EP0996693A1 - Selbstklebeband enthaltend mikroballons in der trägerschicht - Google Patents

Selbstklebeband enthaltend mikroballons in der trägerschicht

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EP0996693A1
EP0996693A1 EP98941312A EP98941312A EP0996693A1 EP 0996693 A1 EP0996693 A1 EP 0996693A1 EP 98941312 A EP98941312 A EP 98941312A EP 98941312 A EP98941312 A EP 98941312A EP 0996693 A1 EP0996693 A1 EP 0996693A1
Authority
EP
European Patent Office
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self
adhesive tape
tape according
microns
microballoons
Prior art date
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Ceased
Application number
EP98941312A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Axel Burmeister
Christian Harder
Christoph Nagel
Wolfgang Schacht
Jochen Stähr
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Tesa SE
Original Assignee
Beiersdorf AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Beiersdorf AG filed Critical Beiersdorf AG
Publication of EP0996693A1 publication Critical patent/EP0996693A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • C08L7/00—Compositions of natural rubber
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    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J13/00—Colloid chemistry, e.g. the production of colloidal materials or their solutions, not otherwise provided for; Making microcapsules or microballoons
    • B01J13/02—Making microcapsules or microballoons
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    • Y10T428/2848—Three or more layers

Definitions

  • the invention describes a self-adhesive tape that is adhesive on both sides, as is used in particular to achieve very permanent bonding of objects with unevenness in the surfaces to be bonded.
  • DE-PS 21 05 877 shows an adhesive tape which consists of a backing which is coated on at least one side with a microcellular pressure-sensitive adhesive and the adhesive layer of which contains a nucleating agent, the cells of the adhesive layer being closed and completely distributed in the adhesive layer are.
  • This adhesive tape can adapt to the irregular surface to which it is applied and thus lead to a relatively permanent bond, on the other hand shows little recovery if it has been compressed to half its original thickness.
  • the cavities in the adhesive offer approaches for lateral entry of solvents and water into the adhesive joint, which is very undesirable. Furthermore, the complete passage of solvents or water through the entire adhesive tape cannot be excluded.
  • DE-PS 28 21 606 describes a pressure-sensitive adhesive tape with an adhesive layer on a carrier material in which hollow glass microspheres with a proportion of up to 60 percent by volume of the adhesive layer are dispersed. Due to its structure, this adhesive tape offers good strength against the loads mentioned above. Because the tape has the technical advantage of being uneven Hard to lift off the surface because it lacks elastic recovery after pressure has been exerted on it for a while. But this adhesive tape also has some disadvantages. Hollow glass microspheres are very sensitive bodies that tend to burst when incorporated into the adhesive layer, when stored, but especially when the tape is used, with subsequent problems due to the resulting splinters.
  • DE-OS 40 29 896 describes a strapless self-adhesive tape which is adhesive on both sides and consists of a pressure-sensitive adhesive layer which contains solid glass microspheres.
  • DE 196 03 919 describes a self-adhesive tape coated on both sides with a pressure-sensitive adhesive and which has a backing layer made of rubber, into which microvolumes, in particular those made of glass, are mixed.
  • EP-OS 0 257 984 discloses adhesive tapes which have an adhesive coating on at least one side of a carrier layer.
  • This adhesive coating contains polymer beads, which in turn contain a liquid made of hydrocarbons. At elevated temperatures, the polymer beads tend to expand.
  • the invention has for its object to provide a self-adhesive tape that does not have the disadvantages of the prior art, or at least not to the extent and yet it is not limited in its usability similar to the previously known products.
  • the invention proposes a pressure-sensitive self-adhesive tape coated on both sides with pressure-sensitive adhesives, in the backing layer of which microballoons in a volume fraction of 1% by volume to 95% by volume, in particular 30% by volume to 70% by volume , are included.
  • Natural, acrylonitrile-butadiene, butyl, styrene-butadiene rubbers, a blend of the rubbers mentioned or polyolefins such as polyethylene or polypropylene, ethylene-vinyl acetate, acrylate or a compound are preferably used as the material for the backing layer of the polymers mentioned.
  • fillers can optionally be used. Soot can be mixed with carbon black from the series of reinforcing, semi-reinforcing or non-reinforcing carbon blacks, in particular between 0-80 phr, zinc oxide in particular between 0-70 phr and / or other fillers such as silica, silicates or chalk. In addition to the aforementioned, the use of other fillers is also possible. Resins from the class of the phenolic and / or hydrocarbon resins in the range in particular between 0-75 phr can also be added.
  • this can be filled with conventional anti-aging agents, which, depending on the application, can come from the class of discoloring or non-discoloring anti-aging agents, in particular in the range between 0-10 phr, and known light stabilizers or ozone protection agents.
  • vulcanizing agents such as peroxides or sulfur, sulfur donors or accelerators
  • fatty acid in particular in the range from 0-10 phr
  • plasticizers are also possible.
  • all of these additives can be used either alone or in any combination with one another to produce the rubber mixture in order to obtain an optimal match to the use.
  • the carrier mixture is preferably prepared in an internal mixer typical for elastomer compounding.
  • the mixture is adjusted in particular to a Mooney value ML ⁇ +3 (100 ° C) in the range of 10 to 80.
  • Solvent-free processing is preferably carried out.
  • Possible crosslinkers, accelerators and the desired microballoons are added to the mixture in a second cool operation. This second step takes place at temperatures below 70 ° C in a commercially available kneader, internal mixer, mixing roller mill or twin-screw extruder.
  • the mixture can then be extruded and / or calendered to the desired thickness on commercially available machines.
  • a thickness of the carrier which is in the range from 30 ⁇ m to 2000 ⁇ m, in particular 200 ⁇ m to 1250 ⁇ m.
  • the carrier is then provided on both sides with a commercially available, pressure-sensitive self-adhesive, thermally foamed and, if appropriate, crosslinked.
  • the expansion of the microballoons preferably results in a thickness of the carrier which is in the range from 200 ⁇ m to 4000 ⁇ m, in particular 400 ⁇ m to 2500 ⁇ m.
  • Electron beam hardening can then optionally be carried out.
  • crosslinking can also be carried out using UV rays. Depending on the desired degree of crosslinking, it is advisable to add promoters and / or initiators to the support layer.
  • adhesion promoters can be added.
  • a known primer coating can be applied to the support.
  • a coro pretreatment of the carrier In order to achieve particularly firm anchoring, a combination of the methods listed is also possible.
  • a barrier layer with a layer thickness of 2 ⁇ m to 10 ⁇ m, preferably 2 ⁇ m to 4 ⁇ m, is applied between the backing layer and the self-adhesive.
  • the adhesive itself can be applied directly from the solution, dispersion or melt or in the indirect transfer process or by coextrusion with the carrier. In the case of coextrusion in particular, crosslinking of carrier and adhesive in-line by electron beam curing is advantageous.
  • the application weight of the adhesive composition can also be selected within the range of 10-250 g / m 2 , preferably 40-150 g / m 2 .
  • Microballoons are contained in the carrier layer.
  • the microballoons are elastic, thermoplastic hollow spheres that have a polymer shell. These balls are filled with low-boiling liquids or liquefied gas. Acrylonitrile, PVDC, PVC or acrylates are particularly suitable as polymers for the shell.
  • a low-boiling liquid hydrocarbons such as the lower alkanes, for example pentane, can be used as the liquefied gas, chemicals such as isobutane.
  • the self-adhesive tape according to the invention shows particularly advantageous properties if the microballoons are those which at 25 ° C. have a diameter of 3 ⁇ m to 40 ⁇ m, in particular 5 ⁇ m to 20 ⁇ m. When exposed to heat, the capsules expand irreversibly and expand three-dimensionally. The expansion ends when the internal and external pressure balance. So you get a closed cell foam carrier, which is characterized by good flow behavior and high back force.
  • the microballoons advantageously have a diameter of 20 ⁇ m to 200 ⁇ m, in particular 40 ⁇ m to 100 ⁇ m.
  • the expansion can take place before or after incorporation into the polymer matrix, but also before or after incorporation into the polymer matrix and the shaping. It is also possible to carry out the expansion after incorporation into the polymer matrix and before molding.
  • the self-adhesive tape shows excellent properties that could not have been foreseen by those skilled in the art.
  • the adhesive tape adapts very well to uneven ground when it is pressed onto it with a certain pressure. This creates a very permanent connection between the adhesive tape and the substrate, which does not fail even with high shear forces that act on the self-adhesive tape. Due to the lack of laterally open cavities in the carrier, the possible penetration of solvents or water into the adhesive tape with all its known disadvantages is prevented.
  • adhesive tapes mixed with microballoons have a much lower density and the adhesive tape as a whole becomes lighter.
  • adhesive tapes according to the invention also have increased restoring forces compared to the hollow glass ball variant. In addition, they have the advantage that no disruptive wall pieces reduce the performance after pressure loading.
  • the adhesive tape according to the invention offers an ideal combination of viscoelastic properties and with a high restoring moment.
  • the use of the self-adhesive tape according to the invention is recommended if permanent bonds with high shear strength, tilt shear strength, high adhesive strength and high cold impact resistance are to be achieved.
  • the invention is used, for example, in the furniture industry, where mirrors, strips or panels are to be permanently anchored to the substrate. Because of the excellent product properties, the use of the invention is not limited to the example mentioned. Rather, the adhesive tape can be used as assembly material in many industrial areas if it is important to create a secure connection between two parts of different materials on a relatively uneven surface.
  • the pre-batch of the carrier mixture is produced in an internal mixer typical for elastomer compounding, and at a temperature of 130 ° C. within five minutes.
  • Rhenogran S-80 (Rheinchemie) 0.3
  • Rhenogran ZEPC-80 (Rheinchemie) 0.3
  • Rhenogran HX (Rheinchemie) 0.1
  • the mixture is then drawn out on a conventional 4-roll F-calender into a web with a thickness of 0.500 mm (corresponding to approx. 590 g / m 2 ), namely at a roll temperature of 70 ° C. and a web speed of 5 m / min. Then the web is covered with a release and wound into a roll.
  • the cross-linked carrier is equipped on both sides with an epoxy-based dispersion primer.
  • the material is coated on both sides with 60 g / m 2 of Duroctac 280 - 1753 polyacrylate composition from National Starch on both sides in the transfer process. Furthermore, the carrier layer is foamed and crosslinked, specifically at a temperature of 130 ° C. at a speed of 2 m / min. This results in a thickness of the carrier of 1000 ⁇ m.
  • the double-sided adhesive tape which is covered on one side with release paper, is characterized by high adhesive strength and high shear strength at the same time, and the bonds produced thereby have excellent strength at high and low temperatures.
  • crosslinked, foamed supports are coated in two steps on both sides with 60 g / m 2 of Duroctac 280 - 1753 polyacrylate composition from National Starch in the transfer process, in order to produce a double-sided adhesive tape.
  • the following monomer mixtures (amounts in% by weight) were copolymerized in solution.
  • the polymerization batches consisted of 60 to 80% by weight of the monomer mixtures and 20 to 40% by weight of solvents such as 60/95 gasoline and acetone.
  • the solutions were first freed of oxygen by flushing with nitrogen in customary glass or steel reaction vessels (with reflux condenser, anchor stirrer, temperature measuring unit and gas inlet tube) and then heated to boiling.
  • the polymerization was initiated by adding 0.1 to 0.4% by weight of a peroxide or azo initiator customary for free-radical polymerization, such as, for example, dibenzoyl peroxide or azobisisobutyronitrile. During the polymerization time of about 20 hours, depending on the increase in viscosity, the mixture was optionally diluted several times with further solvent, so that the finished polymer solutions had a solids content of between 25 and 65% by weight.
  • a peroxide or azo initiator customary for free-radical polymerization such as, for example, dibenzoyl peroxide or azobisisobutyronitrile.
  • the blends were carried out either before or after the concentration in suitable apparatus.
  • carrier formulations in combination with correspondingly suitable types of crosslinking and the effects caused by the foaming are described using examples.
  • the mass was mixed with 0.8% by weight of titanium chelate and 3% by weight of microballoons (FQ 2134, Follmann), coated on release paper with approx. 60 g / m 2 and at 60 to 70 ° C dried.
  • the dried mass layers were laminated to a total composite thickness of 120 g / m 2 .
  • the material was then foamed at 130 ° C. for 3 minutes.
  • the foaming rate was 200%.
  • Example 2 a polymer was made from the following monomers.
  • 2-hydroxypropyl acrylate 6 The mass was mixed with 3.0% by weight of Desmodur TT, 0.05% by weight of DBTL and 4% by weight of microballoons.
  • the mass was coated from solution on release paper and at 60 to
  • An approximately 120 ⁇ m thick carrier was produced by lamination.
  • the solvent was removed from the polymer before blending.
  • the 100% system produced in this way was mixed, as described in variant 1, and coated with a conventional roller application system at 80 ° C. with a mass application of 120 ⁇ m.
  • the mass layers were then foamed at 130 ° C. for 5 minutes.
  • the foaming rate was approximately 230%.
  • Example 4 Acrylate, crosslinking by means of electron beams
  • Example 3 The polymer formulation described in Example 3 was mixed, namely
  • variant 2 this was mixed with 3% by weight of microballoons after removal of the solvent and, as described in example 3, variant 2, coated from the melt at 80 ° C. on a conventional roller application system.
  • the viscoelastic behavior of the supports could be varied if necessary by adding ES crosslinking promoters, such as SR 295 from SARTOMER.
  • Example 5 Acrylate, crosslinking by means of UV rays
  • a polymer was made from the following monomers.
  • the mass was mixed, namely
  • the mass was freed from the solvent, mixed with 3% by weight of microballoons and coated on commercially available roller applicators at 80 ° C. with a mass application of 120 ⁇ m on release paper.
  • the viscoelastic behavior of the supports and the crosslinkability of thicker layers could be varied, if necessary, by adding UV crosslinking promoters, such as Speedcure ITX from Lambson.
  • the foaming rate was 205%.
  • Example 6 Blends made of acrylate EVA, crosslinking by means of electron beams
  • the layer produced in this way was then crosslinked on both sides with 50 kGy. After tempering for 3 minutes at 130 ° C., the foaming rate was 190%.
  • Example 7 EVA, crosslinking by means of electron beams
  • a mass based on LEVAPREN 450 was mixed with 3% by weight of microballoons and, as described in Example 5, coated, crosslinked and foamed.
  • the foaming rate was 150%.

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Abstract

Druckempfindliches Selbstklebeband, dadurch gekennzeichnet, daß das Selbstklebeband eine Trägerschicht aufweist, die a) beidseitig mit einer druckempfindlichen Klebemasse beschichtet ist, und b) die Mikroballons zu einem Volumenanteil von 1 Vol.-% bis 95 Vol.-%, insbesondere 30 Vol.-% bis 70 Vol.-%, enthält.

Description

Beschreibung
Selbstklebeband enthaltend Mikroballons in der Träqerschicht
Die Erfindung beschreibt ein beidseitig klebendes Selbstklebeband, wie es insbesondere zur Erzielung von sehr dauerhaften Verklebungen von Gegenständen mit Unebenheiten in den zu verklebenden Oberflächen eingesetzt wird.
Um höhere Festigkeiten gegenüber Abschälen und Scherkräften zu erreichen, ist der Einsatz unterschiedlicher Klebebänder bekannt.
In der DE-PS 21 05 877 wird ein Klebeband aufgezeigt, das aus einem Träger besteht, der auf mindestens einer Seite mit einem mikrozellulären druckempfindlichen Klebstoff beschichtet ist und dessen Klebstoffschicht einen Keimbildner enthält, wobei die Zellen der Klebstoffschicht geschlossen und vollständig in der Klebstoffschicht verteilt sind. Dieses Klebeband kann sich der unregelmäßigen Oberfläche, auf die es gebracht wird, anpassen und somit zu einer relativ dauerhaften Verklebung führen, zeigt andererseits auch nur eine geringe Erholung, wenn es auf die Hälfte der ursprünglichen Dicke zusammengedrückt worden ist. Die Hohlräume in der Klebmasse bieten allerdings Ansätze für seitliches Eintreten von Lösungsmitteln und Wasser in die Klebfuge, was sehr unerwünscht ist. Weiterhin kann der vollständige Durchtritt von Lösungsmitteln oder Wasser durch das gesamte Klebeband nicht ausgeschlossen werden.
So beschreibt die DE-PS 28 21 606 ein druckempfindliches Klebeband mit einer Klebstoffschicht auf einem Trägermaterial, in der Glasmikrohohlkugeln mit einem Anteil von bis zu 60 Volumenprozent der Klebstoffschicht dispergiert sind. Dieses Klebeband bietet aufgrund seines Aufbaus eine gute Festigkeit gegenüber den oben genannten Belastungen. Denn das Band besitzt den technischen Vorteil, sich von Unebenheiten des Untergrundes kaum abzuheben, weil diesem die elastische Erholung fehlt, nachdem ein Druck eine Zeitlang auf dieses ausgeübt worden ist. Aber auch dies Klebeband ist mit einigen Nachteilen behaftet. So sind Glasmikrohohlkugeln sehr empfindliche Körper, die beim Einarbeiten in die Klebstoffschicht, beim Lagern, insbesondere aber beim Einsatz des Bandes zum Zerplatzen neigen, mit anschließenden Folgeproblemen aufgrund der entstehenden Splitter.
In der DE-OS 40 29 896 wird ein trägerloses, beidseitig klebendes Selbstklebeband aus einer druckempfindlichen Klebstoffschicht, die Glasmikrovollkugeln enthält, beschrieben.
In DE 196 03 919 wird ein beidseitig mit einem druckempfindlichen Kleber beschichtetes Selbstklebeband beschrieben, das eine Trägerschicht aus Kautschuk aufweist, in die Mikrovolikugeln, insbesondere solche aus Glas eingemischt sind.
In der Offenlegungsschrift EP-OS 0 257 984 werden Klebebänder offenbart, die auf einer Trägerschicht zumindest einseitig eine Klebebeschichtung aufweisen. In dieser Klebebeschichtung sind Polymerkügelchen enthalten, die ihrerseits eine Flüssigkeit aus Kohlenwasserstoffen enthalten. Bei erhöhten Temperaturen neigen die Polymerkügelchen zur Expansion.
Allen genannten Klebebändern ist gemeinsam, daß die aufnehmbaren Scherkräfte, die auf die geklebte Verbindung einwirken, für viele Einsatzfälle nicht ausreichend sind, um eine dauerhafte Verbindung zwischen Untergrund und dem mittels des Klebebandes zu montierenden Gegenstandes zu gewährleisten. So ist insbesondere bei tieferen Tempe- raturen die Verwendung derartiger Klebebänder nur sehr eingeschränkt möglich, weil bei tiefen Temperaturen eine Versprödung des Trägers auftritt, so daß das Klebeband nicht mehr in der Lage ist, die gewünschte Verkiebung aufrechtzuerhalten. Auch bei höheren Temperaturen reduzieren sich die Klebkräfte der Klebebänder, u.a. aufgrund von Fließprozessen. Damit ist eine Verwendung der Klebebänder unter hohen Tempera- turen nicht oder nur sehr eingeschränkt möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Selbstklebeband zu schaffen, das die Nachteile des Standes der Technik nicht oder zumindest nicht in dem Umfang aufweist und das dennoch nicht in seiner Einsatzfähigkeit ähnlich den vorbekannten Produkten eingeschränkt ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein druckempfindliches, beidseitig mit druckempfindlichen Klebemassen beschichtetes Selbstklebeband vor, in dessen Trägerschicht Mikroballons zu einem Volumenanteil von 1 Vol.-% bis 95 Vol.-%, insbesondere 30 Vol.-% bis 70 Vol.-%, enthalten sind.
Als Material für die Trägerschicht werden vorzugsweise Natur-, Acrylnitril-Butadien-, Butyl-, Styrol-Butadien-Kautschuke, ein Blend der genannten Kautschuke oder Poiy- olefine wie Polyethylen oder Polypropylen, Ethylen-Vinyl-Acetat, Acrylat oder ein Com- pound der genannten Polymere eingesetzt.
Um die gewünschten Eigenschaften des Trägers gezielt einzustellen, kann gegebenenfalls die Verwendung von Füllstoffen erfolgen. So kann die Trägerschicht mit Ruß aus der Reihe der verstärkenden, semiverstärkenden oder nicht verstärkenden Ruße insbesondere zwischen 0-80 phr, Zinkoxid insbesondere zwischen 0-70 phr und/oder anderen Füllstoffen wie Kieselsäure, Silikaten oder Kreide versetzt werden. Neben den genann- ten ist auch die Verwendung weiterer Füllstoffe möglich. Weiterhin können auch Harze aus der Klasse der Phenol- und/oder Kohlenwasserstoffharze im Bereich insbesondere zwischen 0-75 phr zugesetzt werden.
Zur Erhöhung der Standfestigkeit des Klebebandes kann dies mit üblichen Alterungsschutzmitteln, die je nach Anwendungsfall aus der Klasse der verfärbenden oder nicht verfärbenden Alterungsschutzmitteln stammen können, insbesondere im Bereich zwischen 0-10 phr, sowie bekannten Lichtschutzmitteln oder Ozonschutzmitteln gefüllt werden. Darüber hinaus ist eine Abmischung mit Vulkanisationsmitteln (wie beispielsweise Peroxiden oder Schwefel, Schwefelspendern oder Beschleunigern) und/oder der Zusatz von Fettsäure, insbesondere im Bereich von 0-10 phr, sowie die Verwendung von Weichmachern möglich. Alle diese genannten Zusatzstoffe können je nach Einsatzzweck des Selbstklebebandes entweder allein oder in beliebiger Kombination miteinander zur Herstellung der Kautschukmischung eingesetzt werden, um eine optimale Abstimmung auf die Verwendung zu erhalten. Durch den Einsatz dieser Zusatzstoffe ist auch die Schwarzfärbung des Trägers, wie sie von der Industrie i.a. gefordert wird, pro- blemlos möglich. Bezüglich der Kautschuke wird auf die bekannte Technologie der Kautschuk-Verarbeitung und den bekannten, dafür eingesetzten Additiven, etwa gemäß dem Buch von Werner Kleemann (Werner Kleemann: „Mischungen für die Elastverarbeitung", Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 1982), ausdrücklich Bezug genommen.
Die Anfertigung der Trägermischung findet vorzugsweise in einem für die Elastomer- Compoundierung typischen Innenmischer statt. Die Mischung wird dabei insbesondere auf einen Mooneywert MLι+3 (100 °C) im Range von 10 bis 80 eingestellt. Vorzugsweise erfolgt eine lösungsmittelfreie Verarbeitung. Der Mischung werden in einem zweiten kühlen Arbeitsgang mögliche Vernetzer, Beschleuniger und die gewünschten Mikroballons zugesetzt. Dieser zweite Arbeitsgang findet bei Temperaturen kleiner 70 °C in einem handelsüblichen Kneter, Innenmischer, Mischwalzwerk oder Doppelschnecken- extruder statt. Die Mischung kann anschließend auf handelsüblichen Maschinen auf die gewünschte Dicke extrudiert und/oder kalandert werden.
Dabei ergibt sich eine Dicke des Trägers, die im Bereich von 30 μm bis 2000 μm, insbesondere 200 μm bis 1250 μm, liegt.
Anschließend wird der Träger beidseitig mit einer handelsüblichen, druckempfindlichen Selbstklebemasse versehen, thermisch geschäumt und gegebenenfalls vernetzt. Dabei ergibt sich durch die Expansion der Mikroballons vorzugsweise eine Dicke des Trägers, die im Bereich von 200 μm bis 4000 μm, insbesondere 400 μm bis 2500 μm, liegt.
Im Anschluß kann optional eine Elektronenstrahlhärtung durchgeführt werden. Neben der Elektronenstrahlhärtung kann auch eine Vernetzung mittels UV-Strahlen erfolgen. Je nach gewünschtem Vernetzungsgrad empfiehlt es sich, Promotoren und/oder Initiato- ren der Trägerschicht zuzusetzen.
Um die Verankerung der Klebemasse auf dem Kautschukträger zu erhöhen, können bekannte Haftvermittler zugesetzt werden. Weiterhin kann das Aufbringen einer bekannten Primerbeschichtung auf den Träger erfolgen. Alternativ dazu kann auch eine Coro- navorbehandlung des Trägers vorgenommen werden. Um besonders feste Verankerungen zu erzielen, ist auch eine Kombination der aufgeführten Verfahren möglich.
Um eine Migration der in der Trägerschicht eingesetzten Stoffe in die Kleberschicht zu unterbinden, wird in einer bevorzugten Ausführungsform zwischen Trägerschicht und Selbstklebemasse eine Sperrschicht mit einer Schichtdicke von 2 μm bis 10 μm, vorzugsweise 2 μm bis 4 μm, aufgebracht.
Die Klebemasse selbst kann direkt aus der Lösung, Dispersion oder Schmelze oder im indirekten Transferverfahren oder durch Koextrusion mit dem Träger aufgetragen werden. Insbesondere im Fall der Koextrusion ist eine Vernetzung von Träger und Klebmasse in-line durch die Elektronenstrahlhärtung vorteilhaft. Das Auftragsgewicht der Klebemasse ist ebenfalls je nach Einsatzzweck beliebig innerhalb des Bereiches von 10-250 g/m2, vorzugsweise 40-150 g/m2, wählbar.
In der Trägerschicht sind Mikroballons enthalten. Bei den Mikroballons handelt es sich um elastische, thermoplastische Hohlkugeln, die eine Polymerhülle aufweisen. Diese Kugeln sind mit niedrigsiedenden Flüssigkeiten oder verflüssigtem Gas gefüllt. Als Polymere für die Hülle sind insbesondere Acrylnitril, PVDC, PVC oder Acrylate geeignet. Ais niedrigsiedende Flüssigkeit kommen Kohlenwasserstoffe wie die niederen Alkane, beispielsweise Pentan, als verflüssigtes Gas Chemikalien wie Isobutan in Frage. Besonders vorteilhafte Eigenschaften zeigt das erfindungsgemäße Selbstklebeband, wenn es sich bei den Mikroballons um solche handelt, die bei 25 °C einen Durchmesser aufweisen von 3 μm bis 40 μm, insbesondere 5 μm bis 20 μm. Durch Wärmeeinwirkung dehnen sich die Kapseln irreversibel aus und expandieren dreidimensional. Die Expansion ist beendet, wenn der innen- und Außendruck sich ausgleichen. So erzielt man einen geschlossenzelligen Schaumträger, welcher sich durch gutes Auffließverhalten und hohe Rücksteilkräfte auszeichnet.
Nach der thermischen Expansion aufgrund erhöhter Temperatur weisen die Mikroballons vorteilhafterweise einen Durchmesser von 20 μm bis 200 μm, insbesondere 40 μm bis 100 μm, auf.
Die Expansion kann dabei vor oder nach dem Einarbeiten in die Polymermatrix erfolgen, aber auch vor oder nach dem Einarbeiten in die Polymermatrix und dem Ausformen. Möglich ist, auch die Expansion nach dem Einarbeiten in die Polymermatrix und vor dem Ausformen vorzunehmen.
Das Selbstklebeband zeigt durch die Verwendung von Mikroballons in der Trägerschicht hervorragende Eigenschaften, die derartig für den Fachmann nicht vorherzusehen waren.
Aufgrund der hohen Flexibilität des Trägers paßt sich das Klebeband sehr gut unebe- nem Untergrund an, wenn es mit einem gewissen Druck auf diesen gepreßt wird. Auf diese Weise entsteht eine sehr dauerhafte Verbindung zwischen Klebeband und Untergrund, die auch bei hohen Scherkräften, die auf das Selbstklebeband einwirken, nicht versagt. Wegen der fehlenden seitlich offenen Hohlräume im Träger wird auch das mögliche Eindringen von Lösungsmitteln oder Wasser in das Klebeband mit all seinen bekannten Nachteilen verhindert.
Weitere Vorteile der mit Mikroballons abgemischten Klebebänder gegenüber denen, die mit Mikrovollkugeln hergestellt sind, bestehen darin, daß die Mikroballons eine viel geringere Dichte haben und somit das Klebeband insgesamt leichter wird. Des weiteren weisen erfindungsgemäße Klebebänder auch gegenüber der Hohlglaskugelvariante erhöhte Rückstellkräfte auf. Darüber hinaus weisen sie den Vorteil auf, daß nach Druckbelastung keine störenden Wandstücke die Leistungsfähigkeit mindern.
Schließlich kann noch der geringere Preis eines mit Mikroballons gefüllten Trägers gegenüber denen, die mit Hohl- oder Vollkugeln gefüllt sind, erwähnt werden.
Das erfindungsgemäße Klebeband bietet eine ideale Kombination viskoelastischer Eigenschaften und mit hohem Rückstellmoment.
Zusammenfassend empfiehlt sich die Verwendung des erfindungsgemäßen Selbst- klebebandes, wenn dauerhafte Verklebungen mit hoher Scherfestigkeit, Kippscherfestigkeit, hoher Klebkraft und hoher Kälteschlagfestigkeit erzielt werden sollen.
Die Verwendung der Erfindung erfolgt beispielsweise in der Möbelindustrie, wo Spiegel, Leisten oder Blenden dauerhaft mit dem Untergrund zu verankern sind. Wegen der hervorragenden Produkteigenschaften ist der Einsatz der Erfindung aber nicht auf das genannte Beispiel beschränkt. Vielmehr ist die Verwendung des Klebebandes in vielen Industriebereichen als Montagematerial möglich, wenn es gilt, auf einer relativ unebenen Oberfläche eine sichere Verbindung zwischen zwei Teilen unterschied- lichster Materialien zu schaffen.
Im folgenden soll die Erfindung anhand mehrerer Beispiele näher beschrieben werden, ohne damit die Erfindung unnötig einschränken zu wollen.
Beispiel 1
Die Herstellung des Vorbatches der Trägermischung findet in einem für die Elastomer- Compoundierung typischen Innenmischer statt, und zwar bei einer Temperatur von 130 °C innerhalb von fünf Minuten.
Rezeptur:
Komponente Anteil (phr)
Naturkautschuk CV 50 100.0
Mahlkreide 51.0
Weichharz Wing Tack 10 (Fa. Goodyear) 20.0 Zinkoxid 5,0
TiO2 5,0
Stearinsäure (Fa. Pronova) 1,0
Summe Vorbatch 182,0
Die Mischung wird dann bei einer Temperatur von 45 °C für acht Minuten in einem handelsüblichen Kneter fertiggestellt, wobei dem Vorbatch noch folgende Stoffe zugesetzt werden: Komponente Anteil [%]
Vorbatch 94,4
Alterungsschutzmittel 0,9
Rhenogran S-80 (Fa. Rheinchemie ) 0,3
Rhenogran ZEPC-80 (Fa. Rheinchemie ) 0,3
Rhenogran HX (Fa. Rheinchemie ) 0,1
FQ 2134 ( Fa. Follmann ) 3,8
Summe 100
Die Mischung wird anschließend auf einem üblichen 4-Walzen F-Kalander zu einer Bahn mit einer Dicke von 0,500 mm (entsprechend ca. 590 g/m2) ausgezogen, und zwar bei einer Walzentemperatur von jeweils 70 °C und einer Bahngeschwindigkeit von 5 m/min. Dann wird die Bahn mit einem Release eingedeckt und zur Rolle gewickelt. Der vernetzte Träger wird beidseitig mit einem Dispersionsprimer auf Epoxidbasis ausgerüstet.
Dann wird das Material in zwei Schritten beidseitig mit je 60 g/m2 der Polyacrylatmasse Duroctac 280 - 1753 der Fa. National Starch im Transfer-Verfahren beschichtet. Weiterhin findet eine Schäumung und Vernetzung der Trägerschicht statt, und zwar bei einer Temperatur von 130 °C bei einer Geschwindigkeit von 2 m/min. Dabei ergibt sich eine Dicke des Trägers von 1000 μm.
Das einseitig mit Trennpapier abgedeckte doppelseitige Klebeband zeichnet sich durch hohe Klebkräfte bei gleichzeitiger hoher Scherfestigkeit aus, und die damit erzeugten Verklebungen besitzen eine exzellente Festigkeit bei hohen und tiefen Temperaturen.
Beispiele 2 bis 6
Nachstehende Rezepturen beschreiben die Möglichkert, vernetzte und geschäumte Trägersysteme auf einer breiten Rohstoffbasis herzustellen. Die vernetzten, geschäumten Träger werden abschließend gegebenenfalls in zwei Schritten beidseitig mit je 60 g/m2 der Polyacrylatmasse Duroctac 280 - 1753 der Firma National Starch im Transfer-Verfahren beschichtet, um ein doppelseitiges Klebeband herzustellen.
Die Herstellung der für die Träger benötigten Polymersysteme wird, soweit sie nicht kommerziell erhältlich sind, nachstehend beschrieben:
Allgemeine Herstellung der Polymeren
Die folgenden Monomergemische (Mengenangaben in Gew.-%) wurden in Lösung copolymerisiert. Die Polymerisationsansätze bestanden aus 60 bis 80 Gew.-% der Monomergemische sowie 20 bis 40 Gew.-% Lösungsmittel wie Benzin 60/95 und Ace- ton.
Die Lösungen wurden in üblichen Reaktionsgefäßen aus Glas oder Stahl (mit Rückflußkühler, Ankerrührer Temperaturmeßeinheit und Gaseinleitungsrohr) zunächst durch Spülen mit Stickstoff vom Sauerstoff befreit und dann zum Sieden erwärmt.
Durch Zusatz von 0,1 bis 0,4 Gew.-% eines für die radikalische Polymerisation üblichen Peroxid- oder Azo-Initiators, wie zum Beispiel Dibenzoylperoxid oder Azobisisobutyro- nitril, wurde die Polymerisation ausgelöst. Während der Polymerisationszeit von etwa 20 Stunden wurde je nach Viskositätsanstieg gegebenenfalls mehrmals mit weiterem Lösungsmittel verdünnt, so daß die fertigen Polymerlösungen einen Feststoffgehalt zwischen 25 bis 65 Gew.-% aufwiesen.
Die so hergestellten Massen wurden je nach Bedarf und Eignung werter abgemischt und aus der Lösung beziehungsweise nach Entfernung des Lösungsmittels, wie es in der EP 0 621 326 beschrieben ist, beschichtet.
Je nach Rezeptur und Beschaffenheit der Zusatzstoffe wurden die Abmischungen entweder vor oder nach der Aufkonzentration in entsprechend dafür geeigneten Apparaturen vorgenommen. im folgenden sind an Beispielen Trägerrezepturen in Kombination mit entsprechend geeigneten Vernetzungsarten sowie die durch die Schäumung hervorgerufenen Effekte beschrieben.
Beispiel 2: Acrylat, Chelat-Vernetzung
Es wurde eine Masse der Monomerzusammensetzung der folgenden Zusammensetzung hergestellt:
Gew.-% 2-Ethylhexylacrylat 21 n-Butylacrylat 21 tert. Butylacrylat 50
Acrylsäure 8
Bezogen auf den Polymeranteil wurde die Masse mit 0,8 Gew.-% Titanchelat und 3 Gew.-% Mikroballons (FQ 2134, Fa. Follmann) abgemischt, auf Trennpapier mit ca. 60 g/m2 beschichtet und bei 60 bis 70 °C getrocknet. Die getrockneten Masseschichten wurden bis zu einer Gesamtverbunddicke von 120g/m2 laminiert.
Das Material wurde anschließend 3 min bei 130 °C geschäumt. Die Schäumungsrate betrug 200%.
Beispiel 3: Acrylat; Chemische Vernetzung mittels Isocyanat
Wie in Beispiel 2 angegeben, wurde ein Polymer aus den folgenden Monomeren hergestellt.
Gew.-% n-Butylacrylat 80
N-tert. Butylacrylamid 14
2-Hydroxypropylacrylat 6 Die Masse wurde mit 3,0 Gew.-% Desmodur TT, 0,05 Gew.-% DBTL und 4 Gew.-% Mikroballons abgemischt.
In Variante 1 wurde die Masse aus Lösung auf Trennpapier beschichtet und bei 60 bis
70 °C getrocknet.
Durch Laminieren wurde ein ca. 120 μm dicker Träger hergestellt.
In Variante 2 wurde dem Polymer vor der Abmischung das Lösungsmittel entzogen. Das so hergestellte 100%-System wurde, wie in Variante 1 beschrieben, abgemischt und mit einem üblichen Walzenauftragssystem bei 80 °C mit einem Masseauftrag von 120 μm beschichtet.
In beiden Fällen wurden die Masseschichten im Anschluß 5 min bei 130 °C geschäumt. Die Schäumungsrate betrug ca. 230 %.
Beispiel 4: Acrylat, Vernetzung mittels Elektronenstrahlen
Die im Beispiel 3 beschriebene Polymerrezeptur wurde abgemischt, und zwar
in Variante 1 mit 3 Gew.-% Mikroballons und aus Lösung beschichtet. Die bei 70 °C getrocknete Masse wurde bis zu einer Schichtdicke von 120 μm laminiert.
In Variante 2 wurde diese nach Entzug des Lösungsmittels mit 3 Gew.-% Mikroballons abgemischt und, wie in Beispiel 3, Variante 2 beschrieben, auf einem üblichen Walzenauftragssystem aus der Schmelze bei 80 °C beschichtet.
Das viskoelastische Verhalten der Träger ließ sich bei Bedarf durch Zugabe von ES- Vernetzungspromotoren, wie zum Beispiel SR 295 der Fa. SARTOMER, variieren.
Die Ausstriche wurden beidseitig mit 100 kGy über ESH vernetzt und im Anschluß 3 min bei 130 °C geschäumt. Die Schäumungsrate lag bei 150 bis 160%. Beispiel 5: Acrylat, Vernetzung mittels UV-Strahlen
Als Beispiel für eine Reihe von Rezepturen, die eine Vernetzung des Trägers mittels UV erlauben, ist die nachstehende Formulierung aufgeführt.
Es wurde ein Polymer aus den folgenden Monomeren hergestellt.
Gew.-% n-Butylacrylat 78
N-tert. Butylacrylamid 20
Benzoinacrylat 2
Die Masse wurde abgemischt, und zwar
in Variante 1 mit 3 Gew.-% Mikroballons und aus der Lösung auf Trennpapier beschichtet und bei 70 °C getrocknet. Der Verbund wies eine Dicke auf von ca. 120 μm und wurde beidseitig mit einem UV-Trockner der Firma Eltosch-Torsten-Schmidt GmbH bei 1 m/min, 600 V und 10 A vernetzt.
In Variante 2 wurde, wie beschrieben, die Masse vom Lösungsmittel befreit, mit 3 Gew.- % Mikroballons abgemischt und auf handelsüblichen Walzenauftragswerken bei 80 °C mit einem Masseauftrag von 120 μm auf Trennpapier beschichtet.
Das viskoelastische Verhalten der Träger und die Vernetzbarkeit dickerer Schichten ließ sich bei Bedarf durch Zugabe von UV-Vernetzungspromotoren, wie zum Beispiel Speedcure ITX der Fa. Lambson, variieren.
Die Schäumungsrate betrug 205%.
Beispiel 6: Blends aus Acrylat EVA, Vernetzung mittels Elektronenstrahien
In einem Walzenstuhl wurde ein Blend aus 3 Teilen EVA (LEVAPREN 450, Bayer) und 1 Teil Acrylat (ACRONAL 3458; BASF) hergestellt. Die Masse wurde mrt 3 Gew.-% Mikroballons abgemischt. Die auf diesem Wege erhaltene homogene Mischung wurde, wie beschrieben, als 100%-System mrt einem Masseauftrag von ca. 120 μm auf Trennpapier beschichtet.
Die so hergestellte Schicht wurde im Anschluß beidseitig mit 50 kGy vernetzt. Nach Temperung über 3 min bei 130 °C betrug die Schäumungsrate 190%.
Beispiel 7: EVA, Vernetzung mittels Elektronenstrahlen
Reine EVA-Massen eignen sich, wie nachstehend beschrieben, ebenfalls als Trägersystem. Dabei sind auch Blends aus verschiedenen EVA-Typen möglich.
Eine Masse, basierend auf LEVAPREN 450, wurde mit 3 Gew.-% Mikroballons abge- mischt und, wie im Beispiel 5 beschrieben, beschichtet, vernetzt und geschäumt. Die Schäumungsrate betrug 150%.

Claims

Patentansprüche
1. Druckempfindliches Selbstklebeband, dadurch gekennzeichnet, daß das Selbstklebeband eine Trägerschicht aufweist, die a) beidseitig mrt einer druckempfindlichen Klebemasse beschichtet ist, und b) die Mikroballons zu einem Volumenanteil von 1 Vol.-% bis 95 Vol.-%, insbesondere 30 Vol.-% bis 70 Vol.-%, enthält.
2. Selbstklebeband nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerschicht aus Naturkautschuk, aus Acrylnrtril-Butadienkautschuk, aus Butylkautschuk, aus
Styrol-Butadien-Kautschuk, aus einem Blend der genannten Kautschuke oder aus einem Polyolefin, aus Ethylen-Vinyl-Acetat, aus Acrylat oder einem Compound der genannten Polymere besteht.
3. Selbstklebeband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerschicht mit einem oder mehreren Additiven wie Alterungsschutzmitteln, Vernetzern, Licht- schutzmttteln, Ozonschutzmitteln, Fettsäuren, Harzen, Weichmachern und Vulkanisationsmitteln, Elektronenstrahlhärtungspromotoren oder UV-Initiatoren abgemischt ist.
4. Selbstklebeband nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerschicht mit einem oder mehreren Füllstoffen wie Ruß, Zinkoxid, Kieselsäure, Silikaten und Kreide gefüllt ist.
5. Selbstklebeband nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerschicht ganz oder teilweise chemisch oder physikalisch mittels ionisierender Strahlung vernetzt ist.
6. Selbstklebeband nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der expandierte Mikroballons enthaltende Träger eine Dicke von 200 μm bis 4000 μm, insbesondere
400 μm bis 2500 μm, aufweist.
7. Selbstklebeband nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Träger zur Verbesserung der Haftung der Klebmassen Haftvermittler aufweist.
8. Selbstklebeband nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Trägerschicht und der Selbstklebemasse eine Sperrschicht mrt einer Schichtdicke von 2 μm bis 10 μm, vorzugsweise 2 μm bis 4 μm, vorgesehen ist.
9. Selbstklebeband nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Mikroballons eine Polymerhülle aufweisen, die mrt niedrigsiedenden Flüssigkeiten oder verflüssigtem Gas gefüllt ist.
10. Selbstklebeband nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikroballons bei 25 °C einen Durchmesser von 3 μm bis 40 μm, insbesondere 5 μm bis 20 μm, aufweisen.
11. Selbstklebeband nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikroballons nach Temperatureinwirkung besonders bei einer Temperatur größer 70 °C einen Durchmesser von 20 μm bis 200 μm, insbesondere 40 μm bis 100 μm, aufweisen.
12. Selbstklebeband nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikroballons nach dem Einarbeiten in die Polymermatrix und dem Ausformen expandiert werden.
13. Selbstklebeband nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikroballons vor dem Einarbeiten in die Polymermatrix und dem Ausformen expandiert werden.
14. Selbstklebeband nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikroballons nach dem Einarbeiten in die Polymermatrix und vor dem Ausformen expandiert wer- den.
15. Verwendung eines Selbstklebebandes nach Ansprüchen 1 bis 14 zur Erzielung von dauerhaften Verklebungen mrt hoher Scherfestigkeit, Kippscherfestigkeit, hoher Klebkraft und hoher Kärteschlagfestigkeit.
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