zeigt, auf welchen er als Isolation aufgebracht werden soll, wie auch an der Oberfläche der ursprünglichen Isolation auf dem Leiter und auf sich selbst. Ergebnis dieser augenblicklichen Klebehaftung ist, daß das Aufbringen des Streifens erleichtert, der oder die frisch isolierten Leiter sofort wieder in Betrieb genommen werden wird, und eine Bandumhüllung nicht mit einem Plastikstreifen umwickelt zu werden braucht, was in der Vergangenheit oft getan wurde, um einen selbstverschmelzenden Streifen fest genug zu halten und Feuchtigkeits- und elektrische Festigkeit zu erhalten.

Die Trägerfolie des Klebestreifens der Erfindung

kann um mindestens 50% ihrer ursprünglichen Länge ohne Bruch gestreckt werden. In einigen Fällen kann

do eine Grundierung erforderlich sein, um den druckempfindlichen Klebstoff fest mit der Trägerfolie zu vereinen. Die elastomere Trägerfolie des erfindungsgemäßen Streifens enthält das Elastomer, das mit verschiedenen Zusätzen, wie Füllstoffen, Weich-

('5 machern, kiebrigmachcnden Mitteln, Vernetzungsmitteln, Antioxidantien usw. homogen abgemischt ist. Der Begriff »Elastomer« besitzt in der vorliegenden Benutzung seine herkömmliche Bedeutung: Elasto-

mere strecken sich unter Spannung rasch und beträchtlich, erreichen hohe Dehnungswerte (500 bis 1000%) bei geringer Dämpfung, d. h. wenig Energieverlust als Wärme; sie müssen eine hohe Zugfestigkeit und einen hohen Modul (Steifheit) zeigen, wenn sie vollständig gestreckt werden und schnell zurückschnellen. Nach Wegnahme der Spannung nehmen Elastomere vollkommen wieder ihre ursprünglichen Dimensionen ein.

Die druckempfindlichen Klebstoffe sind ebenfalls aus elastomeren Materialien zusammengesetzt, welche mit klebrigmachenden Mitteln, Weichmachern und anderen Zusätzen homogen abgemischt werden können.

Die Klebstoffe sind in ihrem normalen trockenen Zustand auf dem Streifen aggressiv klebgierig und weisen die richtige Ausgewogenheit an Kohäsion, Reckbarkeit und Elastizität auf, was gestattet, den Klebestreifen beim bloßen Pressen anzukleben, jedoch von einer Oberfläche ohne Entschichtung oder Absetzen des Klebstoffs abzuziehen.

Der folgende einfache Test ist vorgeschlagen worden, um die Eignung verschiedener druckempfindlicher Klebstoffe mit der elastomeren Trägerfolie zu ermitteln. Eine Schicht aus einem zu testenden druckempfindlichen Klebstoff wird zunächst gleichmäßig auf der flachen polierten Oberfläche einer nichtrostenden Stahlplatte aufgezogen, um einen trockenen Überzug von mindestens 2,5 cm Breite, 15 cm Länge und etwa 25Mikron Dicke zu erhalten. Dann wird ein 2,5 cm breiter, 12-15 cm langer Streifen des zu testenden elastomeren Trägerfolienmaterials an der Oberfläche des getrockneten druckempfindlichen Klebstoffs durch gleichmäßiges Aufsetzen desselben und zweimaliges Überglcitenlassen einer 1-kg-Walze mit Gummioberfiäche aufgeklebt, während annähernd 2,5 cm des einen Endes der Trägerfolie frei gelassen wird. Die Klebstoff-Trägerfolie-Kombination wird dann 24 Stunden bei 65"C kcnditioniert. Schließlich wird das freie Ende der Trägerfolie in einen der Probehalterbacken eines »Instronw-Zugfestigkeitstestgeräls gespannt, wobei das freiliegende Ende der Stahlplatte dem freien Ende der Trägerfolie benachbart ist und das freie Ende der Trägerfolie über sich selbst mit einem 180°-Abziehwinkel bei einer Kreuzkopfgeschwindigkeit von 30cm je Minute gezogen wird. Der Klebstoff und die elastomere Trägerfolie werden als geeignet zur gemeinsamen Verwendung in vorliegender Anmeldung eingestuft, wenn ein Abziehabstand (Länge der vom Klebstoff abgestreiften Unterlage) größer als 2,5 cm erhalten und die Dehnung der Trügörfolie geringer als etwa 100 Prozent ist. Der Klebstoff sollte sich während des Tests von der Platte nicht abstreifen lassen. Wenn ein Abstreifen des Klebstoffs von der Platte eintritt, sollte zunächst eine geeignete Grundierung auf die Platte aufgezogen werden. Neben der Erfüllung der Erfordernisse des oben dargelegten Tests sollte die Trägerfolie um mindestens 50% ihrer ursprünglichen Lange ohne Bruch gestreckt werden können und eine Zugfestigkeit von mindestens 14 kg/cm³ haben, wenn sie, wie nachfolgend beschrieben wird, getestet wird.

Die Trägerfolie variiert in der Dicke von etwa 0,1 bis 1,5 mm und in der Breite je nach dem speziellen Anwendungszweck. Eine zweckmäßige Breite für einen elektrisch isolierenden Klebestreifen liegt im Bereich von etwa 0,5-8 cm. Das Elastomer der Trägerfolie kann durch Zugabe verschiedener Zusätze, wie Weichmacher, klebrigmachender Mittel, Vernetzungsmittel, Füllstoffe, Färbemittel usw., modifiziert werden. Andere Zusätze können für spezielle Zwecke enthalten sein, z. B.

um die Trägerfolie wärmeleitend, elektrisch leitend oder reflektierend zu machen.

Äthylen-Propylen-Elastomcrc liefern ein zähes, widerstandsfähiges kautschukartiges Grundmaterial, zu welchem die anderen nachfolgend angegebenen

ίο Komponenten zugegeben werden können, um Streifen mit größter chemischer Stabilität und Festigkeit gegenüber Umgebungseinflüssen zu erhalten. Trägerfolien mit erwünschter Festigkeit, elektrischen und chemischen Eigenschaften können aus einer Masse gebildet werden, in welcher die einzige elastomere Komponente ein Äthylen-Propylen-Elastomerist. Beide Copolymere des Äthylens und Propylens oder Terpolymere, die einen Zusatz eines kleineren Prozentgehaltes an nichtkonjugiertem Dien, wie Dicyclopentadien enthalten,

haben sich als brauchbar erwiesen. Äthylen und Propylen sind typischerweise in annähernd gleichen Gewichismengen in den brauchbaren Äthylen-Propylen-Elastomeren enthalten, wobei beispielsweise Äthylen etwa 3O-7OGew.-% und vorzugsweise 40-60Gew.-% dieser Elastomeren ausmacht Die höher molekularen Äthylen-Propylen-Elastomercn werden etwas mehr bevorzugt wegen ihrer größeren physikalischen Festigkeit.
Verstärkende thermoplastische Harze, die in der Trägerfolie verwendet werden können, sind z. B. Polyäthylen und Polypropylen. Als Härtungsmittel für das Elastomer der Trägerfolic kommen z. B. Dicumylperoxid, ein Nitrosamin oder Polymethylolphenol in Betracht. Verstärkende Füllstoffe können ebenfalls verwendet werden, um die Trägerfolie zu verstärken. Der Verstärkungseffekt des Polyäthylens oder Polypropylens tritt bei Mengen von mehr als etwa 10Gew.-% der elastomeren Komponente auf. Bei mehr als etwa 50Gew.-% des Elastomers wird andererseits die durch eines dieser Harze gelieferte erhöhte Festigkeit durch verminderte Dehnungseigenschaften aufgehoben. Polyäthylen, insbesondere hochmolekulares Polyäthylen, gibt - wie gefunden wurde - die besten Ergebnisse. Ausgezeichnete Ergebnisse mit PoIypropylen werden erhalten, wenn es in kleineren Mengen zugegeben wird, wie etwa 15Gcw.-%, bezogen auf das Elastomer.

Das harzartige klebrigmachende Mittel, das uuf der Grundlage der Verträglichkeit mit und Wirksamkci!

beim Klebrigmachen der elastomeren llauptkomponente ausgewählt wird, verleiht der Trägerfolie gute Haflcigenschaften für die druckempfindliche Kleb· stoffschicht. Brauchbare klebrigmachende Mittel sine dem Fachmann geläufig; es wurde jedoch gefunden ss daß im Handel erhältliche klebrigmachende Mittel wie ein Olycerlnester von hydriertem Kolophonium ein thermoplastisches Terponharz und ein Petroleum kohlenwasserstoffharz das Elastomer in geeignete Weise klebrig machen, wenn sie in mäßigen Menge! zugesetzt werden. Die erwünschte Menge von harz artigem klebrigmachendem Mittel kann etwas mi seiner Wirksamkeit variieren.

Weichmacher und weiohmachende Mittel, die mi dem Elastomer verträglich sind, können ebenfalls Ii 6j der Trägerfolie enthalten sein, um deren Streckeigen schäften zu verbessern wie auch die Verarbeitun zu erleichtern. Im allgemeinen liegen etwa 25OeW.*¹! Weichmacher, bezogen auf das Elastomer, und voi

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zugsweise nicht weniger als etwa 10Gcw.-% vor. Zu brauchbaren Weichmachern zählen ein chloriertes Polyphenolharz, ein naphthenischcs Kautschukverarbcitungsöl und ein Paraffinöl. Füllstoffe, wie weicher Ton, Diatomeenkiese'.säure und anorganisches Oxid, können ebenfalls in der Trägerfolie enthalten sein und sind aus Gründen der Wirtschaftlichkeit bis zu etwa 125Gew.-%, bezogen auf das Elastomer, zugegen. In bestimmten Ansätzen sind verstärkende Füllstoffe erwünscht, um die Trägerfolic zu verstärken und handlicher zu machen. Ruß ist gewöhnlich enthalten, um den Streifen anzufärben.

Kleinere Mengen verschiedener Zusätze können ebenfalls in der Trägerfolie enthalten sein, um spezielle Eigenschaften zu verstärken oder bestimmte Eigenschaften zuzufügen. Zum Beispiel können Schmiermittel, wie niedrigschmelzendes Polyäthylen oder Stearinsäure, und flammverzögernde Mittel, wie kleinteiliges Polyvinylchloridharz zusammen mit Antimontrioxid, enthalten sein. *°

Der druckempfindliche Klebstoff kann einer aus einer Vielzahl von für diesen Zweck bekannten Materialien sein. Diese Materialien sind Elastomere oder Massen auf Basis Eiastomerer, einschließlich Polyacrylate, Acrylate, Silikonkautschuke, Polyurethan, Polyvinylälher, Naturkautschuke und GRS-Kautschuke. Diese Elastomeren können den Zusatz eines geeigneten verträglichen klebrigmachenden Materials erfordern, um ihre Haftklebeeigenschaften (Adhäsivität) zu verbessern. Andere Zusätze können ebenfalls den Elastomeren zugegeben werden, wie Vulkanisationsmittel, Weichmacher, absitzfest machende Mittel (i. Orig. antislumpingagents). Antioxidantien und Füllstoffe. Die druckempfindlichen Klebstoffe sind in ihrer normalen trockenen Form auf dem Streifen aggressiv klebgicrig und besitzen die richtige Ausgewogenheit nach vier Richtungen der Adhäsion, Kohäsion, Reckbarkeit und Elastizität, was erlaubt, eine hiermit überzogene elastomere Tragerfolie beim bloßen Kontakt mittels Fingerdruck fest anzukleben und dennoch von glatten Oberflächen, an welchen sie zeitweilig aufgebracht worden waren, abzuziehen oder -streifen ohne ein Entschichten oder Absetzen des Klebstoffs. Bestimmte synthetische Polymere und Copolymere besitzen eine solche Molekularstruktur, daß sie von sich aus die gewünschten klebgierigen kautschukartigen Eigenschaften aufweisen, was ihren direkten Einsatz ohne Zusatz eines klebrigmachenden Materials ermöglicht als druckempfindlicher Klebstoff auf Kautschukbasis.

Der druckempfindliche Klebstoff sollte wie oben angegeben let, in einer Dicke von mindestens etwa S Mikron vorliegen, um den Oberflächentypen, denen man gewöhnlich bei elektrischen Anwendungen begegnet, einen angemessenen Grad an Klebehaftung zu geben. Klebstoffdlcken größer als etwa 80Mikron sollten vermieden werden, da oberhalb einer solchen Dicke bestimmte Klebstoffmassen von der Seite der Rolle herausfließen können und obwohl der Streifen noch brauchbar 1st - der Klebstoff auf der Seite der Rolle Schmutz und anderes unerwünschtes kleinteiliges Material anzieht, was den elektrischen Widerstand beeinträchtigen könnte. Zusatzlich muß der druckempfindliche Klebstoff wie oben angegeben ist, eine Klebehaftung an Stahl von mindestens etwa 30 g pro cm Breite haben, wobei für bestimmte Anwendungsformen ein höherer Grad an Klebehaftung erwünscht sein mag. Vorzugsweise sollte der Klebe- haftungswert größer als etwa 100 g pro cm Breite sein.

Eine große Vielzahl druckempfindlicher Klebstoffmassen ist bei der praktischen technischen Durchführung verwendet worden, und viele andere wurden in der Literatur vorgeschlagen. Die vorliegende Erfindung erfordert nicht die Verwendung neuartiger Klebstoffe, umfaßt jedoch die Verwendung in Kombination eines ausgewählten Klebstoffs mit einer speziellen elastomeren Trägerfolie, von welchen jeder einzeln bekannt oder neu sein kann.

Wie oben angegeben ist, müssen der Klebstoff und die Trägerfolie physikalisch unverträglich und zur Verwendung miteinander »geeignet« (wie oben erläutert) sein, um das hier erwünschte Ergebnis zu erhallen. Eine Vielzahl solcher Kombinationen kann unter bislang bekannten druckempfindlichen Klebstoffmaterial und dem elastomeren Material für die Trägerfolie ausgewählt werden.

Die bevorzugten druckempfindlichen Klebstoffe werden aus Acrylatestem gebildet, welche mit kleinen Anteilen additiver copolymerisierbarerMonomerer mit stark polaren Gruppen copolymerisiert werden, nämlich Acrylsäure, Methacrylsäure, Acrylamid, Methacrylamid, Itaconsäure oder Gemische derselben, um Klebstoffmassen zu liefern, die in Form druckempfindlicher Klebstoffüberzüge bezüglich ihrer Kohäsiv- oder inneren Festigkeit stark sind, während sie einen hohen Grad an Klebrigkeit oder Klebgierigkeit behalten.

Der erfindungsgemäße Klebestreifen kann un'er Benutzung herkömmlicher Kautschukkompoundierungs- und Streifenüberzugstechniken hergestellt werden, wie in den folgenden Beispielen erläutert wird.

Die die Trägerfolie bildenden Bestandteile können in einer herkömmlichen Kautschukmühle homogen gemischt und danach aufgeschichtet werden, um eine gleichförmige dicke Schicht zu erhalten, welche mit dem druckempfindlichen Klebstoff überzogen wird. Die Klebstoffe können auf diese Schicht durch Heißschmelz- oder Lösungsmittellösungsüberzugstechniken oder nach irgendeiner anderen üblichen Methode aufgezogen werden. Der Klebstoff kann auch zunächst auf einen Ablösestreifen aufgezogen und danach kalandriert oder in anderer Weise auf die elastomere Trägerfolie unter Anwendung von mäßiger Wärme und Druck aufgeschichtet werden.

Die Erfindung wird weiter anhand der folgender Beispiele erläutert, worin sämtliche Teile Gewichtsteile sind, wenn nichts anderes angegeben ist.

Beispiel 1
Elastomere Trägerfolie

Äthylen-Propylen-Dlen-Terpolymermlt einem Mooney-Wert 70 Butylkautschuk, enthaltend etwa 1-1,4 (Mol-% Isopren)

Hochmolekulares Polyäthylen mit einem mittleren Molekulargewicht von etwa 150000, einem nominalen Schmelzindex von 0,6 (Ij bei 190⁰C, ASTM«Test D1238-57 T) und einer Dichte von 0,945 Feiner thermischer Ruß Diatomeenerde

Naphthenisches Kautachuk-Verarbeitungsöl Thermoplastisches Terpenharz

Tolle 50

50 23,2

7,8 61,4 25,2

7,8 708B2B/4I

.''■■■

■χ

ic,, ■·

Das Äthylen-Propylen-Dien-Terpolymer wurde in eine 2walzige Kautschukmühle gesetzt und niedergemahlen, wonach das Polyisobutylen zugegeben und die beiden Massen zu einem Gemisch zusammengemahlen wurden. Dem Ansatz wurde dann das Polyäthylen zugefügt und der Ansatz, während Wasserdampf einer Temperatur zwischen 135 und 165°C zur Anwendung gelangte, verschnitten, bis gleichmäßige Verteilung vorlag. Das Terpenharz, das naphthenische Kautschukverfahrensöl, der Ruß und die Diatomeenerde wurden als nächstes getrennt zusammengemischt und dann zur Kautschuk-Thermoplast-Kombination zugegeben. Die kombinierten Gemische wurden dann annähernd 15Minuten wiederum unter Anwendung von Wasserdampf mit einer Temperatur von etwa 130°C bis 165°C verschnitten. Das Endgemisch wurde durch einen 4walzigen umgekehrten »L«-Kalander geschickt, wobei die oberen beiden Walzen auf etwa 155' C, die Zentralwlze auf etwa 150"C und die untere Walze auf etwa 80"C geheizt wurde. Schließlich wurde das Gemisch mit einer Dicke von etwa 0,8 mm kalandriert auf einen geeigneten Ablösestreifen.

Druckempfindlicher Klebstoff

Polymethylisoamylacrylat-Klebstoff wurde durch Suspensionspolymerisation von Methylisoamylacrylat hergestellt und nachfolgend in einem 73/27-lleptan/ Toluol-Lösungsmittelgemisch gelöst, um eine aufziehbare Lösung mit 21% Feststoffen herzustellen. Die Lösung wurde mit einem Messer auf einen Ablösestreifen aufgezogen, um darauf eine Dicke von 30Mikron nach dem Trocknen in einem Gebläseluftofen unter Erwärmung auf etwa 65-95 C zu erhalten. Der Klebstoff wies einen Klebchaftungswert auf Stahl von 190g pro cm Breite auf.

Wenn die Trägerfolie und der druckempfindliche Klebstoff auf ihre Eignung zur gemeinsamen Verwendung - wie hier beschrieben - getestet wurden, betrug der Ab/iehabstand 4,3 cm bei einer 58%igen Dehnung, was bedeutet, daß die Kombination zur gemeinsamen Verwendung als druckempfindlicher Klebestreifen mit einer elastomeren Trägcrfolic geeignet ist.

Ein druckempfindlicher Klebestreifen mit clustomcrer Trägerfolie wurde hergestellt durch Kalandern der Trägerfolie auf die Klcbstoffschicht und Entfernen des Ablösestrcilens. Der Streifen wurde auf einen Kartonkern mit 2,5 cm Durchmesser und sich selbst in einer Länge von 75 cm aufgerollt, zu einer Breite von etwa 2 cm geschnitten und 2 Wochen bei etwa 95 C gelagert. Nach einer solchen Lagerung konnte der Streifen leicht von der Rolle abgenommen werden, ohne weder ein Absetzen des Klebstoffs noch eine Zerstörung der Trögerfolie zu beobachten.

Der Streifen wurde zur Isolierung eines festen gesplissenen 34,5 kV-Alumlniumkabels verwendet. Die folgenden elektrischen Messungen wurden an dem Kabel gemHß IBBE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) Nr. 48-Test vorgenommen.

Test-Beschreibung

Testergebnlsse

IEEE Nr. 48
Test Spunnunr

Test-Beschreibung	Test	IIiHl- Nr. 48
	ergebnisse	Test Spannung
Korona-Extinktions	37	-
spannung (Löschspannung)
(kV-RMS@4PC)
60 Hz-I Min.-Trocken	95	95
widerstand (kV-RMS)
Basisimpuls-Isolationswert	+200	200
(kV-Crest)
60 Hz-6Std. Trocken	75	75
widerstand (kV-RMS)
Korona-Startspannung	39	-
(kV-RMS@4PC)
Korona-Extinktions	37	-
spannung

Die Bestimmungen ergaben, daß der Streifen ausgezeichnete elektrische Eigenschaften zur Isolierung von Starkstromkabeln aufwies.

Beispiel 2

2.S Elastomere Trägerfolie

Teile

Äthylen-Propylen-Dien-Terpolymer 50

Butylkautschuk 50

Hochmolekulares Polyäthylen 23,2

ρ Feiner thermischer Ruß 7,9

Diatomeenerde 61,6

Naphthenisches Kautschukverfahrensöl 25,3 Harter, spröder, fesler Glyccrylester 1,7

aus hydriertem Kolophonium mit

.15 einem spezifischen Gewicht von 1,08 und einem Schmelzpunkt von 85 C

Thermoplastisches Terpenharz 2⁽)

Aus den obigen Bestandteilen wurde gem.' der .|o in Beispiel I beschriebenen Technik eine etwa < .wnm starke elastomere Trägcrfolie hergestellt.

Druckempfindlicher Klebstoff

Rohkautschuk

Sumatragelb

Zinkoxid

Titandioxid
so Thermoplastisches Polytcrpenhiirz Wärmebehandcltes Ilolzkolophonium

mit einem Schmelzpunkt von 74 ¹C und einer üüurc/.uhl von ISl

öllösliches, in der Wärme reaktives sj p-substituicrtes Phenol-Aldehyd-Harz

als klebrigmachendes Mittel

Zinkresinat mit einem Schmelzpunkt

von 164C und einer Säurezahl Null

2,5-Di-ter«.amylhydrochlnon-AnU-Ao oxidnnt

Heptan

Teile

100

1,46 19,42 19,42 34,95 19,42

19,42

4,80 0,6 402

Korona-Startspannung (kV~RMS®4PC)

Ein auf/iehbares Gemisch, hergestellt duroh homo· genes Vermischen der obigen Bestandteile, wurde mit einem Messer auf einen Ablösestreifen aufgezogen, um nach Trocknen duroh Lösungsmlttelveidampfung unter Umgebungsbedingungen eine Klebstoffsohloht von etwa 30 Mikron zu erholten.

Wenn auf Eignung zur gemeinsamen Verwendung, wie oben beschrieben, getestet wurde, ergab sich eine Abstreifdistanz von Null bei mehr als 136% Dehnung was anzeigt, daß die Kombination für die vorliegende Erfindung unbrauchbar ist. Demzufolge konnte, wenn die KlebstofTschicht auf die Trägerfolie kalandriert und die erhaltene überzogene Trägerfolie aufgerollt und 24 Stunden bei Raumtemperatur gelagert wurde, die Rolle nicht ohne Zerstörung des Streifens abgewickelt werden.

Beispiel 3

Elastomere Trägerfolie wie in Beispiel 1 beschrieben

Druckempfindlicher Klebstoff wie in Beispiel 2 beschrieben

Die Eignungsbewertung dieser Kombination ließ keinen Abstreifabstand bei mehr als 136% Dehnung erkennen, was anzeigt, daß die Kombination für einen elastomeren Streifen nutzlos ist.

Die obigen Bestandteile wurden homogen gemischt und nach der in Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise aufgeschichtet, um ein elastomeres Blatt von etwa 0,8 mm zu erhalten.

Druckempfindlicher Klebstoff

Silikonharz [(CH₃)3SiOo,5]j(Si0₂)4-C(>polymer (Molekulargewicht 3000) in
einer 60%igen Xylollösung
Dimethylsiloxan-diphenylsiloxan-Copolymer (87 : 13) mit einem Brechungsindex von 1,466 bei 23"C
Toluol
Benzoylperoxid

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Beispiel 4

Elastomere Trägerfolie wie in Beispiel 1 beschrieben

Druckempfindlicher Klebestreifen

Ein Isooctylacrylat/Acrylsäure-Copolymer (95,5 : 4,5)-Klebstotr(300Teile) wurden in lOOTeilen 70/30-Heptan/Isopropanol gelöst, um eine aufziehbare Lösung zu erhalten, welche mit einem Messer auf einen Ablöscstreifen unter Erhalt einer etwa 30 Mikron starken Klebstoffschicht nach Trocknen aufgezogen wurde. Die Klebehaftung an Stahl wurde zu 256g pro cm ;.s Breite gefunden.

Wenn die Trägerfolie und der Klebstoff auf ihre Eignung wie oben bewertet wurden, ergab sich ein Abstreifabstand von 7,6cm bei 18,4% Dehnung, was anzeigt, dnß die Kombination als druckempfindlicher Streifen brauchbar ist.

Demzufolge wurde aus der Kombination ein Streifen hergestellt und in Rollenform 24Stunden bei 20"C gelagert, welcher sich leicht von der Rolle ohne ein Absetzen des Klebstoffs oder eine Beschädigung des Streifens abnehmen ließ.

Beispiel 5 Elastomere Trügcifolic ... .. so

Äthylcn-Propylcn-Dicn-Tcrpolymcr 50

Polyisobutylen mit einem nach der 50

Staudingervlskosltflt bestimmten mittleren Molekulargewichtsbereich sj

von etwa 99000 bis 117000 Reiner thermischer RuO 7,5

Polypropylen mit einem nominalen 23,2

SchmelzfluO4, gemessen nach ASTM D-1238

Talk, ultrafeiner SlIlkatfüllstoFT 61,2 Polybuten mit einem mittleren Zahlen* 14,4

mittel des Molekulargewichts von 2700 Parafflnisches Kautaohukvorfahrensul 16,1

Thermoplastisches Terpenharz 16,1 Zinkreslnat aus Holzkolophonium mit 2,1

einer Säurezahl Null Vlnyl-trls(beta«mothojtyüthoxy)8llan 2,1

Teile
135

45

Die gemischten Bestandteile wurden auf einen 0,13 mm starken Polytetrafluoräthylen-Ablösestreifen aufgezogen und getrocknet, um einen Klebstoffilm von 33 Mikron zu ergeben.

Die Eignungsbewertung der Kombination zeigte einen Abstreifabstand von 6,6 cm bei 28% Dehnung, was bedeutet, daß die Kombination geeignet ist.

Ein Streifen wurde durch Aufschichten der Klebstoffschicht auf die Trägerfolie unter Druck hergestellt, während die Kombination auf 120"C erhitzl wurde. Der Streifen ließ sich leicht von einer Rolle nach Lagerung als solcher für eine Woche bei 65 C abnehmen. Der Klebehaftungswert des Klebstoffs betrug 423 g pro cm Breite.

Beispiel 6

Zwei Streifen wurden mildem Isooctylacrylat: Acrylsäurc-Copolymer-Klebstoff des Beispiels4 und der in Beispiels beschriebenen Trägerfolie, wie oben beschrieben, hergestellt. Ein Streifen wurde zu einer Rolle in herkömmlicher Weise mit der Klebstoffschicht innen und der andere mit der Klebstoffschicht außen aufgewickelt. Der herkömmlich aufgewickelte Streifen konnte schnell abgewickelt werden ohne ein Absetzen des Klebstoffs selbst nach einer 7tägigen Lagerung bei 65"C. Der Klebstoff des anderen Streifens spliß zwischen derTrägcrfolic und der benachbarten Schicht, wenn er abgewickelt wurde, was die Notwendigkeil einer Grundicrung für bestimmte Situationen anzeigte

Beispiel 7
Kautschukharzgrundicrung _ ..

Rohkautschuk 50

Styrol-Butudicn-Kautschuk 50

2,5-Di-tcrt.amylhydrochinon-Anti- 2

oxidant

Aluminiumoxid-trlhydrat 10 Calclumcarbonat 50

öllösllches, in der Wurme reaktives 12

p-substltuiertes Phenol-Aldehyd-Harz

Dioctylphthalat 6,4 Peiner thermischer RuO 10 Thermoplastisches Kohlenwasserstorf· 18

harz mit einem »ball and ring«·

Schmelzpunkt von 100⁰C 18 Weißliches thermoplastisches Harz,

abgeleitet aus der Polymerisation ge·

mlschter Olefine, mit einem

»ball and ringn-Brwelchungspunkt

des Harzes von 100⁰C 72

5936

Äthylalkohol
Heptan

Teile

12

2177

Ein Streifen wurde durch Kalandrieren und Heißaufschichten (120⁰C) des in Beispiel4 beschriebenen Isooctylacrylat-Acrylsäure-Klebstoffes auf die in Beispiels beschriebene Trägerfolie hergestellt. Die Klebstoffschicht war zuvor unter Verwendung eines »Meyer«-Stabs mit Drähten von 0,15 mm Durchmesser mit einem Primer überzogen worden, welcher aus den oben angegebenen Bestandteilen bestand. Dieser Streifen konnte abgewickelt werden ohne ein Spleißen des Klebstoffs, wenn der Streifen zu einer Rolle mit der Klebstoffschicht innen oder außen aufgewickelt worden war, was auch selbst nach einer Lagerung der Rollen bei 65°C für 1 Woche zutraf.

Beispiel 8
Leitfähiger druckempfindlicher Klebstoff

Ein elektrisch leitfähiger druckempfindlicher Klebstoff wurde hergestellt durch Mischen von lOOTeilen einer 23% Feststoffe enthaltenden Lösung eines 96 : 4-Isooctylacrylat : Acrylamid-Copolymers (das nach Re 24.906 hergestellte Copolymer), gelöst in im wesentlichen gleichen Teilen Äthylacetat und Heptan, mit 7 Teilen leitfähigem Ruß und einem Gemisch aus 29Teilen Äthylacetat und 14Teilen Heptan.

Weißliches thermoplastisches Harz,
abgeleitet aus der Polymerisation
gemischter Olefine mit einem
»ball and ring«-Erweichungspunkt
von 100⁰C

Teile
40

Leitfahige elastomere Trägerfolie

Äthylen-Propylen-Dien-Terpolymer

Polyisobutylen

Butylkautschuk

Polypropylen

Leitfähiger Ruß

Polyisobutylen mit einem nach der

Staudingerviskosität ermittelten

mittleren Molekulargewichtsbereich

von etwa 10000 bis 17000

Tabelle

Teile

50
50
53,3
33,3
127
66,6

Ein elektrisch leitender Streifen wurde hergestellt durch Aufschichten einer 0,7 mm dicken Trägerfolie,

,o die aus den obigen Materialien gebildet wurde, aui eine 30 Mikron dicke Klebstoffmasse, die aus dem oben angegebenen Gemisch hergestellt worden war. Der erhaltene Streifen konnte ohne ein Transferieren des Klebstoffs von einer Rolle schnell abgewickelt werden, selbst nachdem die Rolle bei 65°C gelagert worden war.

Die Klebehaftung des Klebstoffs an Stahl betrug 33 g pro cm Breite. Die Leitfähigkeit des Streifens betrug 5370Ohm/9,29m², gemessen auf seiner Rück-

seite, und 5330 Ohm/9,29 m² auf der Klebstoffseite. Die Streifen der Beispiele wurden auch auf dielektrische Festigkeit gemäß ASTM D-1000 und Zugfestigkeit sowie % Dehnung bei Bruch unter Verwendung eines »Instron«-Zugfestigkeitstestgerätes bei einer

Z5 Kreuzkopfgeschwindigkeit von 30 cm Pro Min. an einer 1,3 cm breiten Probe unter Einhaltung eines Anfangsabstands von 1,3 cm zwischen den den Streifen greifenden Backen getestet. Die Ultraviolettfestigkeit wurde bestimmt, indem der Streifen bei einer Dehnung von 400% oder mehr auf eine Kartonhülse von 2,38 cm Durchmesser bis zu einer Dicke von 0,31 cm gewickelt, einer General Electric UA-11-Glühbirne in einem Abstand von 51cm 8 Stunden ausgesetzt und beobachtet wurde, ob Spannungsrisse auftraten. Die Ozonfestigkeit wurde bestimmt, indem der Streifen einer 0,015 Vol.-% Ozon enthaltenden Atmosphäre ausgesetzt, während er um einen Testkern bei einer 300%igen Dehnung gewickelt war, und die Beschädigung beobachtet wurde. Die Testergebnisse sind in der Tabelle wiedergegeben.

Beispiel Nr.	Trägerfolie- Zugfestigkeit (kg/cm)	Dielektrische Festigkeit Volt/Mikron	% Dehnung bei Bruch	Ozonfestigkeit	UV-Festigkeit
1 2	43	49	1700	Test bestanden	Test bestanden
3 4 5 6 7 Q	41 243 43 188	45 9,4 47 49	300 1340 1600 300	Test bestanden Test bestanden Test bestanden Test bestanden	Test bestanden Test bestanden Test bestanden Test bestanden
9 10	43 36	47 Leitfähigkeit: 5300 Ohm/9,29 m²	1600 1650	Test bestanden Test bestanden	Test bestanden Test bestanden
		Hierzu 1	Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

I. Druckempfindlicher, elektrisch isolierender Klebestreifen aus einer flexiblen Trägerfolie, s welche eine Zugfestigkeit von mindestens 14 kp/ cm² aufweist und auf einer Oberfläche in gleicher Flächenausdehnung mit einer mindestens 5 μ dicken Schicht eines druckempfindlichen Klebstoffs auf Elastomerbasis, der eine Klebehaftung an Stahl von mindestens 30g pro cm Breite aufweist, überzogen und fest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dali die Trägerfolie aus 100 Gewichtsteilen Elastomer auf Basis von Polymeren des Äthylens und Propylene, 5 bis 75Gewichtsteilen eines harzartigen klebrigmachsnden Mittels, V₂ bis 15 Gewichtsteilen Kärtungsmittel für das Elastomer und 10 bis 50Gewichtsteilen eines verstärkenden thermoplastischen Harzes aufgebaut und mit einem mit dem Elastomer der Trägerfolie physikalisch unverträglichen Elastomer-Klebstoff in solcher Abstimmung aufeinander kombiniert ist, daß sich ein Abzieh- bzw. Abstreifabstand von mehr als 2,5 cm und eine Dehnung von weniger als 100% ergeben, wenn ein 2.5 cm breiter Streifen dieser Trägerfolie, der unter dem Druck einer 1-kg-Walze an der Oberfläche einer Schicht dieses Klebstoffs zur Klebehaftung angebracht worden ist, der seinerseits zunächst an der polierten Oberfläche einer Stahlplatte angeklebt wurde, von dieser Klebstoffoberfläche unter einem Winkel von 180° mit einer Geschwindigkeit von 30cm/Min, abgezogen wird.
2. Klebestreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfolie außerdem 10 bis SOTeile Weichmacher und bis zu 125Teile Füllstoffe enthält.
3. Klebestreifen nach Anspruch!, dadurch gekennzeichnet, daß der druckempfindliche Klebstoff ein Acrylat-Klebstoff ist.
4. Klebestreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfolie und die Klebstoffschicht elektrisch leitfähig sind.