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Elektrisches Isolierband Aus der USA.-Patentschrift a 332
265 ist ein Klebeband bekannt, das als Träger einen mit einem Weichmachungsmittel,
z. B. einem Phthalsäureester, plastifizierten Polyvinylchloridfilm enthält, auf
den als wasserunlösliche Klebschicht eine Harz-Kautschuk-Mischung aufgetragen ist.
Die Menge des Weichmachers soll 2o% nicht übersteigen, weil der Film dann zu weich
wird. Nach dem Ausführungsbeispiel sollen dem Polyvinylchlorid 70/0 Weichmachungsmittel
zugesetzt werden. Ein solches Band ist zwar elastisch und biegbar, aber nur in ganz
geringem Maße dehnbar.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Isolierband für elektrische
Leitungsdrähte zu schaffen, das ebenfalls aus einem Polyvinylharz-Filmträger besteht,
der mit einer druckempfindlichen, wasserunlöslichen Klebschicht versehen ist, wobei
der Filmträger in so hohem Maße dehnbar ist, daß er, ohne zu reißen, bis zu ioo%
seiner ursprünglichen Länge gestreckt werden kann. Bei einer etwa nur 5o%-igen Dehnung
kehrt der Film allmählich im wesentlichen, bei einer Streckung um 30% vollständig
zu seiner ursprünglichen Länge zurück.
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Der Film soll also die Fähigkeit der plastischen Dehnung besitzen,
aber noch so viel Elastizität haben, daß er nach Aufhören der Zugkraft im wesentlichen
in seine Ausgangslänge zurückkehrt.
Ferner muß die Art und Menge
der Weichmacher auf die Zusammensetzung der Klebschicht derart abgestimmt sein,
daß die Weichmacher nicht aus dem Film in die Klebschicht hineindiffundieren, diese
aufweichen, ablösen oder unbrauchbar machen.
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Zur Lösung der Aufgabe soll gemäß der Erfindung das zur Herstellung
des Trägers dienende Vinylchloridpolymerisat in einer Menge von einem Drittel bis
der Hälfte seines Gewichts mit einem Weichmacher versehen sein, der aus a) einem
niedermolekularen, flüssigen Weichmacher, insbesondere einem Phthalsäureester, in
einer 2o% des Vinylpolymerisats nicht überschreitenden Gewichtsmenge und b) einem
hochmolekularen, in dem Film nicht wandernden, harzartigen Weichmacher, insbesondere
einem weichen, nicht härtbaren Alkydharz, in mindestens der gleichen oder in größerer
Menge wie der flüssige Weichmacher besteht.
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Als flüssige Weichmacher können an Stelle des Dioctylphthalats auch
andere Weichmacher benutzt werden, die sich mit dem Vinylpolymerisat vertragen und
eine ausreichend niedrige Flüchtigkeit aufweisen, um nicht beim Walzen und Kalandrieren
oder während des anschließenden Lagerns oder des Gebrauchs ausgetrieben zu werden,
z. B. Tricresylphosphat, Dibutylphthalat oder Butylphthalylbutylglykolat.
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Als harzartige Weichmacher eignen sich besonders das unter dem Handelsnamen
Paraplex G 25 bekannte, nicht härtbare, weiche Alkydharz vom spezifischen Gewicht
i,o6 und einer Säurezahl von nicht mehr als 2,o, ferner ein durch gemeinsames Erhitzen
von Sebacinsäure, Propylenglykol und Äthylenglykol im Verhältnis io : 9 : i bis
auf eine niedrige Säurezahl erhaltenes Alkydharz, ferner ein Äthylacrylatpolymerisat,
das besonders günstig ist wegen seiner geringen Neigung, einen Klebrigkeitsverlust
der Klebschicht hervorzurufen, oder ein polymerisierter Vinylbutyläther.
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Der Filmträger besteht vorzugsweise aus einem Mischpolymerisat eines
größeren Anteils Vinylchlorid mit einem kleineren Anteil Vinylacetat oder Vinylidenchlorid,
z. B. im Verhältnis 89 : i i oder 95 :5, und wird vorzugsweise in einer Dicke von
o,i bis o,5 mm verwendet. Man setzt bei der Herstellung des Films, die in üblicher
Weise durch Gießen aus einer Lösung oder durch Verwalzen und Kalandrieren der Masse
erfolgen kann, als Stabilisator eine geringe Menge Calciumstearat, Bleisilicat,
Calciumsilicat oder Triäthanolamin zu, um das Nachdunkeln der Folie am Licht zu
vermeiden. Man kann auch Farbstoffe, z. B. Ruß, hinzufügen, um das Trägerband zu
färben.
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Als Klebstoffschicht wird eine ähnliche Mischung verwendet, wie sie
aus der oben angezogenen USA.-Patentschrift 2 332 265 bekannt ist und die aus einem
Gemisch von natürlichem oder synthetischem Kautschuk, Esterharz und Harz besteht,
wobei man, abweichend von den Angaben der genannten Patentschrift, noch Phenolaldehydharz
zusehen kann. Diese Klebstoffmischung haftet fest an der Filmunterlage, sie ist
eukohäsiv, worunter man versteht, daß die Klebschicht in sich zusammenhält und mehr
an der Filmunterlage als an dem zu umwickelnden Draht haftet, so daß sie beim Entfernen
des Isolierbandes nicht an den Fingern oder an dem umwickelten Draht klebenbleibt.
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Sie steht auch in ständigem Gleichgewicht mit der Filmunterlage, so
daß sie beim Lagern des aufgerollten Bandes nicht durch Hineinwandern von Weichmacherbestandteilen
verflüssigt wird und ihre Klebkraft verliert. Diese Eigenschaft erhält das Isolierband
nur bei der oben angegebenen Weichmacherkombination gemäß der Erfindung.
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Man kann z. B. durch Zusatz von 33 % eines flüssigen Weichmachers,
wie Dioctylphthalat, zu einem Polyvinylharzfilm ein Band mit erheblicher Dehnbarkeit
herstellen, jedoch wird ein Klebstoffgemisch obiger Zusammensetzung oder ein anderer
druckempfindlicher Klebstoff durch Hineinwandern des Weichmachers schnell weich
und pastös und damit unwirksam, so daß sich der Isolierstreifen sehr bald wieder
löst, wenn er um eine Spleißstelle oder um ein Drahtbündel gewickelt wird. Diese
Erscheinung tritt in zunehmendem Maße ein, wenn die Polyvinylchloridmasse mehr als
io"lo eines flüssigen Weichmachers enthält.
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Es ist zwar bekannt, daß Alkydharze, wie Paraplex, als nicht wandernde
Weichmacher für Polyvinylchlorid zu verwenden sind, jedoch hat sich ergeben, daß
man zwar mit Alkydharzen allein unter Anwendung einer entsprechend großen Menge
in Poly vinylchloridfilmen den gewünschten Grad an Festigkeit, Dehnungsfähigkeit
und Elastizität erzeugen kann, jedoch bildet sich mit Alkydharzen allein kein ständiges
Gleichgewicht von Klebstoff und Träger, so daß druckempfindliche Klebstoffe der
oben angegebenen Art bei längerer Berührung mit dem nur harzartige Weichmacher enthaltenden
Film zu einem großen Teil, wenn nicht vollständig ihre Klebkraft und Druckempfindlichkeit
verlieren. Wenn ein auf diese Art und Weise hergestellter Streifen von der Rollenform
abgewickelt wird, nachdem er eine mäßige Zeit gelagert hat; und dann auf eine Spleißstelle
aufgebracht wird, haftet er weder auf dem elektrischen Leiter noch auf seinem eigenen
Träger, so daß er als Isolier- und Schutzüberzug wertlos ist.
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Das Gleichgewicht zwischen Weichmacher und Klebschicht bleibt nur
bestehen, wenn eine Weich- _ macherkombination gemäß der Erfindung verwendet wird.
Das so hergestellte Isolierband bietet den großen Vorteil, daß es von Hand bei mäßigem
Zug ausgereckt werden kann, ohne daß die Klebschicht gelöst wird, und daß der ausgereckte
Streifen, wenn er nur lose und ohne Kraftanwendung um einen elektrischen Leiter
zum Zwecke der Isolierung umgewickelt wird, sich nach einiger Zeit wieder zusammenzieht
und dadurch an dem Draht oder der Spleißstelle festhaftet. Die erfindungsgemäß hergestellten
Streifen eignen sich besonders zum Isolieren von Kupferdrähten, die eine aus synthetischen
Polymeren bestehende Isolierschicht besitzen.
Zur besseren Verankerung
der Klebschicht auf dem Filmstreifen kann dieser vor dem Aufbringen der Klebschicht
mit einer Zwischenschicht überzogen werden, die z. B. aus einer ammoniakalischen
Kaseinlösung unter Zusatz einer Emulsion eines Butadien-Styrol-Copolymerisats besteht.
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Zum Stande der Technik sei noch erwähnt, daß bereits Klebebänder aus
Cellulosederivaten mit wasserlöslichen und wasserunlöslichen Klebschichten bekannt
waren. Hier handelt es sich aber nicht um dehnbare Bänder, sondern um Filmunterlagen
ganz anderer Art. Soweit die Herstellung von Folien und Filmen aus Polyvinylchlorid
unter Zusatz von Weichmachern beschrieben ist, betreffen diese Angaben nicht eine
Kombination von flüssigen und harzartigen Weichmachern in einem Mengenverhältnis
wie bei der vorliegenden Erfindung, da keine plastisch und elastisch dehnbaren Filme,
sondern Preßmassen bzw. hochfeste Fäden hergestellt werden sollen. Auch ist von
der Herstellung von Isolierbändern und dem Aufbringen einer festhaftenden, im Gleichgewicht
mit den Weichmachern stehenden Klebschicht keine Rede.
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Ausführungsbeispiele Beispiel i Eine Mischung von 70o Gewichtsteilen
eines Vitiylchlorid-Vinylacetat-Copolymerisates mit einem Erweichungspunkt von etwa
i38° C und einem Verhältnis von Vinylchlorid zu Vinylacetat wie 89 : i i, Zoo Teilen
eines weichen, viskosen Alkydharzes, ioo Teilen Dioctylphthalat und 25 Teilen Calciumstearat
wird auf einem Gummi-Walzenstuhl zusammengewalzt, zunächst auf 12i° C bis zur Homogenität
erhitzt und dann auf eine Dicke von o,i mm kalandriert. Der anfallende durchsichtige
Film wird leicht haftend auf ein gefirnißtes Kammträgertuch aufgebracht und dann
grundiert, worauf er mit einem druckempfindlichen Klebstoff überzogen wird. Der
Grundierstoff wird durch Mischen von 447 kg einer ammoniakalischen Kaseinlösung,
die 36 kg Kasein enthält, mit 284 kg einer wäßrigen Dispersion hergestellt, die
38 Gewichtsprozent eines Copolymerisates aus 5o Teilen Butadien und 5o Teilen Styrol
enthält. Der Grundierüberzug wird zum Entfernen des Wassers getrocknet, wodurch
ein äußerst feiner Grundierfilm gebildet wird. Die Zusammensetzung des druckempfindlichen
Klebstoffs ist folgende:
| Gewichtsteile |
| Butadien-Styrol-ILautschuk-Polymerisat ioo |
| Zinkoxyd ............................. 5 |
| Titandioxyd ........................... io |
| Gelbes Pigment ....................... 0.3 |
| Öllösliches, in der Wärme härtbares Phe- |
| nolaldehydharz ... .. .. ............... 12 |
| Esterharz ............................. 40 |
| Paraffinöl ... .. . ..................... . 25 |
| Weiches Cumaron-Indenharz .......... 40 |
| Heptan ............................... 300 |
| Alkohol .................... annähernd io |
Bei der Herstellung des Klebstoffes werden zunächst das Copolymerisat und die Pigmente
zusammengewalzt. Die gewalzte Masse wird dann mit dem Esterharz, Paraffinöl, Cumaron-Indenharz
und endlich mit dem Phenolaldehydharz in einem beheizten Hochleistungs-Innenmischer
gemischt. Nach einer weiteren kurzen Erwärmung auf höhere Temperatur wird der Ansatz
gekühlt. Dann wird das Heptan in kleinen Anteilen zugesetzt sowie ausreichend Alkohol,
um eine geeignete Viskosität für das Überziehen zu erhalten. Der grundierte Film
wird mit der Klebstofflösung überzogen und anschließend zum Entfernen des Lösungsmittels
getrocknet. Annähernd 042 bis 0,49 g Klebstoff, auf die Trockensubstanz gerechnet,
werden auf i5q.Cm2 des Filmes angewendet. Der überzogene Film wurde von der zeitweilig
verwendeten Zwischenschicht abgenommen und in schmale Streifen geschnitten. Der
gewonnene Streifen ist hoch dehnbar und elastisch und stellt ein ausgezeichnetes
Isolier-und Schutzmaterial dar, wenn er um einen elektrischen Leiter gewickelt wird.
Auf unregelmäßiger Oberfläche, wie z. B. auf einer Drahtspleißstell'e, ist die Elastizität
ausreichend, um einen äußerst dichten Überzug herzustellen. Der Streifen ergibt
zum mindesten eine ioo°/oige Dehnung und eine Zugfestigkeit von annähernd 3,6 kg
je i ein Breite.
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Stücke des Streifens können von 2o bis 5oo/a gedehnt werden, worauf
man sie unbelastet wieder auf ihre frühere Länge zurückgehen lassen kann. Die Streifen
erreichen ihre ursprüngliche Länge in 15 bis 30 Minuten bzw. in i2 Stunden.
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In ähnlicher Weise kann ein Klebstreifen aus einem Film hergestellt
werden, in dem das gleiche Polymerisat, der harzartige Weichmacher und der flüssige
Weichmacher in einem Verhältnis von ioo : 29,5 :i7,6 vorhanden sind. Dieser Film
ist etwas weicher und leichter dehnbar. Der Klebüberzug ist in ständigem Gleichgewicht
mit dem Träger, was sich aus der Tatsache ergibt, daß nach i Jahr natürlicher Alterung
bei Raumtemperatur die Klebkraft und die Festigkeitswerte des druckempfindlichen,
klebenden Überzuges unverändert geblieben sind. Beispiel 2 Der weichgemachte Vinylpolymerisatfilm
des Beispiels i wird mit einer Grundierkompositio:n aus synthetischem Gummiharz
grundiert, die in Form einer Lösung in organischen Lösungsmitteln angewandt wird.
Der Film wird dann mit einem druckempfindlichen Klebstoff auf Naturkautschukgrundlage
überzogen. Der Klebstoff und der Träger befinden sich in ständigem Gleichgewicht.
Die durchsichtige Eigenschaft des Streifens erweist sich in den Fällen als vorteilhaft,
wo es wünschenswert ist, in Abständen die geschützte Fläche in Augenschein zu nehmen.
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Die in diesem Beispiel als Grundiermittel verwendete Komposition besteht
aus einer Lösung von 2o Teilen eines reinen, thermoplastischen Kohlenwasserstoff-Terpenharzes
mit einem Schmelzpunkt
von q.6° C und einer Säurezahl o und 25 Teilen
eines Butadien-Acrylnitril-Kautschuk-Copolymerisates in einer Mischung von ioo Teilen
Toluol und 2o Teilen Methyläthylketon.
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Der durchsichtige, druckempfindliche Klebstoff wird durch Mischen
von 131 kg gekrepptem Latexgummi, 79,¢ kg thermoplastischem Terpenharz mit einem
Schmelzpunkt von q.6° C, 1,3 kg Tetramethyl-Thiuram-Disulfid und 1,35 kg
eines Antioxydans in einer Lösung von Heptan hergestellt, die einen kleinen Anteil
denaturierten Alkohols als viskositätsverringerndes Mittel enthält.
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Beispiel 3 Verschiedene Pigmente und Farbstoffe können sowohl dem
Träger als auch dem Klebstoffansatz der erfindungsgemäßen Komposition zugesetzt
werden, um das Aussehen zu verbessern, um eine unterschiedliche Farbe vorzusehen
oder um andere Zwecke zu erreichen. Das Beschweren des Vinylfilmes mit einem schweren
Pigment ergibt beispielsweise eine Verbesserung der Wärmebeständigkeit.
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Ein 0,3 mm dicker Film wird aus einer Mischung von 70o Teilen,
des Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymerisates entsprechend Beispiel i, Zoo. Teilen
des weichen, viskosen Alkydharzes entsprechend Beispiel i, ioo Teilen Dioctylphthalat,
iioo Teilen Titandioxydpigment und 3o Teilen Calciumstearat sowie ioo Teilen Salicylanilid
hergestellt. Der Film wird mit dem Grundierstoff entsprechend Beispiel 2 grundiert
und mit einem druckempfindlichen Klebstoff auf Polyacrylatgrundlage überzogen. Der
Klebstoff ist aus einem Copolymerisat von 75 Teilen 2-Äthylbutylacrylat und 25 Teilen
Äthylacrylat zusammengesetzt, mit einem thermoplastischen Terpenharz zum Kleben
gebracht und durch Erwärmen mit einem kleinen zugesetzten Anteil an Zinkresinat
und einem öllöslichen, in der Wärme; härtbaren Phenolformaldehydharz gehärtet. Zur
Erzielung eines weißen Klebstoffes wird Titandioxyd als Pigment zugesetzt. Das Produkt
wird in schmale Streifen zerschnitten und in Rollenform aufgewickelt, in diesem
Falle mit einer Zwischenschicht auf gefirnißtem Kammtuch.
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Proben des Streifens ergeben eine Dehnung von annähernd iooo/o beim
Reißen und haben eine Zugfestigkeit von annähernd 5,4 kg je i cm Breite. Aus 2oo/oiger
Verlängerung kehren sie auf ihre ursprüngliche Länge in etwas weniger als 5 Minuten
zurück und aus einer 5oo/oigen Verlängerung in annähernd 2q. Stunden.
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Beispiel q.
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Um einen vollständig flammensicheren Streifen herzustellen, wird der
grundierte Film des Beispiels 3 mit einem druckempfindlichen Klebstoff überzogen,
der im wesentlichen aus polymerisiertem Chloropren und chloriertem Diphenyl in annähernd
gleichen Gewichtsverhältnissen besteht. Der Klebstoff wird als Lösung angewendet,
deren Lösungsmittel einen hohen Aromatengehalt aufweist. Beispiel 5 Zu der Filmkomposition
des Beispiels i werden 5 Teile Ruß zugesetzt. Der Film hat ein schwarzes, glänzendes
Aussehen und zeigt eine beträchtlich erhöhte Zugfestigkeit. Die Elastizität ist
etwas verringert, aber der Film nimmt nach einer annähernd 5o-%igen Verlängerung
in etwas weniger als 2q. Stunden seine ursprüngliche Länge wieder an.
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Der Film wird mit dem Grundiermittel entsprechend Beispiel 2 grundiert
und mit einem Klebstoff überzogen, der aus ioo Teilen einer Mischung von gleichen
Teilen Naturkautschuk und Buna-S, 5o Teilen Zinkoxyd, 5 Teilen Ruß und 5o Teilen
wärmebehandelten Holzharzes besteht. Es wird eine kleine Menge eines Antioxydans
zugesetzt und das Material in Heptan zu einer Viskosität dispergiert, in der es
als Überzug aufgebracht werden kann. Der sich ergebende Streifen erweist sich insbesondere
als zweckmäßig zum Abdecken von Spleißstellen bei Kupferdrähten, die mit einem isolierenden
Überzug aus einem weichgemachten, schwarz pigmentierten, synthetischen Polymerisat
versehen sind.