DE871801C

DE871801C - Starkes, druckempfindliches Klebegurtband

Info

Publication number: DE871801C
Application number: DEM3315A
Authority: DE
Inventors: Hubert J Tierney
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1949-12-15
Filing date: 1950-05-12
Publication date: 1953-03-26
Also published as: US2750030A; GB688700A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein übermäßig starkes, biegsames, druckempfindliches Klebegurtband, das auf sich selbst in Rollenform aufgewickelt werden kann. Das neueKlebegurtband ist besonders für hochbeanspruchhare Industrieverwendung als ein vielseitiger Ersatz für Stählbänder und Draht beim Umgürten von schweren und sperrigen Gegenständen, wie z. B. Bündeln von Stahlstangen und schweren Versandkisten, bestimmt.

Das übermäßig starke, druckempfindliche Klebegurtband gemäß der Erfindung, das auf sich selbst in Rollenform aufgewickelt ist und zum Umgürten von schweren und sperrigen Gegenständen, wie Bündeln von Stahlstangen und schweren Versandkisten, dienen soll, besteht aus einer dünnen, biegsamen Unterlagebahn aus Film und Verbundpapier, aus einer auf der inneren Fläche der Unterlage aufgebrachten, druckempfindlichen Klebemittelschicht der klebgierigen Kautschuk-Harz-Gattung und aus einer unverwebten einschichtigen Lage geradlinig ausgerichteter, aus Kapillarfäden 'bestehender Glasfäden, die völlig in die Klebstoff schicht eingebettet sind, wobei die Fäden aus losen, haargleichen, endlosen Glaskapillarfäden bestehen, die einzeln von der Klebeschicht umhüllt sind und die in Verbindung mit dem Klebemittel dem Gurtband eine Längszugfestigkeit von wenigstens 54,3 kg/cm Breite erteilen. Die mit Kapillarfäden durchsetzte Klebe-

schicht ist hotihbiegsam, so·-daß das Gurtband auf sich selbst gefaltet und mit den Fingern dicht zusammengelegt werden kann. Die Längszugfestigkeit und die Reißfestigkeit in Querrichtung des Gurtbandes sind in der Hauptsache dem Vorhandensein der Glaskapillarfäden, und die Querzugfestigkeit •und die Längsreißfestigkeit des Gurtbandes sind in der Hauptsache dem Vorhandensein der Unterlage zuzuschreiben.

ίο Dieses Klebegurtband hat eineLängszugfestigkeit von wenigstens 54,3 kg/cm Breite. Gurtbänder, die eine Zugfestigkeit von 90· kg/cm Breite und auch höher haben, können gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wenden, ohne daß andere ^l5* wünschenswerte Eigenschaften dieser Bänder verlorengehen. Das Band behält im wesentlichen¹ seine volle Festigkeit, selbst wenn es lange Zeit in Wasser eingetaucht wird. Es hat eine sehr hohe Querreißfestigkeit und kann zwischen, den Fingern nicht zerrissen werden, läßt eich jedoch mit dem Messer oder einer Schere leicht schneiden. Es ist sehr biegsam, was auch die Tatsache beweist, daß es in Längsrichtung auf sich selbst gefaltet und mit den Fingern dicht zusammengelegt werden kann. Im Vergleich zu seiner Stärke ist es verhältnismäßig sehr dünn, da es eine Dicke im Bereich von 0,125 bis 0,5 mm hat. Ein mit Filmunterlage versehenes Klebeband, das eine Zugfestigkeit von 90 kg/cm Breite hat, kann mit nur 0,25 mm Dicke hergestellt werden und hat eine Gesamtdicke von nur V100 Zoll.

Das Klebegurtband hat eine Film- oder Papierunterlage, die auf der Innenfläche mit einem druckempfindlichen, der Kautschuk-Harz-Gattung angehörenden Klebemittel überzogen ist, das eine vollständig eingebettete Einzellage aus lose verzwirnten oder unver zwirnten Fäden aus endlosen, haarähnlichen Glaskapillarfiäden enthält, die sich ununterbrochen von einem Ende des Bandes zum anderen Ende erstrecken. Die aus· Kapillarfäden bestehenden Glasfaden sind geradlinig ausgerichtet, verlaufen in Längsrichtung des Bandes ununterbrochen und parallel zueinander. Die.Fäden liegen in einer einfachen Lage, die dicht geschlossen wenden kann, so daß die Fäden im wesentlichen in einer Fadenan-Faden-Stellung sich befinden, oder die auf Abstand gesetzt werden kann, so daß die Fadendichte (Anzahl der Enden je Zentimeter Breite) im wesentlichen kleiner ist als die mögliche Höchstzahl. Die Kapillarfädenschicht ist vollständig mit dem Klebemittel getränkt, so daß jeder Kapillarfaden durch die klebrige und· elastische Klebemittelschicht eingehüllt und.klebend mit der Schicht verbunden ist, in der die Kapillarfäden vollständig eingetaucht liegen.

Die Glaskapillarfäden haben genügende Größe und besitzen die genügende Zahl, um eine mit Kapillarfäden durchzogene Klebeschicht zu bilden, die im wesentlichen die für das Gurtband angegebene Längszugfestigkeit hat. Die Längseugfestigkeit und die Reißfestigkeit in Querrichtung des Gurtbandes sind in der- Hauptsache den Glaskapillarfäden zuzuschreiben. Im Gegensatz hierzu ist die Zugfestigkeit in Querrichtung und die Reißfestigkeit in Längsrichtung des Gurtbandes nahezu die gleiche, die der Film an sich oder die P'apierunferlagebahn an sich besitzt.

Das Klebegurtband 'ist klebfest und klebgierig, so daß es beim Abwickeln von der Rolle und beim Aufbringen lediglich durch Berührung sofort fest auf dem Werkstück haftet, und zwar ohne Verwendung von Wasser, Lösungsmittel oder Wärme. Das druckempfindliche Klebemittel stammt aus der Kautschuk-Harz-Gattung und ist deshalb wasserfest und elastisch. Es ist eukohäsiv, d. h. mehr kohäsiv als adhäsiv, so daß infolgedessen das Klebeband abgewickelt, mit den Fingern angefaßt und von glatten Flächen abgezogen werden kann, ohne einen Klebemittelrückstand zu hinterlassen oder die Finger zu verkleben.

Das Klebeband kann vielseitig zu hochbeanspruohbaren Umschnürungen verwendet werden, wo bisher die Verwendung von Stahlbändern oder Drähten oder Seilen erforderlich war, und zwar mit großen Vorteilen. Es ist in zahlreichen Fällen wertvoll zum Umgürten von Bündeln von Stahlstangen, Röhren, Balken, Türen, Metallschindeln, Glasplatten usw. und zum Zusammenschnüren der Windungen von Spulen aus starkem Draht, der Windungen von Kabeln, Rohren, Ketten usw. zwecks· Versandes, Lagerung und Behandlung. Es go kann zum Zusammenschnüren von schweren Kartons·, Kisten oder Kannen verwendet werden, um ihre gemeinsame Verlagerung, z. B. beim Verpacken, zu erleichtern. Es kann zum Verschnüren und Verstärken von Papierkartons dienen, die 95-schwere Stoffe enthalten, um die für den Exportversand erforderliche Festigkeit und Schutzsicherheit zu geben. Ein weiteres Merkmal in diesem Zusammenhang besteht darin, daß die Kartons so verschlossen werden können, daß ihr öffnen und Wiederschließen nicht ohne Hinterlassung eines Hinweises auf die unbefugte Handlung geschehen kann, was kein Anreiz zu einem Diebstahl ist. Das Abstreifen des Klebegurtbandes von Papierkartons zieht die Oberflächenschicht des Papiers nicht nur unter dem Gurtband, sondern auch neben dem Gurtband mit weg, so daß das unbefugte Entfernen sofort sichtbar ist. Die einzige andere Art des öffnens besteht in dem Durchschneiden des Bandes.

Die Verwendung von durchsichtigen Unterlagen und von durchsichtigen Klebemittelaufträgen ermöglicht die Herstellung eines Klebegurtbandes von genügender Durchsichtigkeit, so daß es auf Flächen aufgebracht werden kann, ohne die Sichtbarkeit der darunterliegenden Bezeichnungen oder Färbungen merklich zu beeinflussen, und daß infolgedessen auf Versandkartons belassen werden kann, ohne daß der Verdacht besteht, eine aufgedruckte Information verdecken zu wollen. Dies ist selbst auch dann möglich, wenn das Band eine Zugfestigkeit von 90 kg/cm Breite oder auch" höher hat. Durchsichtige Unterlagen ermöglichen auch die Verwendung eines gefärbten Auftrages oder Aufdruckes auf der Innenfläche der Unterlage oder die Verwendung einer gefärbten Klebeschicht oder eine Kombination von beiden Arten, die durch die

Unterlage hindurch sichtbar ist und durch die Unterlage geschützt wird. Dies ist wertvoll für das Aufbringen von Identifizierungs-, Bezeichnungsoder Markierungsinformationen sowie für das Aufbringen von Dekorierungen. Ein weiterer Vorteil der Filmunterlagen besteht darin, daß sie höchst widerstandsfähig gegen Abnutzung sind, ■daß sie eine glänzende reibungslose Unterfläche ergeben, einen dünneren und biegsameren Streifen

ίο bilden und daß Filmarten erhältlich sind, die wirklich wasserfest und feuchtigkeitsfest sind.

Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, daß dieses übermäßig starke Klebegurtband zahlreiche Vorteile gegenüber Stahlbändern, Drähten, Seilen usw.

hat. Es werden lange endlose Bahnen hergestellt, die zur besseren Handhabung in Form von festen Rollen aufgewickelt werden. Beispielsweise kann ein Band von 66 m Länge und 90 kg/cm Breite Zugfestigkeit und mit einer Dicke von 0,25 mm auf einen Kern von 7,5 cm Durchmesser aufgewickelt werden, um eine Rolle von einem Außendurchmesser von annähernd 17,5 cm zu ergeben. Das Band ist leicht aufzubringen und hält von selbst. Es kann durch einfaches Aufbringen mit einer Hand unmittelbar auf das Material abgerollt werden. Es hat genügend Faltbarkeit und Nachgiebigkeit, so daß es sich dicht anlegt. Es kann um die Kanten von Bauholz und hölzernen Gegenständen sowie um Pappkartons herumgelegt werden, ohne die Kanten einzuschneiden, zu quetschen oder einzudrücken. Die Klebebänder können nach dem Aufbringen nicht verrutschen und verhindern oder vermindern die Relativverschiebung von zusammengebündelten Gegenständen. Umschnürte Bündel können aufeinandergestapelt werden, ohne daß die Bänder eines Bündels die nebenliegenden Bündel durch Einschneiden, Durchstoßen, Zerreißen oder Abschleifen beschädigen. Die Verwendung dieses Klebegurtbandes verhütet auch Verletzungen der Arbeiter, da keine vorspringenden Kanten oder Enden vorhanden sind und das Material nicht einschneiden, einstechen oder die Haut verletzen kann. Jeder der Glaskapillarfäden der Klebeschicht ist eine endlose, glattflächige zylindrische Monofaser, die sich ohne Unterbrechung von einem Ende des Bandes zum anderen Ende erstreckt. Eine kleine Zahl der gesamten Kapillarfäden jedes Bandes kann gebrochen sein, und der eine oder der andere der Fäden kann bei Ersatz der Fadenspulen angesetzt sein. Die verwendeten Glaskapillarfäden sind außerordentlich fein und haarähnlich. Es- geht eine sehr große Anzahl von ihnen auf jeden Zentimeter der Bandbreite, und die Fäden sind über die Breite des Bandes in Form von locker gezwirnten oder ungezwirnten endlosen Fäden verteilt, um eine im wesentlichen gleichförmige Schicht aus Kapillarfäden zu bilden, so daß auf diese Weise eine allergeringste Dicke bei höchster Biegsamkeit des Bandes sowie eine flach liegende Klebemittelfläche erhalten und die Menge des erforderlichen Klebemittels verringert wird.

Die locker verzwirnten oder unverzwirnten Fäden bestehen aus losen Kapillarfäden, die ein leichtes Durchsetzen durch das Klebemittel zulassen, um jeden Kapillarfaden mit einer Ummantelung des Klebemittels auf seiner ganzen Länge zu versehen. Wenn unverzwirnte Fäden verwendet werden, so breiten sich die Kapillarfäden weiter aus, sobald die Fäden in das Band eingelegt werden, wodurch eine gleichmäßige Schicht aus Kapillarfäden sich ergibt. Die Verwendung von locker gezwirnten Fäden hat jedoch den Vorteil, daß die Fäden beim Aufbäumen der Kettenbäume leichter zu handhaben sind. Eine Drehungsgröße von etwa einer Drehung auf einen Zoll hat sich als ganz zufriedenstellend erwiesen.

Das klebrige, der Kautschuk-Harz-Gattung angehörende, druckempfindliche Klebemittel ist wasserfest, elastisch, streckbar und hochkohäsiv sowie hochklebfähig. Es hat die Eigenschaft, Glasflächen zu nässen und fest an den Glasflächen zu haften. Infolgedessen erfordern die Glaskapillarfäden keine besondere Behandlung und auch kein Aufbringen einer Grundierschicht, damit ein Ankleben an dem Klebemittel gesichert ist, zum Unterschied von einer rein mechanischen Verankerung. Das Klebemittel bildet eine Bettung von solcher Natur, daß ein einheitliches Klebemittel- und Glaskapillarfädengefüge entsteht, das Eigenschaften aufweist, die nur der Kombination eigen sind. Die Wirkung go ist mehr eine kombinative als eine additive. Die Zugfestigkeit der Kombinationsschicht ist wesentlich größer als diejenige der Glaskapillarfäden an sich, obgleich die Zugfestigkeit des Klebemittels an sich vernachlässigt werden kann. Das obige Merkmal ist ein wichtiger Faktor, der es> ermöglicht, dünne und biegsame Bänder von sehr hoher Zugfestigkeit herzustellen.

Ein Nachteil von Glaskapillarfäden an sich besteht darin, daß sie eine verhältnismäßig niedrige Stoßfestigkeit im Verhältnis zu ihrer Zugfestigkeit haben (wie auch im Vergleich mit Bezug auf verschiedene organische Kapillarfäden). Die zähe, elastische,, dauernd klebrige Klebemittelmasse, die die Glaskapillarfäden umgibt und scheidet, übt eine stoßfangende Wirkung aus, sobald das Band plötzlichen Reiß- oder Druckkräften unterworfen wird, und dieses Merkmal macht die Verwendung von Glaskapillarfäden in Klebegurtbändern übermäßiger Festigkeit und hoher Beanspruchungsfähigkeit no möglich. Diese Art Klebstoff gestattet es den Fäden, sich gegeneinander und gegenüber der Unterlage zu verschieben, ohne daß an der Grenzfläche zwischen Faden und Klebstoff eine Verschiebung des ' Klebstoffes selbst eintritt bzw. die Verankerung des Klebstoffes gestört wird, und zwar auf Grund der bleibenden und aggressiven Klebkraft dieses Klebstoffes gegenüber den Glasfaden. Die elastische Natur des Klebemittels hat auch die Neigung, sich den Verlagerungskräften zu widersetzen und übt eine rückführende Kraft aus. Diese Faktoren sind ausschlaggebend zur Erzielung einer gleichmäßigen Belastungsverteilung zwischen den verschiedenen Fäden und den Kapillarfäden des Bandes, sobald dieses Band irgendwelchen Kräften unterworfen wird.

Ein anderer Nachteil der Glaskapillarfäden an sich besteht 'darin, daß sie nicht so biegsam sind wie viele organische Kapillarfäden, und dies würde noch mehr hervortreten, wenn sie in einer harten 5 oder relativ unstreckbaren Bettung eingegeben, eingelegt oder eingebettet wären. Das vorliegende Klebemittel ist äußerst streckfähig, und die kombinative Wirkung ist der Grund dafür, daß das Band die vorerwähnte hohe Biegsamkeit besitzt, die für die hochbeansprucbibaren Arten von Klebegurtbändern, auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht, vollständig genügt. Das Vorhandensein einer solchen Klebemittelart läßt die Kapillarfäden auch viel weniger leicht brechen, wenn das Band um die Kante eines Gegenstandes herumgelegt wird. Dies ist von großer Bedeutung, da Glaskapillarfäden im Vergleich zu organischen Textilkapillarfäden brüchiger sind und eine geringere Biegefestigkeit besitzen, was schon daraus hervorgeht, daß¹ sie nicht ao zu festen Knoten gezogen werden können, was aber mit Textilkapillarfäden möglich ist. Da Glas kratzt und schneidet, und da ein Glaskapillarfaden, der an der Oberfläche zerkratzt worden ist, eine sehr geringe Zug- und Biegefestigkeit, besitzt, ist diese schützende und schirmende Wirkung des vorliegenden Klebemittels ein sehr wertvoller Beitrag für die Wirksamkeit des Bandes zur Erreichung der eingangs erwähnten Ziele.

Ein weiterer Nachteil von Glaskapillarfäden an sich ist ihr geringer Grad von Streckibarkeit oder Dehnbarkeit. Die Dehnung von Glaskapillarfäden und Glasfäden beträgt bei Bruch 3 °/o, wenn sie in einer Bruchfestigkeitsprüfmaschine gemessen wird. Die kombinative Wirkung des Einibettens von Glaskapillarfäden in die klebrige Kautschuk-Harz-Klebemi ttel schicht ergibt ein Klebeband mit einer Dehnungsfähigkeit von 6 °/o, wenn es bis zum Zerreißen der eingebetteten Kapillarfäden gestreckt wird. Dies ist ganz überraschend. Es wurde gefunden, daß .diese Dehnungsfähigkeit für die Verwendungszwecke des Gurtbandes genügt. Dies ist ein wichtiges Merkmal der Erfindung. Die geringe Dehnung der Kapillarfäden an sich würde zur Erzielung der gewünschten Nachgiebigkeits- und Elastizitätseigenschiaften unzulänglich sein.

Es wurde gefunden, daß die Verwendung von Glaskapillarfäden sehr wesentliche Vorteile bei der Herstellung von übermäßig starken Klebegurthändern, die für Industriezwecke hoch beansprucht werden können, gegenüber der Verwendung von organischen Kapillarfäden, wie sie in der Textilindustrie verwendet werden, hat. Es ist möglich, Klebegurtbänder sehr hoher Zugfestigkeit (aokg/cm Breite und mehr) herzustellen, die verhältnismäßig dünn und biegsam sind, und zwar infolge der relativ höheren Zugfestigkeit von Glaskapillarfäden verglichen mit Kunstseidekapillarfäden, sofern Kapillarfäden der gleichen Durchmesser einander gegenübergestellt wenden. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß die Fäden in einer einschichtigen Lage liegen und einen verhältnismäßig geringen Durchmesser haben müssen. Die organischen Textilkapillarfäden von höchster Zugfestigkeit sind sehr viel teurer und haben außerdem verschiedene unerwünschte Eigenschaften. Zum Beispiel zeigen gewisse Kapillarfäden eine übermäßige Streckfähigkeit (Dehnungsfähigkeit), die für gewisse Zwecke, denen die hochbeanspruchbaren Gurtbänder unterworfen werden, unerwünscht sind, da sie eine Verlagerung der gebündelten Gegenstände zueinander ermöglichen usw.

Sollen Klebegurfbänder hergestellt werden, die eine wesentlich niedrigere Zugfestigkeit als 54,3 kg/cm besitzen, so ist die Verwendung von organischen Textilkapillarfäden im allgemeinen der Verwendung von Glaskapillarfäden vorzuziehen, um die meist gewünschte Eigensehaftskombination bei den Verwendungen dieser Gurtbänder sich zu sichern.

Der Wert der Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß der relative Nachteil von Glaskapillarfäden in einen relativen Vorteil bei Gurtbändern für hochbeanspruchbare Industriezwecke unischlägt, die eine Zugfestigkeit von wenigstens 54,3 kg/cm erfordern und die zum Bündeln von schweren Gegenständen, wie z. B. Stahlstangen und Rohren oder zum Umschnüren von Kisten und Fässern, verwendet werden. Durch die vorliegende Erfindung werden die unerwünschten Eigenschaften von Glaskapillarfäden bei diesen übermäßig festen Klebe- go gurtbändern verkleinert oder unwesentlich gemacht, und zwar infolge der konibinativen Wirkung der der Kautschuk-Harz-Gruppe angehörenden, druckempfindlichen Klebemittelschicht, in die die Glaskapillarfäden eingebettet sind und. die gleichzeitig dazu dient, die Gurtbandunterlage zu verankern und ein Anhaften des Kiebegurtbandes lediglich durch Berühren mit verschiedenen Gegenständen zu ermöglichen.

In der Zeichnung ist

Fig. ι eine schaubildliche Ansicht einer Rolle des Klebegurtbandes gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Kantenansicht der Bandspitze in vergrößerter schematischer Darstellung und

Fig. 3 ein Schema einer lediglich zu Erläuterungszwecken dargestellten Anlage zum ununterbrochenen Herstellen des Bandes.

Fig. ι zeigt eine Rolle des übermäßig starken druckempfindlichen Klebegurfcbandes, das unmittelbar auf sich selbst aufgewickelt ist, wobei die no Klebeseite auf der Innenseite liegt. Dieses Band hat eine Zugfestigkeit von wenigstens 54,3 kg/cm Breite und besteht aus einer Film- oder Papierunterlage, die auf ihrer Innenfläche eine Schicht aus druckempfindlichem Klebemittel mit einer völlig eingebetteten einschichtigen Lage aus geradlinig ausgerichteten Fäden von endlosen Glaskapillarfäden versehen ist.

Fig. 2 zeigt im einzelnen das 'Gefüge eines solchen Bandes, das eine Film- oder Papierunterlage itt hat, die auf der Innenfläche mit einer druckempfindlichen Klebemittelschicht 12 überzogen ist. Die Unterlage kann mit einer Grundierschicht vorüberzogen werden, falls eine -höhere Bindefestigkeit zwischen der Klebemittelschicht und der Unterlage gewünscht wird; In. die Klebemittelschicht hinein

ist eine einschichtige Lage aus endlosen Fäden 13 eingebettet, die aus haarähnlichen, endlosen Glaskapillarfäden bestehen, deren Spitzen freigelegt und in der Zeichnung ersichtlich sind. Diese Fäden verlaufen in Längsrichtung des Bandes und liegen zueinander sowie zu der Unterlage und zu deren glatten Oberfläche der Klebemittelschicht parallel. Sie werden als ausgerichtet bezeichnet. Die Fäden werden in einer einschichtigen Lage (eine Lage, die nur die Dicke eines einzigen Fadens hat) gelegt, wobei sich die nebeneinanderliegenden Fäden fast berühren, d. h. sich einer Faden-an-Faden-Stellung nähern, obgleich auch eine weitere Abstandssetzung gewählt werden kann, was von der Anzahl der Enden je Zoll Breite abhängt, die verwendet werden soll. Jeder Faden besteht aus einer Anzahl endloser monofaseriger Kapillarfäden, die miteinander verzwirnt sind. Es wird ein leicht gezwirnter Faden verwendet zum Unterschied von fest gezwirntem Faden oder Garn, um das Eindringen des Klebemittels zu erleichtern. Eine Drehungsgröße von ungefähr o,4Drehungen jeZentimeter genügt. Jeder Faden wird von dem druckempfindlichen Klebemittel vollständig umhüllt, das sich zwischen die Fäden setzt, in die Fäden hineindringt und sie durchtränkt, so daß die Einzel- oder Kapillarfäden miteinander verklebt und durch das druckempfindliche Klebemittel vereinigt werden.

In Fig. 3 ist zur Erläuterung eine ununterbrochen arbeitende Anlage zur Herstellung der Klebegurtbänder dargestellt. Die Unterlagebahn ist mit einer Grundierschicht aus druckempfindlichem Klebemittel vorüberzogen worden, die etwa ein Drittel der Größe des Klebemittelauftrages beträgt. Das A^orüberziehen ist in der Zeichnung nicht dargestellt. Diese mit einer Grundierschicht versehene Unterlagebahn bildet das Ausgangsmaterial für die in der Zeichnung dargestellten Vorgänge. Das Verfahren ist kurz folgendes: Die grundierte Unterlagebahn wird von einer Vorratsrolle abgezogen und läuft mit der Klebeschicht nach oben durch den Stich zweier waagerecht liegender Schichtwalzen hindurch, wobei in dem Stich eine einschichtige Lage aus aus Glaskapillarfäden bestehenden ausgerichteten Fäden gegen die Klebemittelschicht gepreßt wird und an derselben anklebt, so daß die Fäden in ihrer Lage gehalten werden. Die Bahn wird dann mit einer druckempfindlichen Klebemittelschicht überzogen, die die Fadenschicht durchtränkt und bedeckt, und wird durch einen Trockenofen hindurchgeführt, um das Lösungsmittel vollständig zu entfernen und das Klebemittel zu trocknen, worauf die Bahn auf eine Rolle aufgewickelt wird. Diese Klebebahn kann dann auf gewünschte Breiten geschnitten und zu Klebegurtrollen gewünschter Länge, fertig zum Gebrauch und Verkauf, gewickelt werden.

Nachstehend folgt eine eingehende Beschreibung: Die mit einem getrockneten, druckempfindlichen Klebemittel grundierte Film- oder Päpierunterlagebahn wird ununterbrochen von der Vorratsrolle 14, die mit einer nicht dargestellten Ablaufbremse versehen ist, abgezogen und läuft unter einer Führungsrolle 15 hindurch, so daß sie sich in einem glatten^, ungekräuselten Zustand befindet, und wird dann nach aufwärts zur Führungswalze 16 und über diese Walze weggeführt. Die überzogene Bahn wird dann mit der Klebemittelseite nach oben in waagerechter Richtung durch den Stich von waagerechten Schichtwalzen 17 und 18 gezogen. Die untere Walze 17 ist gummibedeckt, die obere Walze i<S hat eine starre Stahlfläche. Diese Walzen haben einen Durchmesser von etwa 15 cm. An dieser Stelle werden die aus Glaskapillarfäden bestehenden Fäden auf die mit Klebemittel bestrichene Bahn aufgebracht.

Die Fäden werden von Kettbäumen '(nicht dargestellt) abgezogen, die übereinander in einem Gestell liegen. Die Fadenbahnen 19 laufen in der Darstellung von links her zu dem Rechen oder Kamm 20, der nur schematisch dargestellt ist, da diese die Fäden zusammenführenden Kammeinrichtungen in der Textilindustrie bekannt sind. Hier werden die Fäden der Kettbäiume so zusammengeführt, daß sie eine einzige, aus aneinanderliegenden Fäden gebildete Lage notwendiger Dichte (Anzahl der Enden je 2,5 cm Breite) bilden. Als Beispiel sei angenommen, daß eine Fadenlage gewünscht wird, die aus 40 Fäden je Zentimeter (100 Fäden/2,5 cm) besteht, wobei die Lage 90 cm breit sein soll, um die mit Klebemittel überzogene Bahn zu bedecken. Werden Kettbäume verwendet, von denen jeder 600 Fäden über eine Breite von 1135 ^cni trägt, so müssen insgesamt sechs Kettbäume mit 3600 Fäden verwendet werden. Diese sechs Bahnen von Fäden werden in dem Kamm, wie in der Zeichnung dargestellt, zusammengefaßt und die Breite von 135 cm auf 90 cm vermindert, wodurch die gewünschte Dichte von 40 Fäden je Zentimeter Bandbreite erhalten wird. Die Lage aus Fäden wird nach abwärts über eine aus Stahl bestehende Führungsstange 21 von 2,5 cm Durchmesser, dann unter einer ähnlichen Führungsstange 22 herum, dann nach aufwärts um die im Gegenzeiger sinn umlaufende Walze 18 herum geführt und trifft die mit Klebemittel überzogene Unterlage im Stich der Schichtwalzen 17, 18.

Die Lage aus Fäden wird in die Oberfläche des weichen, teilweise getrockneten Klebemittels beim ' Durchgang durch den Stich der Schichtwalzen eingedrückt, tun eine geradlinig ausgerichtete, einschichtige Lage von Fäden zu bilden, die durch die Klebrigkeit des -Klebemittels in der gegebenen Stellung gehalten werden. -

Die belegte Bahn wandert in waagerechter Richtung mit der Fadenseite nach oben der Auftragsvorrichtung 23 zu, die eine Tragwalze 24 hat, über die die Bahn unterhalb einer auf Abstand von der Walze liegenden Schaberklinge 25 hindurchgeht, hinter der die Klebemittellösung zugeführt wird. Der Auftrag dieses zweiten Überzuges von druckempfindlicher Klebemittellösung erfolgt in einer Menge, die etwa zwei Drittel des gesamten Klebemittelgewichtes, 'bezogen auf die Trockenbestandteile, ausmacht. Der Gesamtklebemittelauftrag ist so groß, daß die Lage aus Fäden vollständig mit dem Klebemittel gesättigt und in dasselbe ein-

gebettet ist und eine glatte Klebefläehe erhalten wird.

■ Die volt überzogene Bahn wird dann in- den oberen Teil eines Trockenofens 27 hineingezogen, -wo sie nach hinten zur Führungswalze 28, dann nach abwärts zur nahe dem Boden gelegenen Führungswalze 29, nach vorn zur Führungswalze 30, nach aufW¹ETtS zur Führungswalze 31, nach hinten zur Führungswalze 32, nach aufwärts zur Führungswalze 33 und dann nach vorwärts zur Führungswalze 34 .und über diese hinweg aus dem Trockenofen heraus wandert.

Die getrocknete Klebeba'hn läuft 'dann über

-Walze 35 unter der Führungswalze 36 hindurch und über den Scheitel der angetriebenen Zugtrommel 37.

Die Zugtrommel 'berührt die klebrige Klebefläche der Bahn und übt einen Zug aus, auf Grund dessen die Unterlage durch die ganze Anlage hindurch von ihrer Vorratsrolle abgezogen wird und die Fäden von den Teilkettenbäumen zu den Schichtwalzen 17, :i8 hingezogen werden. Die Klebebahn läuft dann ■von der Zugtrommel 37 zur Führungswalze 38 und unter dieser, hindurch zu einer Wickelmaschine, wo sie auf eine Wickelwalze 39 aufgewickelt wird. Damit ist die Herstellung mit Ausnahme der üblichen nachfolgenden Schneid- und Rollenwickelvorgänge

ieendet. . ■ .

Es seien nun die verschiedenartigen Stoffe er- ;wähnt, die zuT-Herstellung des vorliegenden Klebegurtbandes verwendet werden können.

. Die Stoffe für die Unterlage können in zwei Gruppen eingeteilt- werden: Nichtfaserige Fi'lm- -bahnen, einschließend Metallfolien und auch organische Polymerfilme, und glatte oder gekreppte Papierbahnen, die durch Behandeln, Überziehen ,oder -Impxägnieren miteinander verbunden und wasserfest gemacht worden sind.

Cellulose.acetatfume sind zur Verwendung als nichtfaserige Filmunterlagen .für das vorliegende JClebeband gut geeignet und haben den Vorteil über den unter dem Warenzeichen Cellulosehydrat bekannten. Stoff, daß sie bei längerer Berührung mit Wasser fest bleiben. Andere Cellulosefolien sind auch bekannt, sind jedoch teurer. Dem Unterlagefilm kann ein mikrodünner Überzug aus einer Polymerverbindung von geringer Adhäsion auf der Rückseite gegeben werden, um die Kraft zu verkleinern, die erforderlich ist, um das. Klebeband von der. Rolle abzuziehen. Cellulosetristearat, -tripalmitat und -trilaureat sind Beispiele solcher Verbindungen, die der Rückseite eine Haftfähigkeit, an. dem druckempfindlichen Klebemittel geben, die geringer ist als diejenige eines Films aus Celluloseacetat oder Cellulosehydrat allein. Beispiele von nichtcelluloseartigen Filmen sind die verschiedenen Vinylpolymerfilme, Polyäthylenfilme, Kautschukhydrochloridfilme usw. Alle diese Filme sind erhältlich als klare durchsichtige Filmbahnen, die zur Herstellung von durchsichtigen Klebebändern geeignet sind. Die faserstoffhaltigen Papiergattangen für die Unterlagen können die bisher bei der Verwendung von druckempfindlichen Klebestreifen mit Papierunterlage verwendeten Arten sein. Es handelt sich hier im allgemeinen um saugende Kraft- oder Hanfpapiere, die durch Tränken mit einer biegsamen, wasserunlöslichen Kautschukkomposition, die das Papier wasserfest macht und die Fasern verbindet, vereinigt sind, so daß ein Unterteilen oder Aufblättern des Papiers bei starken auf das Papier einwirkenden Kräften, wie sie beim Abziehen des kräftig klebenden Streifens von der Rolle auftreten, vermieden wird. Gekrepptes Papier, wie z. B. Handtuchkraftpapier, wird im allgemeinen zur Herstellung für Unterlagen von Deck- oder Einwickelstreifen verwendet, da dieses Papier eine höhere Streckibarkeit besitzt. Die verbundenen Unterlagen werden für gewöhnlich auf der Rückseite mit dem dünnen Überzug eines Stoffes, wie ■ Schellack, Celluloselack oder Alkydharz, versehen, der die zum Abrollen des Bandes erforderliche Kraft vermindert. Für eine eingehendere Information über die Herstellung von Klebebandunterlagen aus Verbundpapier sei auf die amerikanischen Patentschriften 2.236 527, 2 410 078, 2 410 089 und 2 438195 verwiesen. Eine imprägnierte Papierunterlage ist nicht wesentlich. Eine chemische Behandlung kann stattfinden, um die Fasern gleichmäßig zu gestalten, wie z. B. bei pergamentähnlichem Papier. Es kann auch ein dichtes hochkalandriertes Papier verwendet werden, das einen _go Überzug oder mehrere Überzüge auf der frei liegenden Rückenfläfche hat, um die Fasern zu decken und die Kraft zu vermindern, die zum Abziehen des Bandes von der Rolle erforderlich ist. Die natürliche Verbindung der Fasern genügt dann, um eine Papierunterlage zu geben, die sich nicht in Schichten trennt. Der hier verwendete Ausdruck Papier umfaßt nicht nur das eigentliche Papier, sondern auch gleichwertige ungewebte Faserbahnen, die aus gemischten oder verfilzten Fasern bestehen. i_Q0

Als Klebemittel kann eines der bekannten druckempfindlichen Bandklebemittel der Kautschuk-Harz-Gattung verwendet werden, die wasserunlöslich und äußerst klebgierig sind. Diese Klebemittel haben eine Kautschukbasis von natürlichem oder synthetischem Kautschuk, welcher Kohäsion (innere Kraft) und Elastizität (eine beim Strecken ziehende Kraft, die nach dem Freigeben ein Zusammenziehen bewirkt) aufweist. Die Kautschukgrundlage wird vermischt mit einem Klebeharz, wie Kolophonium oder Kautschukesterharz, das zur Erhöhung der Adhäsion (Haftfähigkeit) dient und die Kohäsion herabsetzt bei gleichzeitigem Erhöhen der Streckbarkeit (Ausstrecken unter kleinen Zugkräften) und Herabsetzung der .Elastizität. Diese Kautschuk-Harz-Klebemittel besitzen also einen eigentümlichen vierfachen Ausgleich von Adhäsion, Kohäsion, Streckbarkeit und Elastizität, der es dem mit Klebemittel überzogenen Band ermöglicht, klebgierig sowie klebstetig zu sein, und es doch von glatten Oberflächen, an denen es zeitweilig aufgebracht ist, ohne Ablösen oder Abheben von Klebemittel wieder abnehmen zu können, selbst wenn das Klebemittel unmittelbar auf eine glatte, nichtfaserige Filmrückseite, wie z. B. Cellulosehydrat, aufgebracht worden ist und keine mechanische Ver-

ankerung auf demselben hat. Diese Klebemittel werden eukohäsiv genannt, was bedeuten soll, daß sie mehr kohäsiv als adhäsiv sind, derart, daß ein Abheben oder Übertragen von Adhäsivmaterial nicht erfolgt, sobald der mit Klebemittel überzogene Streifen von Rollen abgewickelt oder von Flächen, auf die er zeitweilig aufgebracht ist, entfernt wird, und somit der Streifen ohne Übertragen von Adhäsivmaterial auch mit den Fingern

ίο angefaßt werden kann. Bestimmte synthetische Polymeren sind von sich aus klebrig sowie eukohäsiv und besitzen den obenerwähnten vierfachen Ausgleich von Eigenschaften. Sie können als druckempfindliche Bandklebemittel verwendet werden, so daß sie den Kautsohuk-Harz-Klebemitteln gleichwertig sind und infolgedessen als zur Kautschuk-Harz-Gattung gehörend angesehen werden können. Ein Beispiel dafür ist das Mischpolymere von 75 : 2-Äthyl-butylacrylat und 25-Äthylacrylat.

Die verwendetenKautschukbasen umfassen rohen Naturkautschuk, synthetischen Kautschuk sowie Polyisobutylen. Die Klebemittelharze umfassen Kolophonium, Kautschukesterharz, reines Kohlenwasserstoff-Terpentinharz vom Schmelzpunkt 85° und wasserfreies Cumaronharz vom Schmelzpunkt 150⁰. Zinkoxyd kann als Pigment zum Undurchsichtigmachen und Verstärken eingebracht werden, sobald es nicht notwendig ist, ein durchsichtiges Band zu haben. Zur Erzeugung einer schwarzen Farbe kann Ruß und zur Erzeugung einer leuchtend weißen Farbe kann Titaniumdioxydpigment zugegeben werden. Der Zusatz anderer Farbpigmente kann zur Herstellung gewünschter Farben erfolgen. Ist ein äußerst klebgieriges Klebemittel gewünscht, so kann es erhalten werden durch Verwendung von etwa 75 bis 125 Teilen Klebeharz auf 100 Teile Kautschuk. Bei Verwendung von Zinkoxyd ist ein den Zwecken entsprechendes Verhältnis etwa 50 bis 75 Teile Zinkoxyd auf 100 Teile Kautschuk, wobei das Zinkoxyd mit dem Kautschuk durch gemeinsames Walzen gemischt wird. In der gleichen Weise erfolgt das Einbringen von anderen Pigmenten. Die Zubereitung des Klebemittels für den Auftrag erfolgt durch Schütteln des gemeinsam in ein flüchtiges Lösungsmittel aus Kohlenwasserstoffen (z. B. Heptan) eingebrachten, in Stücke geschnittenen Kautschuks und des Harzes. Die Menge an Lösungsmittel wird so gewählt, daß eine den Zwecken entsprechende Auftragsviskosität erzielt wird.

Eine bevorzugte Art von Fäden aus Glaskapillarfäden für die vorliegenden Zwecke wird im Handel mit »150 ΐ/οα,οΖ« bezeichnet, was bedeuten soll, daß das Fadengewicht für 13 710 m 0,453 kg beträgt (was einem Denierwert von etwa 300 entspricht) ; daß der Faden aus einem einzigen gezwirnten Faden besteht; daß der Faden 1,0 Drehungen auf 2,5 cm hat und daß der Drall ein Z-Drall ist. Der durchschnittliche Durchmesser der einzelnen Kapillarfäden beträgt 0,0095 mm. Die Nominalmindestbruchfestigkeit liegt bei '1,17 kg je Faden. Die Durchschnittszahl der Kapillarfläden in einem Faden beträgt 105. Infolge des losen Dralles kann der gezwirnte Faden leicht von dem Klebemittel durchdrungen werden, so daß dieses jeden Kapillarfaden umhüllt. Da die Glaskapillarfäden in dem Klebegurtband sich nicht berühren und da der Faden sich etwas abflachen kann, wenn er unter Spannung in das Bandgefüge eingelegt wird, ändert sich, in dem Band gesehen, offensichtlich die Breite jedes Fadens etwas, und zwar in Abhängigkeit von der jeweiligen Herstellungsart. Sobald eine Fadendichte von 401 Enden je Zentimeter Breite verwendet wird, liegen die Fäden dicht beieinander und nähern sich der Faden-an-Faden-Stellung. Wenn 20 Enden je Zentimeter verwendet werden, nehmen die Fäden offensichtlich wesentlich mehr als eine Hälfte der Gesamtbreite des Bandes ein, da mehr Gelegenheit für sie besteht, sich zu einem ovalen Querschnitt aüszuflachen und auf diese Weise die durchschnittliche Abstandsentfernung zwischen benachbarten Fäden zu vermindern.

Ein Klebegurtband mit einem Celluloseacetatfilm als Unterlage und 40 Faden je Zentimeter Breite hat eine Längszugfestigkeit von etwa 90 kg/cm trotz der Tatsache, daß die Unterlage an sich und das Klebemittel für sich allein nur wenig Zugfestigkeit besitzen. Wird die Anzahl der Fäden je Zentimeter Bandbreite auf 20 vermindert, so verringert sich die Längszugfestigkeit des Bandes auf etwa 54,3 kg/cm. Die Zugfestigkeit je Faden beträgt also 2,5 bis 2,7 kg. Die Erhöhung in effektiver Festigkeit je Faden ist sehr beträchtlich und ist das Ergebnis der Kombinationseffekte des druckempfindlichen Klebemittels, in das der Faden eingebettet ist und mit dem der Faden durchtränkt wird. Eine Schicht aus unverstärktem Klebemittel kann ganz leicht zwischen den Fingern bis zum Zerreißen auseinandergezogen werden, was erkennen läßt, daß die Zugfestigkeit der Klebemittelschicht für sich allein vernachlässigt werden kann im Vergleich zu derjenigen der durch Faden verstärkten Klebemittelschicht.

Endlose Glaskapillarfäden haften nicht an Kautschuk an. Wenn sie in Kautschuk eingebettet sind, können sie herausgezogen werden, da sie glattflächige Zylinder darstellen, die nur durch Reibung gehalten werden. Das Gegenteil ist bei Naturfasern der Fall. Im vorliegenden Erzeugnis erfordern die Glaskapillarfäden keine besondere Behandlung, damit sie fest eingebunden werden, und zwar deswegen, weil das klebrige Klebemittel der Kautschuk-Harz-Gattung, ungleich dem Kautschuk für sich allein, die Glasfaseroberflächen näßt und eine starke spezifische Adhäsion zu ihnen hat. Aus Glaskapillarfäden bestehende Fäden werden üblicherweise mit einer auf die Kapillarfäden aufgebrachten Stärke- oder Ölleimung versehen, um die Handhabung bei den S toffherstellungs arbeiten zu erleichtern. Das Vorhandensein eines solchen Überzugs auf den Kapillarfäden stört nicht den Aufbau einer starken Klebeverbindung zwischen dem Kautschuk-Harz-Klebemittel und der Glasoberfläche der Kapillarfäden, da dieser Überzug von dem Klebemittel wiääirend der Herstellung des Klebegurtbandes adsorbiert wird oder in das Klebemittel

071801

: eindringt. Die Klebeverbindung wird auch durch die Bewegung der Kapillarfäden nicht unterbrochen, da der Klebstoff sehr streckbar ist und dauernd klebend bleibt. Die Näßwirkung dieser Klebemittelart erleichtert auch sein Eindringen zwischen die Kapillarfäden, so daß der Klebstoff gründlich die Oberflächen dieser Fäden berührt.

Wenn· es auch nicht notwendig ist, kann den aus Glaskapillarfäden bestehenden Fäden gewünschtenfalls doch eine besondere Behandlung vor dem Einbringen in das Klebemittel gegeben, werden, um die Eigenschaften der Fäden ziu ändern. So kann eine physikalische oder chemische Behandlung oder ein Waschen oder der Auftrag eines Oberflächenüberzugs oder einer Oberflächenleimung gewünschtenfalls erfolgen.

Das folgende Beispiel zeigt die überraschende Festigkeit, die ein erfindungsgemäßes Gurtband aufweist.

' Beispiel

Das durchscheinende Klebegurtband zeigt den in Fig. 2 dargestellten Aufbau. Es hatte eine durchsichtige Celluloseacetatfilmunterlage von 0,0375 ¹^¹¹¹ Dicke. Die Dicke der druckempfindlichen Klebemittelschicht betrug 0,2125 ^mm> die Gesamtdicke des Bandes betrug also 0,25 mm. Die aus Glaskapillarfäden bestehende Fadensehictht bestand aus einer einschichtigen. Lage endloser Fäden, und zwar 38 je cm Bandbreite, d. h. 38 Enden je Zentimeter Bandbreite. Die Fäden waren von der vorerwähnten »1501/01,0 Z«-Type. Ein durchsichtiges, druckempfindliches Klebemittel der Kautschuk-Harz-Gattung wurde verwendet, und das Band als Ganzes war so durchsichtig, daß es auf Oberflächen aufgebracht werden konnte, ohne die darauf befindlichen Markierungen oder Verfärbungen zu verdunkeln. Das die Faden umgebende und sie völlig durchtränkende Klebemittel macht die Fäden durchsichtig, da es annähernd den gleichen Brechungsindex hat wie das Glas.

Dieses Klebegurtband 'hatte eine Längs>zugfestigkeit von 244,6 kg/cm Bandbreite und eine Dehnung bei Bruch von 6%. Die Querzugfestigkeit betrug etwa 6,78 kg/cm Breite des Bandversuchs Stücks, und die Querdehnung bei Bruch der Filmunterlage war etwa 5 %.

Die Längsziugfestigkeit wurde bestimmt durch Verdoppeln des für ein Band von 12,5 mm Breite gemessenen Wertes, der an einer Zugfestigkeitsprüfmaschine Bauart Scott, Modell J (mit Schraubspindelantrieb für die Klemmbackenverschiebung) ermittelt wurde, deren unterer Klemmbacken sich mit einer Geschwindigkeit von 300mm in der Minute bewegte.

Die Längsreißfestigkeit war mit der der Acetatfilmunterlage für sich allein vergleichbar. Das Band konnte leicht mit den Fingern zerrissen werden. Die Ouerreiß festigkeit war außergewöhnlich hoch, und das Band konnte nicht mit den Fingern zerrissen werden, da 'diese Reiß richtung quer zu den Glasfaden liegt.

Dies macht erkenntlich, daß· bei dem Gurtband aus Unterlage und Fäden die Längszugfestigkeit und die Querreißfestigkeit in der Hauptsache dem Vorhandensein der aus Glaskapillarfäden bestehenden Fäden, und die Querzugfestigkeit sowie die Längsreißfestigkeit in der Hauptsache dem Vorhandensein der Unterlage zuzuschreiben sind.

Claims

Patentansprüche:

i. Starkes, druckempfindliches Klebegurtband, das auf sich selbst in Rollenform aufgewickelt ist und zum Umgürten schwerer und sperriger Gegenstände, wie Bündeln aus Stahlstangen und schweren Kisten, dient, gekennzeichnet durch eine dünne, biegsame Unterlage aus Film oder Verbundpapier, auf deren innere Fläche eine druckempfindliche Klebemittelschicht der klebgierigen Kautschuk-Harz-Gattung aufgebracht ist, in die eine unverwebte, einschichtige Lage aus geradlinig ausgerichteten, aus Glaskapillarfasern bestehenden Fäden vollständig eingebettet liegt, deren Fäden aus losen, haarähnlitihen, endlosen Glaskapillarfasern bestehen, die einzeln für sich durch das Klebemittel eingehüllt sind und in Verein mit dem Klebemittel ausreichen, um dem Klebegurt- ■ band eine Längszugfestiigkeit von wenigstens 53,4 kg/cm Bandbreite zu geben.
2. Klebegurtband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Band eine Längszugfestigkeit im Bereich von 90 kg/cm Bandbreite ■und eineDicke von oder im Bereich von 0,25 mm besitzt.
3. Klebegurtband nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Filmunterlage und das Klebemittel durchsichtig sind und das gesamte Klebegurtband eine genügende Durchsichtigkeit besitzt,um auf Oberflächen aufgelegt werden zu können, ohne die darunterliegenden

' Merkmale, Zeichen und Färbungen zu verdunkeln.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 5798 3.53