EP1675882A1 - Calendered wrapping foil - Google Patents

Calendered wrapping foil

Info

Publication number
EP1675882A1
EP1675882A1 EP04787158A EP04787158A EP1675882A1 EP 1675882 A1 EP1675882 A1 EP 1675882A1 EP 04787158 A EP04787158 A EP 04787158A EP 04787158 A EP04787158 A EP 04787158A EP 1675882 A1 EP1675882 A1 EP 1675882A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
wrapping film
film according
wrapping
film
adhesive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04787158A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Bernhard MÜSSIG
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tesa SE
Original Assignee
Tesa SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tesa SE filed Critical Tesa SE
Publication of EP1675882A1 publication Critical patent/EP1675882A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/17Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
    • H01B7/29Protection against damage caused by extremes of temperature or by flame
    • H01B7/295Protection against damage caused by extremes of temperature or by flame using material resistant to flame
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/0008Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
    • C08K5/0066Flame-proofing or flame-retarding additives

Definitions

  • the present invention relates to a calendered halogen-free wrapping film made of polyolefin, which is optionally provided with a pressure-sensitive adhesive coating which is used, for example, for wrapping ventilation ducts in air conditioning systems, wires or cables and which is particularly suitable for cable harnesses in vehicles or field coils for picture tubes.
  • the wrapping film is used for bundling, isolating, marking, sealing or protecting.
  • the invention further comprises methods for producing the film according to the invention.
  • Cable wrapping tapes and insulating tapes usually consist of plasticized PVC film with a one-sided adhesive coating. There is an increasing desire to eliminate disadvantages of these products.
  • plasticizers of conventional insulating tapes and cable winding tapes gradually evaporate, which leads to a health burden, in particular the commonly used DOP is of concern. Furthermore, the vapors in motor vehicles are deposited on the windows, which worsens visibility (and therefore considerably driving safety) and is referred to as fogging (DIN 75201) by a specialist. In the event of even greater evaporation due to higher temperatures, for example in the interior of vehicles or in the case of insulating tapes in electrical devices, the wrapping film becomes brittle as a result of the loss of plasticizer.
  • Plasticizers worsen the fire behavior of pure PVC, which is partially compensated for by the addition of antimony compounds, which are very toxic, or by the use of plasticizers containing chlorine or phosphorus.
  • antimony compounds which are very toxic
  • plasticizers containing chlorine or phosphorus a plasticizer containing chlorine or phosphorus.
  • the wall thicknesses of the cable insulation and the thickness of the PVC film for the tapes used for wrapping are reduced.
  • the usual thickness of PVC foils for winding tapes is 85 to 200 ⁇ m. Below 85 ⁇ m there are considerable problems in the calendering process, so that such products with a reduced PVC content are hardly available.
  • the usual vibro strips contain stabilizers based on toxic heavy metals, mostly lead, less often cadmium or barium.
  • EP 1 123 958 A1 and WO 99/61541 A1 describe adhesive tapes made of a woven or non-woven backing material. These materials are characterized by a very high tear resistance. However, this has the disadvantage that these adhesive tapes cannot be torn off by hand without the use of scissors or knives. Elasticity and flexibility are two of the main requirements for winding tapes in order to be able to produce wrinkle-free and flexible cable harnesses. Furthermore, these materials do not meet the relevant fire protection standards such as FMVSS 302. Improved fire properties can only be achieved using halogen-containing flame retardants or polymers as described in US Pat. No. 4,992,331 A1.
  • Nonwovens make the cable harnesses even thicker and less flexible than classic PVC tapes, even if this has a positive effect on sound insulation, which is only an advantage in some areas of cable harnesses.
  • Nonwovens are not very stretchy and have practically no resilience. This is important because thin branches of cable harnesses must be wound tightly so that they do not hang limply during installation and can be easily positioned in front of the clips and the connectors.
  • Another disadvantage of textile adhesive tapes is the low breakdown voltage of approx. 1 kV, because only the adhesive layer insulates.
  • Foil tapes are above 5 kV, they are good voltage resistant.
  • JP 10 149 725 A1 JP 09 208 906 A1 and JP 05 017 727 A1 describe the use of halogen-free thermoplastic polyester carrier films.
  • JP 07 150 126 A1 describes a flame-retardant wrapping film made of a polyester carrier film which contains a brominated flame retardant.
  • the patent literature also describes winding tapes made of polyolefins.
  • these are highly flammable or contain halogen-containing flame retardants.
  • the materials made from ethylene copolymers have too low a softening point (they tend to melt when trying to test for heat aging resistance) and the material is too inflexible when using polypropylene polymers.
  • the winding tapes described were produced by extrusion processes, usually by the cast process (T-die) and rarely by blow extrusion. The products described therefore have an increased shrinkage compared to calendered or cast films, which can lead to the telescoping of the rolls.
  • the task when changing to new halogen-free wrapping tapes also has to take full advantage of the existing calender systems.
  • the proposed solutions for halogen-free winding tapes not only have a number of technical defects, but do not offer a solution for the existing calender systems.
  • WO 00 71634 A1 describes a winding adhesive tape whose film consists of an ethylene copolymer as the base material.
  • the carrier film contains the halogen-containing flame retardant decabromodiphenyl oxide.
  • the film softens below a temperature of 95 ° C, but the normal usage temperature is often above 100 ° C or briefly even above 130 ° C, which is not uncommon when used inside the engine.
  • WO 97/05206 A1 describes a halogen-free winding adhesive tape, the backing film of which consists of a polymer blend of low-density polyethylene and an ethylene / vinyl acetate or ethylene / acrylate copolymer. 20 to 50% by weight of aluminum hydroxide or ammonium polyphosphate are used as flame retardants.
  • a major disadvantage of the carrier film is again the low softening temperature. To counteract this, the use of silane crosslinking is described. However, this networking method only leads to very unevenly cross-linked material, so that in practice no stable production process or uniform quality of the product can be realized.
  • EP 0 953 599 A1 claims a polymer mixture of LLDPE and EVA for applications as cable insulation and as a film material.
  • a combination of magnesium hydroxide with a special surface and red phosphorus is described as a flame retardant, but softening at a relatively low temperature is accepted.
  • EP 1 097 976 A1 A very similar combination is described in EP 1 097 976 A1.
  • a PP polymer is used instead of the LLDPE to improve the heat resistance, which has a higher softening temperature.
  • the disadvantage is the resulting low flexibility.
  • EVA or EEA it is claimed that the film has sufficient flexibility.
  • these polymers are blended with polypropylene to improve flame retardancy.
  • the products described have a film thickness of 0.2 mm; this thickness alone rules out flexibility in the case of filled polyolefin films, since the third power depends on the thickness.
  • the object of the invention therefore remains to find a solution for a calendered wrapping film which combines the mechanical properties (such as elasticity, flexibility, hand tearability) of PVC wrapping tapes with the halogen-free nature of textile wrapping tapes and also has sufficient heat aging resistance, a large-scale producibility of the film should be ensured on a soft PVC film system and a high dielectric strength and a high fogging value is desirable in some applications. It is a further object of the invention to provide calenderable, halogen-free wrapping films which enable particularly safe and rapid wrapping, in particular of wires and cables, for marking, protecting, isolating, sealing or bundling, the disadvantages of the prior art do not occur or at least not to the extent.
  • the subclaims relate to advantageous developments of the wrapping film according to the invention and the use of the wrapping film in a halogen-free adhesive tape, further uses of the same and processes for producing the wrapping film.
  • the invention relates to a halogen-free calendered, in particular flame-retardant, wrapping film made of polyolefin, preferably polypropylene copolymer, the melt index of the polyolefin being below 5 g / 10 min, preferably below 1 g / 10 min and in particular below 0.7 g / 10 min.
  • the thickness of the film according to the invention is in the range from 30 to 180 ⁇ m, preferably 50 to 150 ⁇ m, in particular 55 to 100 ⁇ m.
  • the surface can be textured or smooth.
  • the surface is preferably set slightly matt. This can be achieved by using a filler with a sufficiently large particle size or by an embossing roller on the calender.
  • the film is provided on one or both sides with a pressure-sensitive adhesive layer in order to make the application simple, so that there is no need to fix the winding film at the end of the winding process.
  • the wrapping film according to the invention is essentially free of volatile plasticizers such as DOP or TOTM and therefore has excellent fire behavior and low emissions (plasticizer evaporation, fogging).
  • a film according to the invention can be produced for the person skilled in the art, surprisingly and unpredictably.
  • the thermal aging resistance is not worse compared to PVC as a high-performance material, but rather comparable or even better.
  • the wrapping film according to the invention has a force in the longitudinal direction at 1% elongation of 0.6 to 5 N / cm, preferably from 1 to 4 N / cm, and at 100% elongation a force of 2 to 20 N / cm, preferably from 3 to 10 N / cm.
  • the force at 1% elongation is greater than or equal to 1 N / cm and the force at 100% elongation is less than or equal to 15 N / cm.
  • the 1% force is a measure of the rigidity of the film, and the 100% force is a measure of the suppleness when winding with strong deformation due to high winding tension.
  • the 100% force must not be too low, because otherwise the tear strength is too low.
  • the wrapping film preferably contains at least one polyolefin, in particular a polypropylene, with a flexural modulus of less than 900 MPa, preferably 500 MPa or less and in particular 80 MPa or less. More preferably, the polyolefin is a polypropylene copolymer that is from a process in which a PP homopolymer or PP random copolymer is further reacted with ethylene and propylene.
  • the melt index of the polyolefin for calender processing is below 5 g / 10 min, preferably below 1 g / 10 min and in particular below 0.7 g / 10 min.
  • the melt indices of the mixtures (compounds) are additionally below 5 g / 10 min, preferably below 1 g / 10 min and in particular below 0.7 g / 10 min.
  • the crystallite melting point of the polyolefin is between 120 ° C and 166 ° C, preferably below 148 ° C, particularly preferably below 145 ° C. Is very particularly preferably the crystallite melting point.
  • the polyolefin can be a soft ethylene homopolymer or ethylene or propylene copolymer.
  • the crystalline region of the copolymer is preferably a polypropylene with a random structure, in particular with a content of 6 to 10 mol% of ethylene.
  • a polypropylene random copolymer (for example with ethylene) has a crystallite melting point between 120 ° C. and 145 ° C. (this is the range for commercial products).
  • a polypropylene homopolymer is between 163 ° C and 166 ° C depending on the molecular weight and tacticity.
  • the homopolymer has a low molecular weight and is modified with EP rubber (for example grafting, reactor blend), the lowering of the melting point leads to a crystallite melting point in the range from approximately 148 ° C. to 163 ° C.
  • the preferred crystallite melting point for the polypropylene copolymer according to the invention is therefore below 145 ° C. and is best achieved with a comonomer-modified polypropylene with a random structure in the crystalline phase and copolymeric amorphous phase.
  • the low melting point of less than 145 ° C. compared to polypropylene homopolymer surprisingly has the advantage of being easier to process.
  • the calender temperature In the case of high-melting polypropylene polymers, the calender temperature must be adjusted to the melting point. If the melting point is low, the calender temperature can be reduced. Surprisingly, this turns out to be an advantage, since it is observed that the problem of the melt sticking to the calender rolls decreases considerably at a lower temperature.
  • Such copolymers have a relationship between the comonomer content both in the crystalline and in the amorphous phase, the flexural modulus and the 1% tension value of the winding film produced therefrom.
  • a high comonomer content in the amorphous phase enables a particularly low 1% force value.
  • a comonomer content in the hard crystalline phase has a positive influence on the flexibility of the filled film.
  • ⁇ -olefins such as ethylene, propylene, butylene (1), isobutylene, 4-methyl-1-pentene, hexene or octene are preferably used.
  • Copolymers with three or more comonomers are included in the sense of this invention. Propylene and ethylene are particularly preferred as monomers for the polypropylene copolymer.
  • the polymer can continue be modified by grafting, but not with polar comonomers such as maleic anhydride, vinyl esters or acrylate monomers, since these polar-modified polypropylene have a strong tendency to stick to the calender rolls.
  • polypropylene copolymers are not only understood to mean copolymers in the strict sense of polymer physics such as block copolymers, but also commercially available thermoplastic PP elastomers with a wide variety of structures or properties. Such materials can be produced, for example, from PP homopolymers or random copolymers as a precursor by further reaction with ethylene and propylene in the gas phase in the same reactor or in subsequent reactors.
  • Suitable blending components are, for example, soft ethylene copolymers such as LDPE, LLDPE, Metallocen-PE, EPM or EPDM with a density of 0.86 to 0.92 g / cm 3, preferably 0.86 to 0.88 g / cm 3 .
  • Soft hydrogenated random or block copolymers of ethylene or (optionally substituted) styrene and butadiene or isoprene are also suitable, the flexibility to bring the force at 1% elongation and in particular the shape of the force-elongation curve of the wrapping film into the optimal range.
  • a further copolymer containing ethylene or propylene is used, it preferably has a specified melt index in the range of ⁇ 50% of the melt index of the polypropylene copolymer. This does not take into account that the melt index of ethylene-containing copolymers is usually specified for 190 ° C and not for 230 ° C as is the case with polypropylene.
  • the mixing components should also have very low melt indexes.
  • ethylene copolymers with monomers containing carbonyl groups such as ethylene acrylate (for example EMA, EBA, EEA, EAA) or ethylene vinyl acetate, as is known to the person skilled in the art, can improve the fire behavior of PP polymers.
  • ethylene acrylate for example EMA, EBA, EEA, EAA
  • ethylene vinyl acetate ethylene vinyl acetate
  • halogen-free materials are suitable as flame retardants, for example fillers such as polyphosphates, carbonates and hydroxides of aluminum or magnesium, borates, stannates and organic nitrogen-based flame retardants.
  • the hydroxides are preferred, in various embodiments magnesium hydroxide having the advantage of security against overheating (leading to decomposition) and aluminum hydroxide having the cost advantage.
  • Red phosphorus can also be used, preferably it is not used (i.e. the amount is zero or not flame-retardant) because the processing is dangerous (self-ignition of released phosphine when mixed into the polymer, even with coated phosphorus, however much phosphine can be formed that there is a health risk for the operating personnel).
  • red phosphorus when using red phosphorus, only colored and only black and brown products can be produced.
  • the flame retardant can be provided with a coating, which can also be applied subsequently during the compounding process.
  • Suitable coatings are silanes such as vinylsilane or free fatty acids (or their derivatives) such as stearic acid, silicates, borates, aluminum compounds, phosphates, titanates but also chelating agents.
  • the content of free fatty acid or its derivative is preferably between 0.3 and 1% by weight.
  • Ground magnesium hydroxides are particularly preferred, examples being brucite
  • magnesium hydroxicarbon and hydrotalcite (magnesium hydroxide with aluminum and carbonate in the crystal lattice), the use of brucite being particularly preferred.
  • Mixtures of magnesium carbonates such as dolomite [CaCO 3 • MgCO 3 , M r 184.41], magnesite (MgCO 3 ), huntite [CaCO 3 ⁇ 3 MgCO 3 , M r 353.05] are permissible.
  • Magnesium hydroxide with an average particle size of more than 2 ⁇ m is particularly suitable, meaning the median value (d 50 determined by laser light scattering according to Cilas) and in particular greater than or equal to 4 ⁇ m.
  • the specific surface area (BET) is preferably less than 4 m 2 / g (DIN 66131/66132). Usual wet-precipitated magnesium hydroxides are finely divided, as a rule the average particle size is 1 ⁇ m and below, the specific surface area is 5 m 2 / g and more.
  • the upper limit of the particle size distribution d 97 is preferably not more than 20 ⁇ m in order to avoid the occurrence of holes in the film and embrittlement. Therefore, the magnesium hydroxide is preferably sieved. A content of particles with a diameter of 10 to 20 ⁇ m gives the film a pleasant looking matt effect.
  • the preferred particle shape is irregularly spherical, similar to that of river pebbles. It is preferably obtained by grinding.
  • Magnesium hydroxide which was prepared by dry grinding in the presence of a free fatty acid, in particular stearic acid, is particularly preferred.
  • the fatty acid coating that forms improves the mechanical properties of mixtures of magnesium hydroxide and polyolefins and reduces the efflorescence of magnesium carbonate.
  • the use of a fatty acid salt for example sodium stearate
  • the wrapping film produced therefrom has an increased conductivity in moisture, which is disadvantageous in applications in which the wrapping film also takes on the function of an insulating tape.
  • synthetically precipitated magnesium hydroxide the fatty acid is always added in salt form because of its water solubility. This is another reason why a ground magnesium hydroxide is preferred over a precipitated one for the wrapping film according to the invention.
  • the amount is chosen so high that the wrapping film is flame-retardant, i.e. slowly burning.
  • the fire speed according to FMVSS 302 for a horizontal sample is preferably below 200 mm / min, particularly preferably below 100 mm / min, in an outstanding embodiment of the wrapping film, it is self-extinguishing under these test conditions.
  • the oxygen index (LOI) is preferably above 20%, in particular above 23% and particularly preferably above 27%.
  • the proportion is preferably 70 to 200 phr and in particular 110 to 180 phr.
  • additives customary in films such as fillers, pigments, anti-aging agents, nucleating agents, impact modifiers or lubricants, and others can be used to produce the wrapping film.
  • These additives are described, for example, in the "Kunststoff Taschenbuch” by Hanser Verlag, ed. H. Saechtling, 28th edition or "Plastic Additives Handbook", Hanser-Verlag, ed. H. Doubt, 5th edition. In the following explanations, the respective CAS Reg.No. used.
  • a further prerequisite for sufficient short-term heat resistance and heat resistance is an adequate melting point of the polyolefin (at least 120 ° C.), a crosslinking or an adequate mechanical stability of the melt above the crystallite melting point.
  • the latter can be achieved through the very low melt index according to the invention.
  • a primary and a secondary antioxidant should advantageously be used.
  • the winding tapes according to the invention advantageously contain at least 4 phr of a primary antioxidant or preferably at least 0.3 phr, in particular at least 1 phr of a combination of primary and secondary antioxidants, the primary and secondary antioxidant function also being able to be combined in one molecule and optional in the quantities Stabilizers such as metal deactivators or light stabilizers are not included.
  • the proportion of secondary antioxidant is more than 0.3 phr. Stabilizers for PVC products cannot be transferred to polyolefins.
  • Secondary antioxidants break down peroxides and are therefore used in diene elastomers as part of anti-aging packages. Surprisingly, it was found that a combination of primary antioxidants (for example sterically hindered phenols or C radical scavengers such as CAS 181314-48-7) and secondary antioxidants (For example sulfur compounds, phosphites or sterically hindered amines), where the two functions can also be combined in one molecule, which also solves the problem with diene-free polyolefins such as polypropylene.
  • primary antioxidants for example sterically hindered phenols or C radical scavengers such as CAS 181314-48-7
  • secondary antioxidants for example sulfur compounds, phosphites or sterically hindered amines
  • a primary antioxidant preferably sterically hindered phenols with a molecular weight of more than 500 g / mol (preferably> 700 g / mol)
  • a phosphitic secondary antioxidant preferably with a molecular weight> 600 g / mol
  • Phosphites or a combination of primary and several secondary anti-aging agents have so far not been used in wrapping films made of polyolefins such as polypropylene copolymers.
  • a low-volatile primary phenolic antioxidant and a secondary antioxidant from the class of the sulfur compounds preferably with a molecular weight of more than 400 g / mol, in particular> 500 g / mol
  • a secondary antioxidant from the class of the sulfur compounds preferably with a molecular weight of more than 400 g / mol, in particular> 500 g / mol
  • the phenolic, the sulfur-containing and the phosphitic functions need not be present in three different molecules, but more than one function can be combined in one molecule.
  • Phenolic and amine function CAS 991-84-4, 633843-89-0 • Amine function: CAS 52829-07-9, 411556-26-7, 129757-67-1, 71878-19-8, 65447-77-0
  • CAS 6683-19-8 for example Irganox 1010
  • thiopropionic acid ester CAS 693-36-7 Irganox PS 802
  • 123-28-4 Irganox PS 800
  • CAS 31570-04-4 Irgafos 168
  • a combination is preferred in which the proportion of secondary antioxidant exceeds that of the primary.
  • metal deactivators for complexing heavy metal traces which can catalytically accelerate aging, can be added.
  • Examples are CAS 32687-78- 8, 70331-94-1, 6629-10-3, ethylenediaminetetraacetic acid, N, N'-di-salicylidene-1,2-diamino-propane or commercial products such as 3- (N-salicylol) - amino-1,2,4-triazole (Palmarole ADK STAB CDA-1), N, N'-bis [3- (3 ', 5'-di-tert-butyl-4'-hydroxyphenyl) propionyl] hydrazide (Palma - role MDA.P.10) or 2,2 "-oxamido-bis- [ethyl-3- (tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] (Palmarole MDA.P.11).
  • the selection of the anti-aging agents mentioned is of particular importance for the wrapping film according to the invention, since phenolic antioxidants alone or even in combination with sulfur-containing costabilizers generally do not make it possible to achieve practical products.
  • the use of phosphite stabilizers proves to be practically indispensable for sufficient thermal aging stability of the product.
  • An amount of at least 0.1, preferably at least 0.3 phr is preferred for the phosphite stabilizer.
  • ground brucite has a number of technical advantages over precipitated magnesium hydroxide, so that the combination with antioxidants as described is particularly useful.
  • an embodiment is preferred which, in addition to the antioxidants, additionally contains a metal deactivator.
  • the wrapping film according to the invention is preferably pigmented, in particular black.
  • the coloring can be done in the base film, in the adhesive or another layer.
  • the use of organic pigments or dyes in the wrapping film is possible; the use of carbon black is preferred.
  • the proportion of carbon black is preferably at least 5 phr, in particular at least 10 phr, since it surprisingly shows a significant influence on the fire behavior. All types such as, for example, gas black, acetylene black, thermal black, fuma black and flame black can be used, carbon black being preferred, even if fuma black is customary for coloring films. For optimum aging, carbon black types with a pH in the range from 6 to 8 are preferred, in particular flame black.
  • the wrapping film is produced on a calender.
  • This process is described, for example, in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6th edition, Wiley-VCH 2002.
  • the compound from the main components or all components can be produced in a compounder such as a kneader (for example a stamp kneader) or an extruder (for example a twin-screw extruder, planetary roller extruder) and then converted into a solid form (for example granules), which is then in an extruder, a kneader or the rolling mill of a calender system is melted and further processed.
  • a compounder such as a kneader (for example a stamp kneader) or an extruder (for example a twin-screw extruder, planetary roller extruder) and then converted into a solid form (for example granules), which is then in an extruder, a kneader or
  • the mixing process must therefore be carried out so thoroughly that the film made from the compound reaches a breakdown voltage of at least 3 kV / 100 ⁇ m, preferably at least 5 kV / 100 ⁇ m.
  • the compound and film are preferably produced in one operation.
  • the melt is fed from the compounder directly to the calender, the melt possibly passing through auxiliary devices such as filters, metal detectors or rolling mills.
  • the film is oriented as little as possible in the manufacturing process in order to achieve good hand tearability, low force value at 1% elongation and low shrinkage.
  • the shrinkage of the wrapping film in the longitudinal direction after heat storage (30 minutes in an oven at 125 ° C. on a talc layer) is less than 5%, preferably less than 3%.
  • the mechanical properties of the wrapping film according to the invention are preferably in the following areas:
  • Elongation at break in md (machine direction) from 300 to 1000, particularly preferably from 500 to 800%,
  • the wrapping film is provided on one or both sides, preferably on one side, with a sealing or pressure-sensitive adhesive coating in order to avoid the need to fix the winding end by means of an adhesive tape, wire or knotting.
  • the amount of the adhesive layer is in each case 10 to 40 g / m 2, preferably 18 to 28 g / m 2 (this is the amount after a possible removal of water or solvent; the numerical values also correspond approximately to the thickness in ⁇ m).
  • the information given here on the thickness and the thickness-dependent mechanical properties relate exclusively to the polypropylene-containing layer of the wrapping film without taking into account the adhesive layer or other layers which are advantageous in connection with adhesive layers.
  • the coating does not have to be over the entire surface, but can also be carried out over part of the surface.
  • An example is a wrapping film, each with a pressure-sensitive adhesive strip on the side edges. This can be cut off to form approximately rectangular sheets, which are glued to the cable bundle with one adhesive strip and then wound until the other adhesive strip can be glued to the back of the wrapping film.
  • Such a hose-like wrapping similar to a sleeve packaging, has the advantage that the flexibility of the wiring harness is practically not impaired by the wrapping.
  • Rubbers can be, for example, homo- or copolymers of isobutylene, 1-butene, vinyl acetate, ethylene, acrylic esters, butadiene or isoprene. Formulations based on polymers based on acrylic acid esters, vinyl acetate or isoprene are particularly suitable.
  • the self-adhesive used can be used with one or more additives such as tackifiers (resins), plasticizers, fillers.
  • additives such as tackifiers (resins), plasticizers, fillers.
  • Substances, flame retardants, pigments, UV absorbers, light stabilizers, anti-aging agents, photoinitiators, crosslinking agents or crosslinking promoters can be mixed.
  • Tackifiers are, for example, hydrocarbon resins (for example polymers based on unsaturated C 5 or C 9 monomers), terpene phenol resins, polyterpene resins from raw materials such as ⁇ - or ⁇ -pinene, aromatic resins such as coumarone-indene resins or resins based on styrene or ⁇ -methylstyrene, such as rosin and its secondary products, for example disproportionated, dimerized or esterified resins, for example reaction products with glycol, glycerol or pentaerythritol, to name just a few, and further resins (as listed, for example, in Ulimann's encyclopedia of industrial chemistry , Volume 12, pages 525 to 555 (4th edition), Weinheim).
  • hydrocarbon resins for example polymers based on unsaturated C 5 or C 9 monomers
  • terpene phenol resins for example polymers based on unsaturated C 5 or C 9 monomers
  • Resins without easily oxidizable double bonds such as terpene phenol resins, aromatic resins and particularly preferably resins which are produced by hydrogenation, such as, for example, hydrogenated aromatic resins, hydrogenated polycyclopentadiene resins, hydrogenated rosin derivatives or hydrogenated terpene resins, are preferred.
  • Suitable fillers and pigments are, for example, titanium dioxide, calcium carbonate, zinc carbonate, zinc oxide, silicates or silica.
  • Suitable admixable plasticizers are, for example, aliphatic, cycloaliphatic and aromatic mineral oils, di- or poly-esters of phthalic acid, trimellitic acid or adipic acid, liquid rubbers (for example low molecular weight nitrile or polyisoprene rubbers), liquid polymers of butene and / or isobutene, acrylic acid esters, polyvinyl Liquid and soft resins based on the raw materials of adhesive resins, wool wax and other waxes or liquid silicones.
  • Crosslinking agents are, for example, isocyanates, phenolic resins or halogenated phenolic resins, melamine and formaldehyde resins.
  • Suitable crosslinking promoters are, for example, maleimides, allyl esters such as triallyl cyanurate, polyfunctional esters of acrylic and methacrylic acid.
  • Anti-aging agents are, for example, sterically hindered phenols, which are known, for example, under the trade name Irganox TM.
  • Networking is advantageous because the shear strength (expressed, for example, as holding power) is increased and thus the tendency to deform the rolls during storage (telescoping or formation of cavities, also called gaps) is reduced. The squeezing out of the adhesive mass is also reduced. This is expressed in the non-sticky side edges of the rolls and non-sticky edges in the wrapping film which is spirally guided around the cable.
  • the holding power is preferably above 150 minutes.
  • the adhesive strength on steel should be in the range of 1.5 to 3 N / cm.
  • the preferred embodiment has a solvent-free self-adhesive composition on one side, which has been brought about by melt or dispersion coating.
  • Dispersion adhesives are particularly preferably those based on polyacrylate.
  • the known dispersion and solvent systems can be used as primers, for example based on rubber containing isoprene or butadiene and / or cyclo-rubber.
  • Isocyanates or epoxy resins as additives improve the adhesion and in some cases also increase the shear strength of the pressure-sensitive adhesive.
  • Physical surface treatments such as flame treatment, corona or plasma or coextrusion layers are also suitable for improving the adhesion.
  • the rear side can be coated using known release agents (optionally mixed with other polymers).
  • stearyl compounds for example polyvinylstearyl carbamate, stearyl compounds of transition metals such as Cr or Zr, ureas from polyethyleneimine and stearyl isocyanate, polysiloxanes (for example as a copolymer with polyurethanes or as a graft copolymer on polyolefin), thermoplastic see fluoropolymers.
  • stearyl is synonymous for all straight or branched alkyls or alkenyls with a carbon number of at least 10, such as octadecyl.
  • the design of the back of the film can also serve to increase the adhesion of the adhesive on the back of the film (for example to control the unwinding force).
  • polar adhesives such as those based on acrylate polymers
  • the back adhesion on a film based on polypropylene polymers is often not sufficient.
  • polar rear surfaces are achieved by corona treatment, flame pretreatment or coating / coextrusion with polar raw materials.
  • a wrapping film is claimed in which the logs have been tempered (stored in the heat) before cutting. Both methods can also be used in combination.
  • the wrapping film according to the invention preferably has a rolling force of 1.2 to 6.0 N / cm, very particularly preferably 1.6 to 4.0 N / cm and in particular 1.8 to 2.5 N / cm at 300 mm / min Unwind speed. Tempering is known for PVC winding tapes, but for a different reason. In contrast to partially crystalline polypropylene copolymer films, soft PVC films have a wide softening range, and since the adhesive is little shear-resistant due to the emigrated plasticizer, PVC wrapping tapes tend to telescope.
  • the method according to the invention involves tempering to increase the unwinding force of material with a non-polar polypropylene back and polar adhesive, such as polyacrylate or EVA, since these adhesives have an extremely low back adhesion on polypropylene compared to PVC.
  • a non-polar polypropylene back and polar adhesive such as polyacrylate or EVA
  • An increase in the unwinding force due to tempering or physical surface treatment is not necessary in the case of soft PVC winding tapes, since the adhesive that is usually used has a sufficiently high adhesion to the polar PVC surface.
  • the importance of back adhesion is particularly pronounced, since, due to the higher force at 1% elongation (due to the flame retardant and the lack of conventional plasticizers), a significantly higher back adhesion or unwinding force is required compared to PVC film in order to achieve sufficient stretch to be provided for the application when unrolling.
  • the preferred embodiment of the wrapping film is therefore produced by tempering or physical surface treatment in order to to achieve outstanding rolling force and elongation during unwinding, the rolling force at 300 mm / min preferably being at least 50% higher than without such a measure.
  • the wrapping film is preferably stored beforehand at least 3 days, particularly preferably at least 7 days before the coating in order to achieve recrystallization so that the rolls do not have any tendency to telescope (probably because the film shrinks during crystallization).
  • the film is preferably guided on the coating system over heated rollers for leveling (improving flatness), which is not common for PVC wrapping films.
  • Films made of polyethylene and polypropylene cannot usually be torn or torn off by hand. As semi-crystalline materials, they can be stretched easily and therefore have a high elongation at break, which is usually well above 500%. When trying to tear such films, an elongation occurs instead of a tear. Even high forces cannot necessarily overcome the typically high breaking forces. Even if this succeeds, a good-looking and glue-off tear is not produced, since a thin, narrow tail is formed at both ends. Additives cannot solve this problem, even if fillers reduce the elongation at break in large quantities. If polyolefin films are stretched biaxially, the elongation at break is reduced by more than 50%, which promotes tearability.
  • the elongation at break of the specially cut wrapping film is at least 30% lower than when cutting with sharp blades.
  • the elongation at break is 500 to 800%, in the embodiment of the foil whose side edges are damaged in a defined manner during cutting, between 200 and 500%.
  • the logs can be subjected to heat storage beforehand to increase the unwinding force.
  • the cutting of conventional winding tapes with tissue, fleece and foil backing is done by scissors cut (between two rotating knives), parting cut (fixed or rotating knives are pressed into a rotating rod of the product), blade cutting (the web is divided by sharp blades as it passes) or crush cut (between a rotating knife and a roller).
  • the aim of cutting is to produce rolls that are ready for sale from jumbos or bars, but not to produce rough cut edges for easier hand tearing.
  • the parting cut is quite common, since the process is economical with soft foils.
  • the material can be torn by hand because PVC is amorphous in contrast to polypropylene and therefore does not stretch when torn, but is only stretched a little.
  • care must be taken to ensure sufficient gelling during film production, which is an obstacle to optimal production speed.
  • material with a higher molecular weight is often used instead of standard PVC with a K value of 63 to 65 Corresponds to K values of 70 and more.
  • the cut-off cut has a different reason for the wrapping films according to the invention made of polypropylene than for those made of PVC.
  • the wrapping film according to the invention is excellently suitable for wrapping elongated material such as ventilation pipes, field coils or cable sets in vehicles.
  • the wrapping film according to the invention is also suitable for other applications, for example for ventilation pipes in air conditioning, since the high flexibility ensures good conformability to rivets, beads and folds.
  • Today's occupational hygiene and ecological requirements are taken into account by not using halogen-containing raw materials, this also applies to volatile plasticizers, unless the quantities are so small that the fogging value is over 90%.
  • the freedom from halogen is extremely important for the thermal recycling of waste containing such winding tapes (for example, waste incineration of the plastic fraction from vehicle recycling).
  • the product according to the invention is halogen-free in the sense that the halogen content of the raw materials is so low that it plays no role in the flame resistance.
  • Halogens in trace amounts such as those that could occur due to impurities, process additives (fluoroelastomer) or as residues of catalysts (for example from the polymerisation of polymers) are not taken into account.
  • the absence of halogens entails the property of easy flammability, which does not meet the safety requirements in electrical applications such as household appliances or vehicles.
  • the measurements are carried out in a test climate of 23 ⁇ 1 ° C and 50 ⁇ 5% rel. Humidity carried out.
  • the density of the polymers is determined according to ISO 1183 and the flexural modulus according to ISO 178 and expressed in g / cm 3 or MPa.
  • the bending module according to ASTM D790 is based on different dimensions of the test specimens, but the result is
  • the melt index is checked according to ISO 1133 and expressed in g / 10 min.
  • the test conditions are 230 ° C and 2.16 kg for polymers with crystalline polypropylene and 190 ° C and 2.16 kg for polymers with crystalline polyethylene.
  • the crystallite melting point (Tcr) is determined with DSC according to MTM 15902 (Basell method) or ISO 3146.
  • the average particle size of the filler is determined by laser light scattering according to Cilas; the median value d 50 is decisive.
  • the specific surface area (BET) of the filler is determined according to DIN 66131/66132.
  • the tensile elongation behavior of the wrapping film is determined on test specimens of type 2 (rectangular 150 mm long and if possible 15 mm wide test strips) according to DIN EN ISO 527-3 / 2/300 with a test speed of 300 mm / min, a clamping length of 100 mm and a preload of 0.3 N / cm determined. In the case of samples with rough cut edges, the edges must be trimmed with a sharp blade before the tensile test. To determine the force or tension at 1% elongation, a test speed of 10 mm / min and a preload setting of 0.5 N / cm are used to measure on a tensile testing machine model Z 010 (manufacturer Zwick).
  • the testing machine is specified because the 1% value can be influenced somewhat by the evaluation program. Unless otherwise stated, the tensile elongation behavior is checked in the machine direction (MD, running direction). The force is expressed in N / strip width and the tension in N / strip cross-section, the elongation at break in%. The test results, in particular the elongation at break (elongation at break), must be statistically verified by a sufficient number of measurements.
  • the adhesive forces are determined at a peel angle of 180 ° according to AFERA 4001 on (if possible) 15 mm wide test strips.
  • steel plates according to the AFERA standard are used as the test surface, unless another primer is mentioned.
  • the thickness of the wrapping film is determined according to DIN 53370. A possible layer of pressure sensitive adhesive is subtracted from the measured total thickness.
  • the holding power is determined according to PSTC 107 (10/2001), whereby the weight is 20 N and the dimensions of the bonding surface are 20 mm in height and 13 mm in width.
  • the rolling force is measured at 300 mm / min according to DIN EN 1944.
  • the hand tearability cannot be expressed in numbers, even if breaking strength, elongation at break and impact strength (all measured lengthways) are of major influence.
  • the fire behavior is measured according to MVSS 302 with a horizontal sample. In the case of a one-sided pressure-sensitive adhesive coating, this is on top. Another method is to check the Oxygen Index (LOI). For this, testing is carried out under the conditions of JIS K 7201.
  • LOI Oxygen Index
  • the heat stability is determined based on ISO / DI N 6722.
  • the furnace is operated according to ASTM D 2436-1985 with 175 air changes per hour.
  • the test time is 3000 hours.
  • the test temperatures selected are 85 ° C (class A), 105 ° C (similar to class B but not 100 ° C) and 125 ° C (class C).
  • the rapid aging takes place at 136 ° C, the test is passed if the elongation at break is still at least 100% after 20 days of aging.
  • test specimens are made of 5 conductors with a cross-section of 3 to 6 mm 2 and a length of 350 mm with wrapping foil by wrapping with 50% pung manufactured.
  • the samples After the test specimens had been aged for 3,000 hours in a forced-air oven (conditions as in the heat stability test), the samples are conditioned at 23 ° C and wrapped by hand around a mandrel according to ISO / DIN 6722, the winding dome has a diameter of 5 mm, the weight has a mass of 5 kg and the winding speed is 1 revolution per second. The samples are then examined visually for defects in the wrapping film and in the wire insulation under the wrapping film.
  • the test is unsuccessful if there are cracks in the wire insulation, in particular if this can be seen on the mandrel before bending. If the wrapping film shows cracks or has melted in the oven, the test is also considered failed. In the 125 ° C test, samples were sometimes also checked at other times. The test time is 3000 hours unless expressly stated otherwise in the individual case.
  • the short-term heat resistance is measured on cable bundles made of 19 type TW wires with a cross section of 0.5 mm 2 , which are described in ISO 6722.
  • the wrapping film is wound with 50% overlap on the cable bundle, the cable bundle is bent around a mandrel with a diameter of 80 mm and stored in a convection oven at 140 ° C. After 168 hours, the sample is removed from the oven and checked for damage (cracks).
  • the wrapping film is 30 min. stored at 170 ° C, 30 min. cooled to room temperature and wound with at least 3 turns with a 50% overlap around a mandrel of 10 mm diameter. The pattern is then checked for damage (cracks).
  • test specimen described above is cooled to -40 ° C based on ISO / DIS 67224 hours and the specimen is wound by hand on a mandrel with a diameter of 5 mm.
  • the samples are visually checked for defects (tears) in the adhesive tape.
  • the breakdown voltage is measured according to ASTM D 1000. The number taken is the highest value that the pattern can withstand for one minute at this tension. This number is converted to a sample thickness of 100 ⁇ m.
  • the fogging value is determined in accordance with DIN 75201 A.

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Abstract

Disclosed is halogen-free calendered, especially flame-resistant polyolefin wrapping foil which is characterized in that the melt-flow index of the polyolefin is less than 5 g/10 min, preferably less than 1 g/10 min, and particularly less than .7 g/10 min.

Description

Kalandrierte Wickelfolie Calendered wrapping film
Die vorliegende Erfindung betrifft eine kalandrierte halogenfreie Wickelfolie aus Polyolefin, die optional mit einer haftklebrigen Beschichtung versehen ist, die zum Beispiel zum Umwickeln von Lüftungsleitungen in Klimaanlagen, Drähten oder Kabeln eingesetzt wird und die insbesondere für Kabelbäume in Fahrzeugen oder Feldspulen für Bildröhren geeignet ist. Die Wickelfolie dient dabei zum Bündeln, Isolieren, Markieren, Abdichten oder Schützen. Des weiteren umfasst die Erfindung Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Folie.The present invention relates to a calendered halogen-free wrapping film made of polyolefin, which is optionally provided with a pressure-sensitive adhesive coating which is used, for example, for wrapping ventilation ducts in air conditioning systems, wires or cables and which is particularly suitable for cable harnesses in vehicles or field coils for picture tubes. The wrapping film is used for bundling, isolating, marking, sealing or protecting. The invention further comprises methods for producing the film according to the invention.
Kabelwickelbänder und Isolierbänder bestehen üblicherweise aus weichgemachter PVC- Folie mit einer einseitigen Haftkleberbeschichtung. Es besteht verstärkt der Wunsch, Nachteile dieser Produkte zu beseitigen.Cable wrapping tapes and insulating tapes usually consist of plasticized PVC film with a one-sided adhesive coating. There is an increasing desire to eliminate disadvantages of these products.
Die Weichmacher konventioneller Isolierbänder und Kabelwickelbänder dampfen allmählich aus, was zu einer Gesundheitsbelastung führt, insbesondere ist das üblicherweise verwendete DOP bedenklich. Weiterhin schlagen sich die Dämpfe in Kraftfahrzeugen an den Scheiben nieder, was die Sicht (und damit erheblich die Fahrsicherheit) verschlechtert und vom Fachmann als Fogging (DIN 75201) bezeichnet wird. Bei noch stärkerer Verdampfung durch höhere Temperaturen, zum Beispiel im Motorinnenraum von Fahrzeugen oder bei Isolierbändern in elektrischen Geräten, versprödet die Wickelfolie durch den entstehenden Weichmacherverlust.The plasticizers of conventional insulating tapes and cable winding tapes gradually evaporate, which leads to a health burden, in particular the commonly used DOP is of concern. Furthermore, the vapors in motor vehicles are deposited on the windows, which worsens visibility (and therefore considerably driving safety) and is referred to as fogging (DIN 75201) by a specialist. In the event of even greater evaporation due to higher temperatures, for example in the interior of vehicles or in the case of insulating tapes in electrical devices, the wrapping film becomes brittle as a result of the loss of plasticizer.
Weichmacher verschlechtern das Brandverhalten des reinen PVCs, was durch Zugabe von Antimonverbindungen, die toxisch sehr bedenklich sind, oder durch Verwendung chlor- oder phosphorhaltiger Weichmacher teilweise kompensiert wird. Vor dem Hintergrund der Diskussion um Verbrennung von Kunststoffabfällen, zum Beispiel Shredderabfall aus dem Fahrzeugrecycling, besteht der Trend zur Reduktion des Halogengehaltes und damit der Dioxinentstehung. Daher werden bei den Kabelisolierun- gen die Wandstärken und bei den zum Umwickeln verwendeten Bändern die Dicken der PVC-Folie reduziert. Die übliche Dicke der PVC-Folien für Wickelbänder beträgt 85 bis 200 μm. Unterhalb von 85 μm treten erhebliche Probleme im Kalanderprozess auf, so dass solche Produkte mit vermindertem PVC-Gehalt kaum verfügbar sind.Plasticizers worsen the fire behavior of pure PVC, which is partially compensated for by the addition of antimony compounds, which are very toxic, or by the use of plasticizers containing chlorine or phosphorus. Against the background of the discussion about the incineration of plastic waste, for example shredder waste from vehicle recycling, there is a trend towards reducing the halogen content and thus the generation of dioxins. For this reason, the wall thicknesses of the cable insulation and the thickness of the PVC film for the tapes used for wrapping are reduced. The usual thickness of PVC foils for winding tapes is 85 to 200 μm. Below 85 μm there are considerable problems in the calendering process, so that such products with a reduced PVC content are hardly available.
Die üblichen Wickeibänder enthalten Stabilisatoren auf Basis giftiger Schwermetalle, zumeist Blei, seltener Cadmium oder Barium.The usual vibro strips contain stabilizers based on toxic heavy metals, mostly lead, less often cadmium or barium.
Stand der Entwicklung zum Bandagieren von Leitungssätzen sind Wickelfolien mit und ohne Klebstoffbeschichtung, die aus einem PVC-Trägermaterial bestehen, das durch Einarbeitung von erheblichen Mengen (30 bis 40 Gew.-%) an Weichmacher flexibel eingestellt ist. Das Trägermaterial ist zumeist einseitig mit einer Selbstklebemasse auf Basis von SBR-Kautschuk beschichtet. Erhebliche Mängel dieser PVC-Wickelklebebänder sind ihre geringe Alterungsstabilität, das Auswandern und Verdunsten von Weichmacher, ihr hoher Halogengehalt sowie eine hohe Rauchgasdichte im Brandfall. In JP 10 001 583 A1, JP 05 250 947 A1, JP 2000 198 895 A1 und JP 2000 200 515 A1 werden typische Weich-PVC-Klebebänder beschrieben. Um eine höhere Flammfestigkeit der Weich-PVC- Materialien zu erreichen, wird üblicherweise, wie zum Beispiel in JP 10 001 583 A1 beschrieben, die stark toxische Verbindung Antimonoxid verwendet.State of the art for bandaging cable sets are wrapping foils with and without adhesive coating, which consist of a PVC carrier material that is flexibly adjusted by incorporating considerable amounts (30 to 40% by weight) of plasticizer. The backing material is usually coated on one side with a self-adhesive based on SBR rubber. Significant shortcomings of these PVC tapes are their low aging stability, the emigration and evaporation of plasticizers, their high halogen content and high smoke density in the event of a fire. Typical soft PVC adhesive tapes are described in JP 10 001 583 A1, JP 05 250 947 A1, JP 2000 198 895 A1 and JP 2000 200 515 A1. In order to achieve a higher flame resistance of the soft PVC materials, the highly toxic compound antimony oxide is usually used, as described for example in JP 10 001 583 A1.
Es gibt Bemühungen, statt Weich-PVC-Folie Gewebe oder Vliese zu verwenden, die daraus resultierenden Produkte werden aber in der Praxis nur wenig eingesetzt, da sie relativ teuer sind und sich in der Handhabung (zum Beispiel Handeinreißbarkeit, elastisches Rückstellvermögen) und unter Nutzungsbedingungen (zum Beispiel Beständigkeit gegen Betriebsflüssigkeiten, elektrische Eigenschaften) stark von den gewohnten Pro- dukten unterscheiden, wobei im folgenden ausgeführt der Dicke eine besondere Bedeutung zukommt, da schon wegen steigender Zahl an Verbrauchern der Durchmesser von Kabelsträngen zunimmt. Einige Beispiele für textile Klebebänder:Efforts have been made to use woven or non-woven fabrics instead of soft PVC film, but the resulting products are used only little in practice because they are relatively expensive and can be handled (for example by hand tearability, elastic resilience) and under conditions of use (for example resistance to operating fluids, electrical properties) differ greatly from the usual products, whereby in the following the thickness is of particular importance, since the diameter of cable harnesses increases due to the increasing number of consumers. Some examples of textile adhesive tapes:
In DE 200 22 272 U1. EP 1 123 958 A1 und WO 99/61541 A1 sind Wickelklebebänder aus einem gewebe- oder vliesartigem Trägermaterial beschrieben. Diese Materialen zeichnen sich durch eine sehr hohe Reißfestigkeit aus. Daraus resultiert jedoch der Nachteil, dass diese Klebebänder bei der Verarbeitung nicht ohne Zuhilfenahme von Scheren oder Messern von Hand abgerissen werden können. Die Dehnbarkeit und Flexibilität sind zwei der Hauptanforderungen an die Wickelklebebänder, um faltenfreie und biegsame Kabelbäume herstellen zu können. Des weiteren erfüllen diese Materialen nicht die einschlägigen Brandschutznormen wie FMVSS 302. Verbesserte Brandeigenschaften können nur unter Verwendung von halogenhaltigen Flammschutzmitteln oder Polymeren wie in US 4,992,331 A1 beschrieben realisiert wer- den.In DE 200 22 272 U1 . EP 1 123 958 A1 and WO 99/61541 A1 describe adhesive tapes made of a woven or non-woven backing material. These materials are characterized by a very high tear resistance. However, this has the disadvantage that these adhesive tapes cannot be torn off by hand without the use of scissors or knives. Elasticity and flexibility are two of the main requirements for winding tapes in order to be able to produce wrinkle-free and flexible cable harnesses. Furthermore, these materials do not meet the relevant fire protection standards such as FMVSS 302. Improved fire properties can only be achieved using halogen-containing flame retardants or polymers as described in US Pat. No. 4,992,331 A1.
Derartig dicke Vliese machen die Kabelbäume noch dicker und unflexibler als klassische PVC-Tapes, auch wenn dies sich positiv auf die Schalldämmung auswirkt, was nur in einigen Bereichen von Kabelbäumen von Vorteil ist. Vliese sind aber wenig dehnbar und weisen praktisch kein Rückstellvermögen auf. Dies ist von Bedeutung, da dünne Äste von Kabelbäumen so stramm gewickelt sein müssen, dass sie beim Einbau nicht schlaff herunterhängen und sich leicht vor den Anclipsen und Anbau der Stecker positionieren lassen. Ein weiterer Nachteil von Textilklebebändem ist die geringe Durchschlagspannung von ca. 1 kV, weil nur die Klebstoffschicht isoliert. Folienbänder hingegen liegen über 5 kV, sie sind gut spannungsbeständig.Such thick nonwovens make the cable harnesses even thicker and less flexible than classic PVC tapes, even if this has a positive effect on sound insulation, which is only an advantage in some areas of cable harnesses. Nonwovens are not very stretchy and have practically no resilience. This is important because thin branches of cable harnesses must be wound tightly so that they do not hang limply during installation and can be easily positioned in front of the clips and the connectors. Another disadvantage of textile adhesive tapes is the low breakdown voltage of approx. 1 kV, because only the adhesive layer insulates. Foil tapes, on the other hand, are above 5 kV, they are good voltage resistant.
Wickelfolien und Kabelisolierungen aus thermoplastischem Polyester werden versuchsweise zur Herstellung von Kabelbäumen verwendet. Diese weisen erhebliche Mängel bezüglich ihrer Flexibilität, Verarbeitbarkeit, Alterungsbeständigkeit oder Kompatibilität zu den Kabel materialen auf. Der schwerwiegendste Nachteil von Polyester neben der Brennbarkeit ist jedoch die erhebliche Hydrolyseempfindlichkeit, so dass ein Einsatz aus Sicherheitsgründen in Automobilen nicht in Frage kommt.Wrapping foils and cable insulation made from thermoplastic polyester are being used on a trial basis to manufacture cable harnesses. These have significant shortcomings with regard to their flexibility, processability, aging resistance or compatibility with the cable materials. However, the most serious disadvantage of polyester in addition to flammability is the considerable sensitivity to hydrolysis, so that it cannot be used in automobiles for safety reasons.
In DE 100 02 180 A1, JP 10 149 725 A1, JP 09 208 906 A1 und JP 05 017 727 A1 wird der Einsatz von halogenfreien thermoplastischen Polyester-Trägerfolien beschrieben. In JP 07 150 126 A1 wird eine flammwidrige Wickelfolie aus einer Polyester-Trägerfolie beschrieben, welche ein bromiertes Flammschutzmittel enthält.DE 100 02 180 A1, JP 10 149 725 A1, JP 09 208 906 A1 and JP 05 017 727 A1 describe the use of halogen-free thermoplastic polyester carrier films. JP 07 150 126 A1 describes a flame-retardant wrapping film made of a polyester carrier film which contains a brominated flame retardant.
In der Patentliteratur werden auch Wickelbänder aus Polyolefinen beschrieben. Diese sind jedoch leicht entflammbar oder enthalten halogenhaltige Flammschutzmittel. Darüber hinaus weisen die aus Ethylencopolymeren hergestellten Materialien einen zu geringen Erweichungspunkt auf (sie schmelzen in der Regel schon bei dem Versuch, eine Wärmealterungsbeständigkeit zu prüfen), und im Fall der Verwendung von Polypropylenpolymeren ist das Material zu unflexibel. Die beschriebenen Wickelbänder wurden durch Extrusionsverfahren hergestellt, in der Regel durch das Cast-Verfahren (T-die) und selten durch Blasextrusion. Die beschriebenen Produkte weisen daher gegenüber kalandrierten oder gegossenen Folien einen erhöhten Schrumpf aus, der zum Telesko- pieren der Rollen führen kann. Für Hersteller von PVC-Wickelbändern stellt sich auch die Aufgabe beim Wechsel zu neuen halogenfreien Wickelbändern, die vorhandenen Kalan- deranlagen auslasten zu müssen. Die vorgeschlagenen Lösungen für halogenfreie Wickelbänder weisen nicht nur eine Anzahl von technischen Mängeln auf, sondern bieten keine Lösung für die vorhandenen Kalanderanlagen.The patent literature also describes winding tapes made of polyolefins. However, these are highly flammable or contain halogen-containing flame retardants. In addition, the materials made from ethylene copolymers have too low a softening point (they tend to melt when trying to test for heat aging resistance) and the material is too inflexible when using polypropylene polymers. The winding tapes described were produced by extrusion processes, usually by the cast process (T-die) and rarely by blow extrusion. The products described therefore have an increased shrinkage compared to calendered or cast films, which can lead to the telescoping of the rolls. For manufacturers of PVC wrapping tapes, the task when changing to new halogen-free wrapping tapes also has to take full advantage of the existing calender systems. The proposed solutions for halogen-free winding tapes not only have a number of technical defects, but do not offer a solution for the existing calender systems.
In der WO 00 71634 A1 wird ein Wickelklebeband beschrieben, dessen Folie aus einem Ethylen-Copolymer als Basismaterial besteht. Die Trägerfolie enthält das halogenhaltige Flammschutzmittel Decabromdiphenyloxid. Die Folie erweicht unterhalb einer Temperatur von 95 °C, die normale Nutzungstemperatur liegt aber oft oberhalb von 100 °C oder kurzzeitig sogar über 130 °C, was bei der Verwendung im Motorinnenraum keine Seltenheit ist.WO 00 71634 A1 describes a winding adhesive tape whose film consists of an ethylene copolymer as the base material. The carrier film contains the halogen-containing flame retardant decabromodiphenyl oxide. The film softens below a temperature of 95 ° C, but the normal usage temperature is often above 100 ° C or briefly even above 130 ° C, which is not uncommon when used inside the engine.
In der WO 97/05206 A1 wird ein halogenfreies Wickelklebeband beschrieben, dessen Trägerfolie aus einem Polymerblend aus Polyethylen niederer Dichte und einem Ethy- len/Vinylacetat- oder Ethylen/Acrylat-Copolymer besteht. Als Flammschutzmittel werden 20 bis 50 Gew.-% Aluminumhydroxid oder Ammoniumpolyphosphat verwendet. Ein erheblicher Nachteil der Trägerfolie ist wiederum die geringe Erweichungstemperatur. Um dem entgegen zu wirken, wird die Verwendung von Silan-Vemetzung beschrieben. Diese Vernetzungsmethode führt aber nur zu sehr ungleichmäßig vernetztem Material, so dass sich in der Praxis kein stabiler Produktionsprozess beziehungsweise gleichmäßige Qualität des Produktes realisieren lässt.WO 97/05206 A1 describes a halogen-free winding adhesive tape, the backing film of which consists of a polymer blend of low-density polyethylene and an ethylene / vinyl acetate or ethylene / acrylate copolymer. 20 to 50% by weight of aluminum hydroxide or ammonium polyphosphate are used as flame retardants. A major disadvantage of the carrier film is again the low softening temperature. To counteract this, the use of silane crosslinking is described. However, this networking method only leads to very unevenly cross-linked material, so that in practice no stable production process or uniform quality of the product can be realized.
Analoge Probleme der mangelnden Wärmeformbeständigkeit treten bei den in WO 99/35202 A1 und US 5,498,476 A1 beschriebenen Elektroklebebändem auf. Als Trägerfolienmaterial wird ein Blend aus EPDM und EVA in Kombination mit Ethylendiamin- phosphat als Flammschutzmittel beschrieben. Dieses weist wie auch Ammoniumpoly- phosphat eine hohe Hydrolyseempfindlichkeit auf. In Kombination mit EVA tritt zudem eine Versprödung bei Alterung auf. Die Anwendung auf üblichen Kabeln aus Polyolefin und Aluminium- oder Magnesiumhydroxid führt zu schlechter Verträglichkeit. Darüber hinaus ist das Brandverhalten solcher Kabelbäume schlecht, da diese Metallhydroxide mit Phosphorverbindungen wie unten ausgeführt antagonistisch wirken. Die beschriebe- nen Isolierbänder sind für Kabelbaumwickelbänder zu dick und zu steif.Analogous problems of the lack of heat resistance occur with the electrical adhesive tapes described in WO 99/35202 A1 and US 5,498,476 A1. A blend of EPDM and EVA in combination with ethylenediamine phosphate as a flame retardant is described as the carrier film material. Like ammonium polyphosphate, this has a high sensitivity to hydrolysis. In combination with EVA also occurs embrittlement upon aging. Use on common cables made of polyolefin and aluminum or magnesium hydroxide leads to poor compatibility. In addition, the fire behavior of such cable harnesses is poor, since these metal hydroxides with phosphorus compounds, as explained below, have an antagonistic effect. The insulating tapes described are too thick and too stiff for cable harness tapes.
Versuche, das Dilemma aus zu niedriger Erweichungstemperatur, Flexibilität und Halogenfreiheit zu lösen, beschreiben nachfolgende Patente.Attempts to solve the dilemma of too low a softening temperature, flexibility and freedom from halogen are described in the following patents.
Die EP 0 953 599 A1 beansprucht eine Polymermischung aus LLDPE und EVA für Anwendungen als Kabelisolierungen und als Folienmaterial. Als Flammschutzmittel wird eine Kombination aus Magnesiumhydroxid mit spezieller Oberfläche und rotem Phosphor beschrieben, die Erweichung bei relativ niedriger Temperatur wird jedoch in Kauf genommen.EP 0 953 599 A1 claims a polymer mixture of LLDPE and EVA for applications as cable insulation and as a film material. A combination of magnesium hydroxide with a special surface and red phosphorus is described as a flame retardant, but softening at a relatively low temperature is accepted.
Eine sehr ähnliche Kombination wird in EP 1 097 976 A1 beschrieben. Hier wird allerdings zur Verbesserung der Wärmeformbeständigkeit anstatt dem LLDPE ein PP-Poly- mer verwendet, welches eine höhere Erweichungstemperatur hat. Nachteil ist jedoch die daraus resultierende geringe Flexibilität. Für die Abmischung mit EVA oder EEA wird behauptet, dass die Folie eine hinreichende Flexibilität aufweist. Dem Fachmann ist jedoch aus der Literatur bekannt, dass diese Polymere zur Verbesserung des Flammschutzes mit Polypropylen abgemischt werden. Die beschriebenen Produkte weisen eine Foliendicke von 0,2 mm auf, allein diese Dicke schließt bei gefüllten Polyolefinfolien eine Flexibilität aus, da diese in der 3. Potenz von der Dicke abhängt. Das beschriebene Ver- fahren der Extrusion ist bei den extrem niedrigen Schmelzindices der verwendeten Poly- olefine, wie dem Fachmann bekannt, auf einer Produktionsanlage kaum durchführbar, erst recht nicht für eine praxisgerechte dünne Folie und erst recht nicht bei Verwendung in Kombination mit den beschriebenen hohen Mengen an Füllstoff.A very similar combination is described in EP 1 097 976 A1. Here, however, a PP polymer is used instead of the LLDPE to improve the heat resistance, which has a higher softening temperature. The disadvantage is the resulting low flexibility. When mixing with EVA or EEA, it is claimed that the film has sufficient flexibility. However, it is known to the person skilled in the art from the literature that these polymers are blended with polypropylene to improve flame retardancy. The products described have a film thickness of 0.2 mm; this thickness alone rules out flexibility in the case of filled polyolefin films, since the third power depends on the thickness. With the extremely low melt indices of the polyolefins used, as is known to the person skilled in the art, the extrusion process described can hardly be carried out on a production system, especially not for a practical thin film, and certainly not when used in combination with the high ones described Amounts of filler.
Beide Lösungsansätze bauen auf die bekannte synergistische Flammschutzwirkung des roten Phosphors mit Magnesiumhydroxid. Die Verwendung von elementarem Phosphor birgt jedoch erhebliche Nachteile und Gefahren. Bei der Verarbeitung wird übelriechendes und hochgiftiges Phosphin freigesetzt. Ein weiterer Nachteil ergibt sich aus dem Entstehen von sehr dichtem weißen Rauch im Brandfall. Darüber hinaus sind nur braune bis schwarze Produkte herstellbar, Wickelfolien werden zwecks Farbkennzeichnung jedoch in einem breiten Farbsortiment verwendet.Both approaches build on the well-known synergistic flame retardant effect of red phosphorus with magnesium hydroxide. However, the use of elemental phosphorus has considerable disadvantages and dangers. During processing, malodorous and highly toxic phosphine is released. Another disadvantage arises from the formation of very dense white smoke in the event of a fire. In addition, only brown up black products can be produced, but wrapping foils are used in a wide range of colors for color coding purposes.
Die DE 203 06 801 U beschreibt ein Wickelband aus Polyurethan, eine solches Produkt ist für die üblichen oben beschriebenen Anwendungen viel zu teuer. Es gibt keine Hinweise auf die Verwendung von Alterungsschutzmitteln oder Magnesiumhydroxid.DE 203 06 801 U describes a winding tape made of polyurethane, such a product is far too expensive for the usual applications described above. There is no evidence of the use of anti-aging agents or magnesium hydroxide.
Die genannten Patentschriften zum Stand der Technik führen trotz der genannten Nachteile keine Folien auf, die auch noch die weiteren Anforderungen wie Handeinreiß- barkeit, Wärmebeständigkeit, Kompatibilität mit Polyolefinkabelisolierung oder hinreichender Abrollkraft lösen. Darüber hinaus bleiben die Verarbeitbarkeit in Folienherstell- prozessen, hoher Fogging-Wert und die Durchschlagsspannungsfestigkeit fraglich. Eine im Kalanderverfahren herstellbare Folie wurde nicht gefunden.Despite the disadvantages mentioned, the cited prior art patents do not list any films which also solve other requirements such as hand tearability, heat resistance, compatibility with polyolefin cable insulation or sufficient unwinding force. In addition, the processability in film production processes, high fogging value and the dielectric strength remain questionable. A film that could be produced using the calendering process was not found.
Die Aufgabe der Erfindung bleibt daher das Auffinden einer Lösung für eine kalandrierte Wickelfolie, welche die mechanischen Eigenschaften (wie Elastizität, Flexibilität, Hand- einreißbarkeit) von PVC-Wickelbändem mit der Halogenfreiheit von textilen Wickelbändern verbindet und darüber hinaus eine ausreichende Wärmealterungsbeständigkeit auf- weist, wobei eine großtechnische Produzierbarkeit der Folie auf einer Weich-PVC- Folienanlage sichergestellt sein soll und eine hohe Durchschlagsspannungsfestigkeit und ein hoher Fogging-Wert bei einigen Anwendungen wünschenswert ist. Aufgabe der Erfindung ist es weiterhin, kalandrierbare halogenfreie Wickelfolien zur Verfügung zu stellen, welche ein besonders sicheres und schnelles Umwickeln, insbeson- dere von Drähten und Kabeln, zum Markieren, Schützen, Isolieren, Abdichten oder Bündeln ermöglichen, wobei die Nachteile des Standes der Technik nicht oder zumindest nicht in dem Umfang auftreten.The object of the invention therefore remains to find a solution for a calendered wrapping film which combines the mechanical properties (such as elasticity, flexibility, hand tearability) of PVC wrapping tapes with the halogen-free nature of textile wrapping tapes and also has sufficient heat aging resistance, a large-scale producibility of the film should be ensured on a soft PVC film system and a high dielectric strength and a high fogging value is desirable in some applications. It is a further object of the invention to provide calenderable, halogen-free wrapping films which enable particularly safe and rapid wrapping, in particular of wires and cables, for marking, protecting, isolating, sealing or bundling, the disadvantages of the prior art do not occur or at least not to the extent.
Im Zuge der immer komplizierter werdenden Elektronik und der steigenden Zahl von elektrischen Verbrauchern in den Automobilen werden auch die Leitungssätze immer komplexer. Bei steigenden Querschnitten der Kabelbäume wird die induktive Erhitzung immer größer während die Wärmeableitung abnimmt. Dadurch steigen die Anforderungen an die Wärmebeständigkeit der verwendeten Materialien. Die standardmäßig verwendeten PVC-Materialien für die Wickelklebebänder stoßen hier an ihre Grenzen. Es besteht daher auch die Aufgabe, Polypropylencopolymere mit Additivkombinationen zu finden, welche die Wärmebeständigkeit von PVC nicht nur erreichen sondern sogar übertreffen.With the increasing complexity of electronics and the increasing number of electrical consumers in automobiles, the wiring harnesses are becoming increasingly complex. With increasing cross-sections of the cable harnesses, the inductive heating increases while the heat dissipation decreases. This increases the requirements for the heat resistance of the materials used. The PVC materials used as standard for the wrapping tapes reach their limits here. There is therefore also the task of adding polypropylene copolymers with additive combinations find which not only achieve the heat resistance of PVC, but even surpass it.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Wickelfolie, wie sie im Hauptanspruch niedergelegt ist. Gegenstand der Unteransprüche sind vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungs- gemäßen Wickelfolie sowie die Verwendung der Wickelfolie in einem halogenfreien Klebeband, weitere Anwendungen derselben sowie Verfahren zur Herstellung der Wickelfolie.This problem is solved by a wrapping film as set out in the main claim. The subclaims relate to advantageous developments of the wrapping film according to the invention and the use of the wrapping film in a halogen-free adhesive tape, further uses of the same and processes for producing the wrapping film.
Die im folgenden gemachten Angaben in phr bedeuten Gewichtsteile der betreffenden Komponente bezogen auf 100 Gewichtsteile aller Polymerkomponenten der Folie. Bei einer Wickelfolie mit Beschichtung (zum Beispiel mit Klebstoff) werden nur die Gewichtsteile aller Polymerkomponenten der polyolefin-haltigen Schicht berücksichtigt.The details given below in phr mean parts by weight of the component in question based on 100 parts by weight of all polymer components of the film. In the case of a wrapping film with a coating (for example with adhesive), only the parts by weight of all polymer components of the polyolefin-containing layer are taken into account.
Demgemäß betrifft die Erfindung eine halogenfreie kalandrierte, insbesondere flammwidrige Wickelfolie aus Polyolefin, vorzugsweise Polypropylencopolymer, wobei der Schmelzindex des Polyolefins unter 5 g/10 min, vorzugsweise unter 1 g/10 min und ins- besondere unter 0,7 g/10 min liegt.Accordingly, the invention relates to a halogen-free calendered, in particular flame-retardant, wrapping film made of polyolefin, preferably polypropylene copolymer, the melt index of the polyolefin being below 5 g / 10 min, preferably below 1 g / 10 min and in particular below 0.7 g / 10 min.
Die Dicke der erfindungsgemäßen Folie liegt im Bereich von 30 bis 180 μm, bevorzugt 50 bis 150 μm, insbesondere 55 bis 100 μm. Die Oberfläche kann strukturiert oder glatt sein. Vorzugsweise ist die Oberfläche leicht matt eingestellt. Dies kann durch Verwendung eines Füllstoffs mit einer hinreichend hohen Teilchengröße oder durch eine Prägewalze am Kalander erreicht werden.The thickness of the film according to the invention is in the range from 30 to 180 μm, preferably 50 to 150 μm, in particular 55 to 100 μm. The surface can be textured or smooth. The surface is preferably set slightly matt. This can be achieved by using a filler with a sufficiently large particle size or by an embossing roller on the calender.
In bevorzugter Ausführung ist die Folie ein- oder beidseitig mit einer haftklebrigen Schicht ausgerüstet, um die Anwendung einfach zu gestalten, so dass eine Fixierung der Wickelfolie am Ende des Wickelvorgangs entfällt.In a preferred embodiment, the film is provided on one or both sides with a pressure-sensitive adhesive layer in order to make the application simple, so that there is no need to fix the winding film at the end of the winding process.
Die erfindungsgemäße Wickelfolie ist im wesentlichen frei von flüchtigen Weichmachern wie zum Beispiel DOP oder TOTM und hat daher ein ausgezeichnetes Brandverhalten und geringe Emission (Weichmacherausdampfung, Fogging). Für den Fachmann überraschend und nicht vorhersehbar ist eine erfindungsgemäße Folie herstellbar. Erstaunlicherweise ist auch die thermische Alterungsbeständigkeit im Vergleich zu PVC als Hochleistungswerkstoff nicht schlechter, sondern vergleichbar oder sogar besser.The wrapping film according to the invention is essentially free of volatile plasticizers such as DOP or TOTM and therefore has excellent fire behavior and low emissions (plasticizer evaporation, fogging). A film according to the invention can be produced for the person skilled in the art, surprisingly and unpredictably. Surprisingly, the thermal aging resistance is not worse compared to PVC as a high-performance material, but rather comparable or even better.
Die erfindungemäße Wickelfolie weist in Längsrichtung eine Kraft bei 1 %-Dehnung von 0,6 bis 5 N/cm auf, vorzugsweise von 1 bis 4 N/cm, und bei 100 %-Dehnung eine Kraft von 2 bis 20 N/cm, vorzugsweise von 3 bis 10 N/cm.The wrapping film according to the invention has a force in the longitudinal direction at 1% elongation of 0.6 to 5 N / cm, preferably from 1 to 4 N / cm, and at 100% elongation a force of 2 to 20 N / cm, preferably from 3 to 10 N / cm.
Insbesondere ist die Kraft bei 1 %-Dehnung größer gleich 1 N/cm und die Kraft bei 100 %-Dehnung kleiner oder gleich 15 N/cm.In particular, the force at 1% elongation is greater than or equal to 1 N / cm and the force at 100% elongation is less than or equal to 15 N / cm.
Die 1 %-Kraft ist ein Maß für die Steifigkeit der Folie, und die 100 %-Kraft ist ein Maß für die Anschmiegsamkeit beim Wickeln bei starker Deformation durch hohe Wickelspannung. Die 100 %-Kraft darf aber auch nicht zu niedrig liegen, weil sonst die Reißfestigkeit zu gering ist.The 1% force is a measure of the rigidity of the film, and the 100% force is a measure of the suppleness when winding with strong deformation due to high winding tension. However, the 100% force must not be too low, because otherwise the tear strength is too low.
Zur Erreichung dieser Kraftwerte enthält die Wickelfolie vorzugsweise mindestens ein Polyolefin, insbesondere ein Polypropylen, mit einem Biegemodul von weniger als 900 MPa, bevorzugt 500 MPa oder weniger und insbesondere von 80 MPa oder weniger. Weiter vorzugsweise ist das Polyolefin ein Polypropylencopolymer, das aus einem Verfahren ist, in dem ein PP-Homopolymer oder PP-Randomcopolymer weiter mit Ethylen und Propylen umgesetzt wird.To achieve these force values, the wrapping film preferably contains at least one polyolefin, in particular a polypropylene, with a flexural modulus of less than 900 MPa, preferably 500 MPa or less and in particular 80 MPa or less. More preferably, the polyolefin is a polypropylene copolymer that is from a process in which a PP homopolymer or PP random copolymer is further reacted with ethylene and propylene.
Der Schmelzindex des Polyolefins liegt für die Kalanderverarbeitung unter 5 g/10 min, vorzugsweise unter 1 g/10 min und insbesondere unter 0,7 g/10 min. Bei füllstoffhaltigen Folien (zum Beispiel mit Flammschutzmitteln) liegen zusätzlich die Schmelzindices der Mischungen (Compounds) unter 5 g/10 min, vorzugsweise unter 1 g/10 min und insbesondere unter 0,7 g/10 min.The melt index of the polyolefin for calender processing is below 5 g / 10 min, preferably below 1 g / 10 min and in particular below 0.7 g / 10 min. In the case of filler-containing films (for example with flame retardants), the melt indices of the mixtures (compounds) are additionally below 5 g / 10 min, preferably below 1 g / 10 min and in particular below 0.7 g / 10 min.
Der Kristallitschmelzpunkt des Polyolefins liegt zwischen 120 °C und 166 °C, bevorzugt unter 148 °C, besonders vorzugsweise unter 145 °C. Ganz besonders vorzugsweise liegt der Kristallitschmelzpunkt. Das Polyolefin kann ein weiches Ethylenhomopolymer oder Ethylen- oder Propylencopolymer sein.The crystallite melting point of the polyolefin is between 120 ° C and 166 ° C, preferably below 148 ° C, particularly preferably below 145 ° C. Is very particularly preferably the crystallite melting point. The polyolefin can be a soft ethylene homopolymer or ethylene or propylene copolymer.
Der kristalline Bereich des Copolymers ist vorzugsweise ein Polypropylen mit Random- Struktur, insbesondere mit einem Gehalt von 6 bis 10 Mol-% Ethylen. Ein (zum Beispiel mit Ethylen) modifiziertes Polypropylenrandomcopolymer weist je nach Blocklänge des Polypropylens und Comonomergehalt der amorphen Phase einen Kristallitschmelzpunkt zwischen 120 °C und 145 °C auf (das ist der Bereich für kommerzielle Produkte). Ein Polypropylenhomopolymer liegt je nach Molekulargewicht und Taktizität zwischen 163 °C bis 166 °C. Hat das Homopolymer ein niedriges Molekulargewicht und ist es mit EP- Kautschuk (zum Beispiel Pfropfung, Reaktorblend) modifiziert, so führt die Schmelzpunktserniedrigung zu einem Kristallitschmelzpunkt im Bereich von etwa 148 °C bis 163 °C. Für das erfindungsgemäße Polypropylencopolymer liegt daher der bevorzugte Kristallitschmelzpunkt unter 145 °C und wird am besten mit einem Comonomer-modifier- ten Polypropylen mit Randomstruktur in der kristallinen Phase und copolymerer amorpher Phase erreicht. Der gegenüber Polypropylenhomopolymer niedrige Schmelzpunkt von unter 145 °C weist überraschenderweise den Vorteil leichterer Verarbeitbarkeit auf. Bei hochschmelzenden Polypropylenpolymeren muss die Kalandertemperatur an den Schmelzpunkt angepasst werden. Bei einem niedrigen Schmelzpunkt kann daher die Kalandertemperatur abgesenkt werden. Dies stellt sich überraschenderweise als Vorteil heraus, da man beobachtet, dass das Problem des Klebens der Schmelze an den Kalanderwalzen bei geringeren Temperatur erheblich abnimmt.The crystalline region of the copolymer is preferably a polypropylene with a random structure, in particular with a content of 6 to 10 mol% of ethylene. Depending on the block length of the polypropylene and the comonomer content of the amorphous phase, a polypropylene random copolymer (for example with ethylene) has a crystallite melting point between 120 ° C. and 145 ° C. (this is the range for commercial products). A polypropylene homopolymer is between 163 ° C and 166 ° C depending on the molecular weight and tacticity. If the homopolymer has a low molecular weight and is modified with EP rubber (for example grafting, reactor blend), the lowering of the melting point leads to a crystallite melting point in the range from approximately 148 ° C. to 163 ° C. The preferred crystallite melting point for the polypropylene copolymer according to the invention is therefore below 145 ° C. and is best achieved with a comonomer-modified polypropylene with a random structure in the crystalline phase and copolymeric amorphous phase. The low melting point of less than 145 ° C. compared to polypropylene homopolymer surprisingly has the advantage of being easier to process. In the case of high-melting polypropylene polymers, the calender temperature must be adjusted to the melting point. If the melting point is low, the calender temperature can be reduced. Surprisingly, this turns out to be an advantage, since it is observed that the problem of the melt sticking to the calender rolls decreases considerably at a lower temperature.
Solche Copolymere weisen einen Zusammenhang zwischen dem Comonomergehalt sowohl in der kristallinen und als auch in der amorphen Phase, dem Biegemodul und dem 1 %-Spannungswert der daraus hergestellten Wickelfolie auf. Ein hoher Comonomergehalt in der amorphen Phase ermöglicht einen besonders niedrigen 1 %-Kraftwert. Überraschenderweise hat ein Gehalt an Comonomer in der auch in der harten kristallinen Phase einen positiven Einfluss auf die Flexibilität der gefüllten Folie.Such copolymers have a relationship between the comonomer content both in the crystalline and in the amorphous phase, the flexural modulus and the 1% tension value of the winding film produced therefrom. A high comonomer content in the amorphous phase enables a particularly low 1% force value. Surprisingly, a comonomer content in the hard crystalline phase has a positive influence on the flexibility of the filled film.
Dem/den Monomer(en) im Polyolefin werden keine Beschränkungen auferlegt, bevorzugt werden jedoch α-Olefine wie Ethylen, Propylen, Butylen-(1), Isobutylen, 4-Methyl-1-pen- ten, Hexen oder Octen verwendet. Copolymere mit drei oder mehr Comonomeren sind im Sinn dieser Erfindung eingeschlossen. Es werden als Monomere für das Polypropylen- copolymer Propylen und Ethylen besonders bevorzugt. Das Polymer kann weiterhin durch Pfropfung modifiziert sein, jedoch nicht mit polaren Comonomeren wie Maleinsäureanhydrid, Vinylestern oder Acrylatmonomeren, da diese polar modifizierten Poly- propylene stark zum Kleben an den Kalanderwalzen neigen. Bei Acrylsäuremodifizierung stellte sich zudem heraus, dass die Viskosität der Polymerschmelze während des Pro- zesses nicht stabil ist, wenn Metall ydroxide als Flammschutzmittel zugegen sind, da offenbar eine lonomerbildung erfolgt. Unter Polypropylencopolymer werden nicht nur Copolymere im strengen Sinne der Polymerphysik wie zum Beispiel Blockcopolymere verstanden, sondern auch handelsübliche thermoplastische PP-Elastomere mit unterschiedlichsten Strukturen oder Eigenschaften. Solche Materialien können beispielsweise aus PP-Homo- oder Randomcopolymeren als Vorstufe durch weitere Umsetzung mit Ethylen und Propylen in der Gasphase im gleichen Reaktor oder in nachfolgenden Reaktoren hergestellt werden. Beim Einsatz von Randomcopolymer als Ausgangsmaterial ist die Monomerenverteilung von Ethylen und Propylen in der sich bildenden EP- Kautschukphase gleichmäßiger, was zu besseren mechanischen Eigenschaften führt. Dies ist ein weiterer Grund, warum für die erfindungsgemäße Wickelfolie ein Polymer mit kristalliner Randomcopolymerphase bevorzugt wird.No restrictions are imposed on the monomer (s) in the polyolefin, but α-olefins such as ethylene, propylene, butylene (1), isobutylene, 4-methyl-1-pentene, hexene or octene are preferably used. Copolymers with three or more comonomers are included in the sense of this invention. Propylene and ethylene are particularly preferred as monomers for the polypropylene copolymer. The polymer can continue be modified by grafting, but not with polar comonomers such as maleic anhydride, vinyl esters or acrylate monomers, since these polar-modified polypropylene have a strong tendency to stick to the calender rolls. In the case of acrylic acid modification, it also turned out that the viscosity of the polymer melt is not stable during the process if metal hydroxides are present as flame retardants, since apparently ionomer formation occurs. Polypropylene copolymers are not only understood to mean copolymers in the strict sense of polymer physics such as block copolymers, but also commercially available thermoplastic PP elastomers with a wide variety of structures or properties. Such materials can be produced, for example, from PP homopolymers or random copolymers as a precursor by further reaction with ethylene and propylene in the gas phase in the same reactor or in subsequent reactors. If random copolymer is used as the starting material, the monomer distribution of ethylene and propylene in the EP rubber phase that forms is more uniform, which leads to better mechanical properties. This is another reason why a polymer with a crystalline random copolymer phase is preferred for the wrapping film according to the invention.
Für die Herstellung können gängige Verfahren angewendet werden, als Beispiele seien der Gasphasen-, Cataloy-, Spheripol-, Novolen-, und der Hypol-Prozess genannt, welche in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6. Auflage, Wiley-VCH 2002 beschrieben sind.Common methods can be used for the production, examples being the gas phase, Cataloy, Spheripol, Novolen, and the Hypol process, which are described in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6th edition, Wiley-VCH 2002 ,
Geeignete Abmischkomponenten sind zum Beispiel weiche Ethylencopolymere wie LDPE, LLDPE, Metallocen-PE, EPM oder EPDM mit einer Dichte von 0,86 bis 0,92 g/cm3 vorzugsweise von 0,86 bis 0,88 g/cm3. Auch weiche hydrierte Random- oder Blockcopolymere aus Ethylen oder (gegebenenfalls substituiertem) Styrol und Butadien oder Isopren sind geeignet die Flexibilität, die Kraft bei 1 %-Dehnung und insbesondere die Form der Kraft-Dehnungs-Kurve der Wickelfolie in den optimalen Bereich zu bringen. Wird neben dem erfindungsgemäßen Polypropylencopolymer ein weiteres ethylen- oder propylenhaltiges Copolymer eingesetzt hat dieses vorzugsweise einen spezifizierten Schmelzindex im Bereich von ± 50 % des Schmelzindex des Polypropylencopolymers. Dabei bleibt unberücksichtigt, dass der Schmelzindex ethylenhaltiger Copolymere in der Regel für 190 °C und nicht wie bei Polypropylen für 230 °C spezifiziert ist. Die Abmischkomponenten sollten ebenfalls sehr niedrige Schmelzindices aufweisen. Durch Verwendung von Ethylencopolymeren mit carbonylgruppenhaltigen Monomeren wie Ethylenacrylat (zum Beispiel EMA, EBA, EEA, EAA) oder Ethylenvinylacetat kann, wie dem Fachmann geläufig ist, das Brandverhalten von PP-Polymeren verbessert werden. Für die erfindungsgemäßen Wickelfolien sind diese jedoch unerwünscht, da sie ab ca. 10 oder 20 phr aufgrund der Polarität zum Kleben der Folie am Kalander führen. Ausgenommen sind partikelförmige vernetzte polare Polymere wie Acrylat-Impact-Modifier oder EVA-Dispersionspulver mit Polyvinylalkohol-Hülle.Suitable blending components are, for example, soft ethylene copolymers such as LDPE, LLDPE, Metallocen-PE, EPM or EPDM with a density of 0.86 to 0.92 g / cm 3, preferably 0.86 to 0.88 g / cm 3 . Soft hydrogenated random or block copolymers of ethylene or (optionally substituted) styrene and butadiene or isoprene are also suitable, the flexibility to bring the force at 1% elongation and in particular the shape of the force-elongation curve of the wrapping film into the optimal range. If, in addition to the polypropylene copolymer according to the invention, a further copolymer containing ethylene or propylene is used, it preferably has a specified melt index in the range of ± 50% of the melt index of the polypropylene copolymer. This does not take into account that the melt index of ethylene-containing copolymers is usually specified for 190 ° C and not for 230 ° C as is the case with polypropylene. The mixing components should also have very low melt indexes. The use of ethylene copolymers with monomers containing carbonyl groups such as ethylene acrylate (for example EMA, EBA, EEA, EAA) or ethylene vinyl acetate, as is known to the person skilled in the art, can improve the fire behavior of PP polymers. However, these are undesirable for the wrapping films according to the invention, since they lead to the film sticking to the calender from approximately 10 or 20 phr due to the polarity. This does not apply to particulate, cross-linked polar polymers such as acrylate impact modifiers or EVA dispersion powders with a polyvinyl alcohol shell.
Als Flammschutzmittel kommen im wesentlichen nur halogenfreie Materialien in Frage, das sind beispielsweise Füllstoffe wie Polyphosphate, Carbonate und Hydroxide des Aluminiums beziehungsweise des Magnesiums, Borate, Stannate und organische Flammschutzmittel auf Stickstoffbasis. Bevorzugt sind die Hydroxide, wobei in verschiedenen Ausführungsformen Magnesiumhydroxid den Vorteil der Sicherheit gegen Überhitzung (führt zu Zersetzung) und Aluminiumhydroxid den Kostenvorteil aufweist.Essentially only halogen-free materials are suitable as flame retardants, for example fillers such as polyphosphates, carbonates and hydroxides of aluminum or magnesium, borates, stannates and organic nitrogen-based flame retardants. The hydroxides are preferred, in various embodiments magnesium hydroxide having the advantage of security against overheating (leading to decomposition) and aluminum hydroxide having the cost advantage.
Roter Phosphor kann mitverwendet werden, vorzugsweise wird darauf verzichtet (das heißt, die Menge ist Null oder nicht flammwirksam), da die Verarbeitung gefährlich ist (Selbstentzündung von frei werdendem Phosphin beim Einmischen in das Polymer, selbst bei gecoatetem Phosphor kann noch so viel Phosphin entstehen, dass für das Bedienungspersonal eine Gesundheitsgefährdung besteht). Außerdem können bei Verwendung von rotem Phosphor keine farbigen, sondern nur schwarze und braune Produkte hergestellt werden.Red phosphorus can also be used, preferably it is not used (i.e. the amount is zero or not flame-retardant) because the processing is dangerous (self-ignition of released phosphine when mixed into the polymer, even with coated phosphorus, however much phosphine can be formed that there is a health risk for the operating personnel). In addition, when using red phosphorus, only colored and only black and brown products can be produced.
Das Flammschutzmittel kann mit einem Coating versehen sein, wobei dieses auch beim Compoundierprozess nachträglich aufgebracht werden kann. Geeignete Coatings sind Silane wie Vinlysilan oder freier Fettsäuren (oder deren Derivate) wie Stearinsäure, Silikate, Borate, Aluminiumverbindungen, Phosphate, Titanate aber auch Chelatisierungs- mittel.The flame retardant can be provided with a coating, which can also be applied subsequently during the compounding process. Suitable coatings are silanes such as vinylsilane or free fatty acids (or their derivatives) such as stearic acid, silicates, borates, aluminum compounds, phosphates, titanates but also chelating agents.
Der Gehalt an freier Fettsäure oder deren Derivat liegt bevorzugt zwischen 0,3 und 1 Gew.-%.The content of free fatty acid or its derivative is preferably between 0.3 and 1% by weight.
Besonders bevorzugt sind gemahlene Magnesiumhydroxide, Beispiele sind BrucitGround magnesium hydroxides are particularly preferred, examples being brucite
(Magnesiumhydroxid), Kovdorskite (Magnesiumhydroxydphosphat), Hydromagnesit(Magnesium hydroxide), Kovdorskite (magnesium hydroxide phosphate), hydromagnesite
(Magnesiumhydroxicarbon) und Hydrotalcit (Magnesiumhydroxid mit Aluminium und Car- bonat im Kristallgitter), wobei die Verwendung von Brucit besonders bevorzugt ist. Bei- mengungen von Magnesiumcarbonaten wie zum Beispiel Dolomit [CaCO3 MgCO3, Mr 184.41] , Magnesit (MgCO3), Huntit [CaCO3 3 MgCO3, Mr 353.05] sind zulässig.(Magnesium hydroxicarbon) and hydrotalcite (magnesium hydroxide with aluminum and carbonate in the crystal lattice), the use of brucite being particularly preferred. examples Mixtures of magnesium carbonates such as dolomite [CaCO 3 MgCO 3 , M r 184.41], magnesite (MgCO 3 ), huntite [CaCO 3 3 MgCO 3 , M r 353.05] are permissible.
Besonders geeignet ist Magnesiumhydroxid mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von mehr als 2 μm wobei der Medianwert gemeint ist (d50 ermittelt durch Laserlichtstreuung nach Cilas) und insbesondere größer oder gleich 4 μm. Die spezifische Oberfläche (BET) liegt vorzugsweise unter 4 m2/g (DIN 66131/66132). Übliche nass gefällte Magnesiumhydroxide sind feinteilig, in der Regel liegt die durchschnittliche Teilchengröße bei 1 μm und darunter, die spezifische Oberfläche liegt bei 5 m2/g und mehr. Die obere Grenze der Teilchengrößeverteilung d97 liegt vorzugsweise nicht über 20 μm, um das Auftreten von Löchern in der Folie und Versprödung zu vermeiden. Daher ist das Magnesiumhydroxid vorzugsweise gesiebt. Ein Gehalt an Teilchen mit einem Durchmesser von 10 bis 20 μm gibt der Folie einen angenehm aussehenden Matteffekt.Magnesium hydroxide with an average particle size of more than 2 μm is particularly suitable, meaning the median value (d 50 determined by laser light scattering according to Cilas) and in particular greater than or equal to 4 μm. The specific surface area (BET) is preferably less than 4 m 2 / g (DIN 66131/66132). Usual wet-precipitated magnesium hydroxides are finely divided, as a rule the average particle size is 1 μm and below, the specific surface area is 5 m 2 / g and more. The upper limit of the particle size distribution d 97 is preferably not more than 20 μm in order to avoid the occurrence of holes in the film and embrittlement. Therefore, the magnesium hydroxide is preferably sieved. A content of particles with a diameter of 10 to 20 μm gives the film a pleasant looking matt effect.
Die bevorzugte Teilchenform ist unregelmäßig kugelig ähnlich der von Flusskieseln. Sie wird vorzugsweise durch Mahlung erhalten. Besonders bevorzugt ist Magnesiumhydroxid, welches durch Trockenmahlung in Gegenwart einer freien Fettsäure insbesondere von Stearinsäure hergestellt wurde. Das sich bildende Fettsäurecoating verbessert die mechanischen Eigenschaften von Mischungen aus Magnesiumhydroxid und Poly- olefinen und verringert das Ausblühen von Magnesiumcarbonat. Die Verwendung eines Fettsäuresalzes (zum Beispiel Natriumstearat) ist ebenfalls möglich, hat aber den Nachteil, dass die daraus hergestellte Wickelfolie bei Feuchtigkeit eine erhöhte Leitfähigkeit aufweist, was bei Anwendungen, bei den die Wickelfolie auch die Funktion eines Isolierbandes übernimmt, nachteilig ist. Bei synthetisch gefälltem Magnesiumhydroxid wird die Fettsäure wegen der Wasserlöslich keit immer in Salzform zugegeben. Dies ist ein weiterer Grund, warum für die erfindungsgemäße Wickelfolie ein gemahlenes Magnesiumhydroxid gegenüber einem gefällten bevorzugt wird.The preferred particle shape is irregularly spherical, similar to that of river pebbles. It is preferably obtained by grinding. Magnesium hydroxide, which was prepared by dry grinding in the presence of a free fatty acid, in particular stearic acid, is particularly preferred. The fatty acid coating that forms improves the mechanical properties of mixtures of magnesium hydroxide and polyolefins and reduces the efflorescence of magnesium carbonate. The use of a fatty acid salt (for example sodium stearate) is also possible, but has the disadvantage that the wrapping film produced therefrom has an increased conductivity in moisture, which is disadvantageous in applications in which the wrapping film also takes on the function of an insulating tape. In the case of synthetically precipitated magnesium hydroxide, the fatty acid is always added in salt form because of its water solubility. This is another reason why a ground magnesium hydroxide is preferred over a precipitated one for the wrapping film according to the invention.
Bei Verwendung von Flammschutzmittel wird die Menge wird so hoch gewählt, dass die Wickelfolie flammwidrig, das heißt, langsam brennend ist. Die Brandgeschwindigkeit nach FMVSS 302 bei waagerechter Probe liegt vorzugsweise unter 200 mm/min, besonders bevorzugt unter 100 mm/min, in einer herausragenden Ausführungsform der Wickelfolie ist diese unter diesen Prüfbedingungen selbstverlöschend. Der Oxygen-Index (LOI) liegt bevorzugt über 20, insbesondere über 23 und besonders bevorzugt über 27 %. Bei Verwendung von Magnesiumhydroxid (natürlich und synthetisch) liegt der Anteil vorzugsweise bei 70 bis 200 phr und insbesondere bei 110 bis 180 phr.When using flame retardants, the amount is chosen so high that the wrapping film is flame-retardant, i.e. slowly burning. The fire speed according to FMVSS 302 for a horizontal sample is preferably below 200 mm / min, particularly preferably below 100 mm / min, in an outstanding embodiment of the wrapping film, it is self-extinguishing under these test conditions. The oxygen index (LOI) is preferably above 20%, in particular above 23% and particularly preferably above 27%. When using magnesium hydroxide (natural and synthetic), the proportion is preferably 70 to 200 phr and in particular 110 to 180 phr.
Wenn keine Anforderungen an Flammwidrigkeit bestehen, wird vorzugsweise kein Flammschutzmittel verwendet.If there are no requirements for flame retardancy, preferably no flame retardant is used.
Weitere bei Folien übliche Additive wie Füllstoffe, Pigmente, Alterungsschutzmittel, Nucleierungsmittel, Impactmodifier oder Gleitmittel und andere können zur Herstellung der Wickelfolie verwendet werden. Diese Additive werden zum Beispiel im „Kunststoff Taschenbuch" Hanser Verlag, Hrsg. H. Saechtling, 28. Ausgabe oder „Plastic Additives Handbook", Hanser-Verlag, Hrsg. H. Zweifel, 5. Auflage beschrieben. In den folgenden Ausführungen wird zur Vermeidung von schwer verständlichen chemischen Namen die jeweilige CAS-Reg.Nr. verwendet.Other additives customary in films, such as fillers, pigments, anti-aging agents, nucleating agents, impact modifiers or lubricants, and others can be used to produce the wrapping film. These additives are described, for example, in the "Kunststoff Taschenbuch" by Hanser Verlag, ed. H. Saechtling, 28th edition or "Plastic Additives Handbook", Hanser-Verlag, ed. H. Doubt, 5th edition. In the following explanations, the respective CAS Reg.No. used.
Eine weitere Voraussetzung für eine ausreichende Kurzzeitwärmebeständigkeit und Hitzebeständigkeit ist ein hinreichender Schmelzpunkt des Polyolefins (mindestens 120 °C), eine Vernetzung oder eine hinreichende mechanische Stabilität der Schmelze oberhalb des Kristallitschmelzpunktes. Letztere kann man durch den sehr geringen erfindungsgemäßen Schmelzindex erreichen.A further prerequisite for sufficient short-term heat resistance and heat resistance is an adequate melting point of the polyolefin (at least 120 ° C.), a crosslinking or an adequate mechanical stability of the melt above the crystallite melting point. The latter can be achieved through the very low melt index according to the invention.
Zur Erreichung einer stabilen Verarbeitbarkeit der Folie und guten Alterungsstabilität des Wickel bandes fällt der Verwendung der richtigen Alterungsschutzmittel eine besondere Rolle zu. Vorteilhafterweise sollten ein primäres und ein sekundäres Antioxidant eingesetzt werden. Die erfindungsgemäßen Wickelbänder enthalten vorteilhafterweise min- destens 4 phr eines primären Antioxidants oder vorzugsweise mindestens 0,3 phr insbesondere mindestens 1 phr einer Kombination von primären und sekundären Antioxidantien, wobei die primäre und sekundäre Antioxidantfunktion auch in einem Molekül vereinigt sein können und bei den Mengenangaben optionale Stabilisatoren wie Metalldesakti- vatoren oder Lichtschutzmittel nicht eingerechnet sind. In einer bevorzugten Ausführungsform liegt der Anteil an sekundärem Antioxidant bei mehr als 0,3 phr. Stabilisatoren für PVC-Produkte lassen sich nicht auf Polyolefine übertragen. Sekundäre Antioxidantien bauen Peroxide ab und werden daher bei Dienelastomeren als Teil von Alterungsschutzpaketen verwendet. Überraschend wurde gefunden, dass eine Kombination von primären Antioxidantien (zum Beispiel sterisch gehinderten Phenolen oder C-Radikalfängern wie CAS 181314-48-7) und sekundären Antioxidantien (zum Beispiel Schwefelverbindungen, Phosphiten oder sterisch gehinderten A inen), wobei die beiden Funktionen auch in einem Molekül vereinigt sein können, die Aufgabe auch bei dienfreien Polyolefinen wie Polypropylen löst. Vor allem wird die Kombination von primärem Antioxidant, vorzugsweise sterisch gehinderten Phenolen mit einem Mole- kulargewicht von mehr als 500 g/mol (vorzugsweise > 700 g/mol), mit einem phosphiti- schen sekundären Antioxidant (vorzugsweise mit einem Molekulargewicht > 600 g/mol) bevorzugt. Phosphite oder eine Kombination aus primären und mehreren sekundären Alterungsschutzmitteln werden bei Wickelfolien aus Polyolefinen wie Polypropylen- copolymeren bisher nicht eingesetzt. Insbesondere ist die Kombination aus einem wenig flüchtigen primären phenolischen Antioxidants und jeweils einem sekundären Antioxidants aus der Klasse der Schwefelverbindungen (bevorzugt mit einem Molekulargewicht von mehr als 400 g/mol, insbesondere > 500 g/mol) und aus der Klasse der Phosphite geeignet, wobei die phenolische, die schwefelhaltigen und die phosphitische Funktionen nicht in drei verschiedenen Molekülen vorliegen müssen, sondern auch mehr als eine Funktion in einem Molekül vereinigt sein kann.To achieve stable processability of the film and good aging stability of the wrapping tape, the use of the right anti-aging agent plays a special role. A primary and a secondary antioxidant should advantageously be used. The winding tapes according to the invention advantageously contain at least 4 phr of a primary antioxidant or preferably at least 0.3 phr, in particular at least 1 phr of a combination of primary and secondary antioxidants, the primary and secondary antioxidant function also being able to be combined in one molecule and optional in the quantities Stabilizers such as metal deactivators or light stabilizers are not included. In a preferred embodiment, the proportion of secondary antioxidant is more than 0.3 phr. Stabilizers for PVC products cannot be transferred to polyolefins. Secondary antioxidants break down peroxides and are therefore used in diene elastomers as part of anti-aging packages. Surprisingly, it was found that a combination of primary antioxidants (for example sterically hindered phenols or C radical scavengers such as CAS 181314-48-7) and secondary antioxidants (For example sulfur compounds, phosphites or sterically hindered amines), where the two functions can also be combined in one molecule, which also solves the problem with diene-free polyolefins such as polypropylene. Above all, the combination of a primary antioxidant, preferably sterically hindered phenols with a molecular weight of more than 500 g / mol (preferably> 700 g / mol), with a phosphitic secondary antioxidant (preferably with a molecular weight> 600 g / mol) is preferred. Phosphites or a combination of primary and several secondary anti-aging agents have so far not been used in wrapping films made of polyolefins such as polypropylene copolymers. The combination of a low-volatile primary phenolic antioxidant and a secondary antioxidant from the class of the sulfur compounds (preferably with a molecular weight of more than 400 g / mol, in particular> 500 g / mol) and from the class of the phosphites is suitable, wherein the phenolic, the sulfur-containing and the phosphitic functions need not be present in three different molecules, but more than one function can be combined in one molecule.
Beispiele:Examples:
• Phenolische Funktion:• Phenolic function:
CAS 6683-19-8, 2082-79-3, 1709-70-2, 36443-68-2, 1709-70-2, 34137-09-2, 27676-62-6, 40601-76-1, 31851-03-3, 991-84-4CAS 6683-19-8, 2082-79-3, 1709-70-2, 36443-68-2, 1709-70-2, 34137-09-2, 27676-62-6, 40601-76-1, 31851 -03-3, 991-84-4
• Schwefelhaltige Funktion: CAS 693-36-7, 123-28-4, 16545-54-3, 2500-88-1• Sulfur-containing function: CAS 693-36-7, 123-28-4, 16545-54-3, 2500-88-1
• Phosphitische Funktion:• Phosphitic function:
CAS 31570-04-4, 26741-53-7, 80693-00-1, 140221-14-3, 119345-01-6, 3806-34-6, 80410-33-9, 14650-60-8, 161717-32-4CAS 31570-04-4, 26741-53-7, 80693-00-1, 140221-14-3, 119345-01-6, 3806-34-6, 80410-33-9, 14650-60-8, 161717 -32-4
• Phenolische und schwefelhaltige Funktion:• Phenolic and sulfur-containing function:
CAS 41484-35-9, 90-66-4, 110553-27-0, 96-96-5, 41484CAS 41484-35-9, 90-66-4, 110553-27-0, 96-96-5, 41484
• Phenolische und aminische Funktion: CAS 991-84-4, 633843-89-0 • Aminische Funktion: CAS 52829-07-9, 411556-26-7, 129757-67-1, 71878-19-8, 65447-77-0• Phenolic and amine function: CAS 991-84-4, 633843-89-0 • Amine function: CAS 52829-07-9, 411556-26-7, 129757-67-1, 71878-19-8, 65447-77-0
Die Kombination von CAS 6683-19-8 (zum Beispiel Irganox 1010) mit Thiopropionsäure- ester CAS 693-36-7 (Irganox PS 802) oder 123-28-4 (Irganox PS 800) mit CAS 31570- 04-4 (Irgafos 168) ist besonders bevorzugt. Bevorzugt ist eine Kombination, bei welcher der Anteil an sekundärem Antioxidant den des primären übersteigt. Zusätzlich können noch Metalldesaktivatoren zur Komplexierung von Schwermetallspuren, welche die Alterung katalytisch beschleunigen können, zugefügt werden. Beispiele sind CAS 32687-78- 8, 70331-94-1, 6629-10-3, Ethylendiamintetraessigsäure, N,N'-di-salicyliden-1,2-diamino- propan oder Handelprodukte wie 3-(N-salicylol)-amino-1,2,4-triazol (Palmarole ADK STAB CDA-1), N,N'-bis[3-(3',5'-di-tert-butyl-4'-hydroxyphenyl)propionyl]hydrazid (Palma- role MDA.P.10) oder 2,2"-oxamido-bis-[ethyl-3-(tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat] (Palmarole MDA.P.11).The combination of CAS 6683-19-8 (for example Irganox 1010) with thiopropionic acid ester CAS 693-36-7 (Irganox PS 802) or 123-28-4 (Irganox PS 800) with CAS 31570-04-4 (Irgafos 168) is particularly preferred. A combination is preferred in which the proportion of secondary antioxidant exceeds that of the primary. In addition, metal deactivators for complexing heavy metal traces, which can catalytically accelerate aging, can be added. Examples are CAS 32687-78- 8, 70331-94-1, 6629-10-3, ethylenediaminetetraacetic acid, N, N'-di-salicylidene-1,2-diamino-propane or commercial products such as 3- (N-salicylol) - amino-1,2,4-triazole (Palmarole ADK STAB CDA-1), N, N'-bis [3- (3 ', 5'-di-tert-butyl-4'-hydroxyphenyl) propionyl] hydrazide (Palma - role MDA.P.10) or 2,2 "-oxamido-bis- [ethyl-3- (tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] (Palmarole MDA.P.11).
Die Auswahl der genannten Alterungsschutzmittel hat besondere Bedeutung für die erfindungsgemäße Wickelfolie, da mit phenolischen Antioxidantien allein oder selbst in Kombination mit schwefelhaltigen Costabilisatoren in der Regel keine praxisgerechten Produkte erreicht werden können. Bei der Kalanderverarbeitung, bei der auf den Walzen ein relativ lang andauernder Zutritt von Luftsauerstoff unvermeidlich ist, stellt sich die Mitverwendung von Phosphitstabilisatoren als praktisch unumgänglich für eine ausreichende Wärmealterungsstabilität des Produktes heraus. Für den Phosphitstabilisator wird eine Menge von mindestens 0,1, vorzugsweise mindestens 0,3 phr bevorzugt. Insbesondere bei der Verwendung von natürlichen Magnesiumhydroxiden wie Brucit können sich durch wanderungsfähige Metallverunreinigungen wie Eisen, Mangan, Chrom oder Kupfer Alterungsprobleme ergeben, die nur durch oben genannte Erkenntnisse der richtigen Kombination und Menge an Alterungsschutzmitteln vermieden werden. Gemahlenes Brucit weist, wie oben ausgeführt, eine Reihe von technischen Vorteilen gegenüber gefälltem Magnesiumhydroxid auf, so dass die Kombination mit Antioxidantien wie beschrieben besonders sinnvoll ist. Für Anwendungen mit hoher Temperaturbelastung (zum Beispiel als Kabelwickelfolie im Motorraum von Kraftfahrzeugen oder als Isolierwicklung von Magnetspulen in Fernseh- oder PC-Bildschirmen) wird eine Ausführungsform bevorzugt, die neben den Antioxidantien zusätzlich einen Metalldesaktivator beinhaltet. Die erfindungsgemäße Wickelfolie ist vorzugsweise pigmentiert, insbesondere schwarz. Die Einfärbung kann in der Basisfolie, in der Klebstoff- oder einer sonstigen Schicht vorgenommen werden. Die Verwendung von organischen Pigmenten oder Farbstoffen in der Wickelfolie ist möglich, bevorzugt ist die Verwendung von Ruß. Der Anteil Ruß liegt vorzugsweise bei mindestens 5 phr, insbesondere bei mindestens 10 phr, da er überraschenderweise einen wesentlichen Einfluss auf das Brandverhalten zeigt. Als Ruß können alle Typen wie zum Beispiel Gasruß, Acetylenruß, Thermalruß, Fumaceruß und Flammruß verwendet werden, wobei Flammruß bevorzugt wird, auch wenn zur Einfär- bung von Folien Fumaceruße üblich sind. Für eine optimale Alterung werden Rußtypen mit einem pH-Wert im Bereich von 6 bis 8 bevorzugt insbesondere Flammruß.The selection of the anti-aging agents mentioned is of particular importance for the wrapping film according to the invention, since phenolic antioxidants alone or even in combination with sulfur-containing costabilizers generally do not make it possible to achieve practical products. In calender processing, in which a relatively long period of ingress of atmospheric oxygen is unavoidable, the use of phosphite stabilizers proves to be practically indispensable for sufficient thermal aging stability of the product. An amount of at least 0.1, preferably at least 0.3 phr is preferred for the phosphite stabilizer. In particular when using natural magnesium hydroxides such as brucite, migratable metal contaminants such as iron, manganese, chromium or copper can cause aging problems which can only be avoided by the above-mentioned knowledge of the correct combination and amount of anti-aging agents. As stated above, ground brucite has a number of technical advantages over precipitated magnesium hydroxide, so that the combination with antioxidants as described is particularly useful. For applications with high temperature loads (for example as a cable wrapping film in the engine compartment of motor vehicles or as an insulating winding of magnetic coils in television or PC screens), an embodiment is preferred which, in addition to the antioxidants, additionally contains a metal deactivator. The wrapping film according to the invention is preferably pigmented, in particular black. The coloring can be done in the base film, in the adhesive or another layer. The use of organic pigments or dyes in the wrapping film is possible; the use of carbon black is preferred. The proportion of carbon black is preferably at least 5 phr, in particular at least 10 phr, since it surprisingly shows a significant influence on the fire behavior. All types such as, for example, gas black, acetylene black, thermal black, fuma black and flame black can be used, carbon black being preferred, even if fuma black is customary for coloring films. For optimum aging, carbon black types with a pH in the range from 6 to 8 are preferred, in particular flame black.
Die Herstellung der Wickelfolie erfolgt auf einem Kalander. Dieses Verfahren sind zum Beispiel in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6. Auflage, Wiley-VCH 2002 beschrieben. Der Compound aus den Hauptkomponenten oder allen Komponenten kann in einem Compounder wie Kneter (zum Beispiel Stempelkneter) oder Extruder (zum Beispiel Zweischneckenextruder, Planetwalzenextruder) hergestellt und dann in eine feste Form (zum Beispiel Granulat) überführt werden, welche dann in einem Extruder, Kneter oder Walzwerk einer Kalanderanlage aufgeschmolzen und weiterverarbeitet werden. Hohe Mengen an Füllstoff ergeben leichte Inhomogenitäten (Fehlstellen), welche die Durchschlagspannung stark reduzieren. Der Mischvorgang muss daher so gründlich vorgenommen werden, dass die aus dem Compound gefertigten Folie eine Durchschlagspannung von mindestens 3 kV/100 μm vorzugsweise mindestens 5 kV/100 μm erreicht. Bevorzugt ist die Herstellung von Compound und Folie in einem Arbeitsgang. Die Schmelze wird aus dem Compounder direkt dem Kalander zugeführt, wobei die Schmelze gegebenenfalls Hilfseinrichtungen wie Filter, Metalldetektoren oder Walzwerke passieren kann. Die Folie wird beim Herstellprozess so gering wie möglich orientiert, um gute Handeinreißbarkeit, niedrigen Kraftwert bei 1 %-Dehnung und niedrigen Schrumpf zu erzielen.The wrapping film is produced on a calender. This process is described, for example, in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6th edition, Wiley-VCH 2002. The compound from the main components or all components can be produced in a compounder such as a kneader (for example a stamp kneader) or an extruder (for example a twin-screw extruder, planetary roller extruder) and then converted into a solid form (for example granules), which is then in an extruder, a kneader or the rolling mill of a calender system is melted and further processed. High amounts of filler result in slight inhomogeneities (defects) which greatly reduce the breakdown voltage. The mixing process must therefore be carried out so thoroughly that the film made from the compound reaches a breakdown voltage of at least 3 kV / 100 μm, preferably at least 5 kV / 100 μm. The compound and film are preferably produced in one operation. The melt is fed from the compounder directly to the calender, the melt possibly passing through auxiliary devices such as filters, metal detectors or rolling mills. The film is oriented as little as possible in the manufacturing process in order to achieve good hand tearability, low force value at 1% elongation and low shrinkage.
Der Schrumpf der Wickelfolie in Längsrichtung beträgt nach Wärmelagerung (30 Minuten in einem Ofen bei 125 °C auf einer Talkumschicht liegend) weniger als 5 %, vorzugsweise weniger als 3 %. Die mechanischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Wickelfolie liegen bevorzugt in den folgenden Bereichen:The shrinkage of the wrapping film in the longitudinal direction after heat storage (30 minutes in an oven at 125 ° C. on a talc layer) is less than 5%, preferably less than 3%. The mechanical properties of the wrapping film according to the invention are preferably in the following areas:
• Reißdehnung in md (Maschinenrichtung) von 300 bis 1000, besonders bevorzugt von 500 bis 800 %,Elongation at break in md (machine direction) from 300 to 1000, particularly preferably from 500 to 800%,
• Reißkraft in md im Bereich von 4 bis 15, besonders bevorzugt von 5 bis 8 N/cm, wobei die Folie zur Ermittlung der Daten mit scharfen Klingen zugeschnitten wurden.• tensile strength in md in the range from 4 to 15, particularly preferably from 5 to 8 N / cm, the film being cut with sharp blades to determine the data.
Die Wickelfolie wird in der bevorzugten Ausführungsform ein- oder beidseitig, bevorzugt einseitig, mit einer Siegel- oder Haftklebebeschichtung versehen, um eine notwendige Fixierung des Wickelendes durch ein Klebeband, Draht oder Verknotung zu vermeiden. Die Menge der Klebstoffschicht beträgt jeweils 10 bis 40 g/m2 vorzugsweise 18 bis 28 g/m2 (das ist die Menge nach einer eventuellen notwendigen Entfernung von Wasser oder Lösungsmittel; die Zahlenwerte entspricht auch in etwa der Dicke in μm). In einem Fall mit Klebstoffbeschichtung beziehen sich die hier gemachten Angaben zur Dicke und zu dickenabhängigen mechanischen Eigenschaften ausschließlich auf die polypropylen- haltige Schicht der Wickelfolie ohne Berücksichtung von Klebstoffschicht oder weiteren Schichten, die in Zusammenhang mit Klebstoffschichten vorteilhaft sind. Die Beschichtung muss nicht vollflächig sein, sondern kann auch teilflächig ausgeführt sein. Als Bei- spiel sei eine Wickelfolie mit je einem haftklebenden Streifen an den Seitenkanten genannt. Diese kann zu etwa rechteckigen Blättern abgeschnitten werden, welche mit dem einem Klebstoffstreifen auf dem Kabelbündel aufgeklebt und dann so weit gewickelt werden, bis der andere Klebstoffstreifen auf der Wickelfoliendrückseite verklebt werden kann. Eine solche schlauchartige Umhüllung, ähnlich einer Sleeve-Verpackung, weist den Vorteil auf, dass die Biegsamkeit des Kabelbaumes durch die Umwicklung praktisch nicht verschlechtert wird.In the preferred embodiment, the wrapping film is provided on one or both sides, preferably on one side, with a sealing or pressure-sensitive adhesive coating in order to avoid the need to fix the winding end by means of an adhesive tape, wire or knotting. The amount of the adhesive layer is in each case 10 to 40 g / m 2, preferably 18 to 28 g / m 2 (this is the amount after a possible removal of water or solvent; the numerical values also correspond approximately to the thickness in μm). In a case with an adhesive coating, the information given here on the thickness and the thickness-dependent mechanical properties relate exclusively to the polypropylene-containing layer of the wrapping film without taking into account the adhesive layer or other layers which are advantageous in connection with adhesive layers. The coating does not have to be over the entire surface, but can also be carried out over part of the surface. An example is a wrapping film, each with a pressure-sensitive adhesive strip on the side edges. This can be cut off to form approximately rectangular sheets, which are glued to the cable bundle with one adhesive strip and then wound until the other adhesive strip can be glued to the back of the wrapping film. Such a hose-like wrapping, similar to a sleeve packaging, has the advantage that the flexibility of the wiring harness is practically not impaired by the wrapping.
Als Klebstoff kommen alle gängigen Typen in Frage, vor allem auf Basis von Kautschuk. Solche Kautschuke können zum Beispiel Homo- oder Copolymere des Isobutylens, des 1 -Butens, des Vinylacetats, des Ethylens, von Acrylsäureestern, des Butadiens oder des Isoprens sein. Besonders geeignet sind Rezepturen auf Basis von Polymeren basierend auf Acrylsäureestern, Vinylacetat oder Isopren.All common types can be used as adhesives, especially those based on rubber. Such rubbers can be, for example, homo- or copolymers of isobutylene, 1-butene, vinyl acetate, ethylene, acrylic esters, butadiene or isoprene. Formulations based on polymers based on acrylic acid esters, vinyl acetate or isoprene are particularly suitable.
Zur Optimierung der Eigenschaften kann die zum Einsatz kommende Selbstklebemasse mit einem oder mehreren Additiven wie Klebrig machern (Harzen), Weichmachern, Füll- Stoffen, Flammschutzmitteln, Pigmenten, UV-Absorbern, Lichtschutz-, Alterungsschutzmitteln, Photoinitiatoren, Vernetzungsmitteln oder Vernetzungspromotoren abgemischt sein. Klebrigmacher sind beispielsweise Kohlenwasserstoff harze (zum Beispiel Polymere auf Basis ungesättigter C5- oder C9-Monomere), Terpenphenolharze, Polyterpenharze aus Rohstoffen wie zum Beispiel α- oder ß-Pinen, aromatische Harze wie Cumaron- Inden-Harze oder Harze auf Basis Styrol oder α-Methylstyrol, wie Kolophonium und seine Folgeprodukte, zum Beispiel disproportionierte, dimerisierte oder veresterte Harze, zum Beispiel wozu Umsetzungsprodukte mit Glycol, Glycerin oder Pentaerythrit, um nur einige zu nennen, sowie weitere Harze (wie beispielsweise aufgeführt in Ulimanns Enzyklopädie der technischen Chemie, Band 12, Seiten 525 bis 555 (4. Auflage), Weinheim). Bevorzugt werden Harze ohne leicht oxidierbare Doppelbindungen wie Terpenphenolharze, aromatische Harze und besonders bevorzugt Harze, die durch Hydrierung hergestellt sind wie zum Beispiel hydrierte Aromaten harze, hydrierte Polycyclopentadienharze, hydrierte Kolophoniumderivate oder hydrierte Terpenharze.To optimize the properties, the self-adhesive used can be used with one or more additives such as tackifiers (resins), plasticizers, fillers. Substances, flame retardants, pigments, UV absorbers, light stabilizers, anti-aging agents, photoinitiators, crosslinking agents or crosslinking promoters can be mixed. Tackifiers are, for example, hydrocarbon resins (for example polymers based on unsaturated C 5 or C 9 monomers), terpene phenol resins, polyterpene resins from raw materials such as α- or β-pinene, aromatic resins such as coumarone-indene resins or resins based on styrene or α-methylstyrene, such as rosin and its secondary products, for example disproportionated, dimerized or esterified resins, for example reaction products with glycol, glycerol or pentaerythritol, to name just a few, and further resins (as listed, for example, in Ulimann's encyclopedia of industrial chemistry , Volume 12, pages 525 to 555 (4th edition), Weinheim). Resins without easily oxidizable double bonds such as terpene phenol resins, aromatic resins and particularly preferably resins which are produced by hydrogenation, such as, for example, hydrogenated aromatic resins, hydrogenated polycyclopentadiene resins, hydrogenated rosin derivatives or hydrogenated terpene resins, are preferred.
Geeignete Füllstoffe und Pigmente sind beispielsweise Titandioxid, Calciumcarbonat, Zinkcarbonat, Zinkoxid, Silicate oder Kieselsäure. Geeignete beimischbare Weichmacher sind beispielsweise aliphatische, cycloaliphatische und aromatische Mineralöle, Di- oder Poly-Ester der Phthalsäure, Trimellitsäure oder Adipinsäure, flüssige Kautschuke (zum Beispiel niedermolekulare Nitril- oder Polyisoprenkautschuke), flüssige Polymerisate aus Buten und/oder Isobuten, Acrylsäureester, Polyvinylether, Flüssig- und Weichharze auf Basis der Rohstoffe von Klebharzen, Wollwachs und andere Wachse oder flüssige Silikone. Vernetzungsmittel sind beispielsweise Isocyanate, Phenolharze oder halogenierte Phenolharze, Melamin- und Formaldehydharze. Geeignete Vernetzungspromotoren sind zum Beispiel Maleinimide, Allylester wie Triallylcyanurat, mehrfunktionelle Ester der Acryl- und Methacryläure. Alterungsschutzmittel sind beispielsweise sterisch gehinderte Phenole, die zum Beispiel unter dem Handelsnamen Irganox™ bekannt sind.Suitable fillers and pigments are, for example, titanium dioxide, calcium carbonate, zinc carbonate, zinc oxide, silicates or silica. Suitable admixable plasticizers are, for example, aliphatic, cycloaliphatic and aromatic mineral oils, di- or poly-esters of phthalic acid, trimellitic acid or adipic acid, liquid rubbers (for example low molecular weight nitrile or polyisoprene rubbers), liquid polymers of butene and / or isobutene, acrylic acid esters, polyvinyl Liquid and soft resins based on the raw materials of adhesive resins, wool wax and other waxes or liquid silicones. Crosslinking agents are, for example, isocyanates, phenolic resins or halogenated phenolic resins, melamine and formaldehyde resins. Suitable crosslinking promoters are, for example, maleimides, allyl esters such as triallyl cyanurate, polyfunctional esters of acrylic and methacrylic acid. Anti-aging agents are, for example, sterically hindered phenols, which are known, for example, under the trade name Irganox ™.
Eine Vernetzung ist vorteilhaft, da die Scherfestigkeit (zum Beispiel ausgedrückt als Holding Power) erhöht wird und sich damit die Neigung zu Deformationen der Rollen bei Lagerung (Teleskopieren oder Bildung von Hohlstellen, auch Gaps genannt) verringert. Auch das Ausquetschen der Haftklebermasse wird verringert. Dies drückt sich in klebfreien Seitenkanten der Rollen und klebfreien Kanten bei der spiralig um Kabel geführten Wickelfolie aus. Die Holding Power liegt vorzugsweise oberhalb von 150 min. Die Klebkraft auf Stahl sollte im Bereich von 1,5 bis 3 N/cm liegen.Networking is advantageous because the shear strength (expressed, for example, as holding power) is increased and thus the tendency to deform the rolls during storage (telescoping or formation of cavities, also called gaps) is reduced. The squeezing out of the adhesive mass is also reduced. This is expressed in the non-sticky side edges of the rolls and non-sticky edges in the wrapping film which is spirally guided around the cable. The holding power is preferably above 150 minutes. The adhesive strength on steel should be in the range of 1.5 to 3 N / cm.
Zusammenfassend weist die bevorzugte Ausführungsform einseitig eine lösungsmittel- freie Selbstklebemasse auf, welche durch Schmelz- oder Dispersionsbeschichtung zustande gekommen ist. Dispersionsklebstoffe sind bevorzugt insbesondere solche auf Polyacrylat-Basis.In summary, the preferred embodiment has a solvent-free self-adhesive composition on one side, which has been brought about by melt or dispersion coating. Dispersion adhesives are particularly preferably those based on polyacrylate.
Vorteilhaft ist die Verwendung einer Primerschicht zwischen Wickelfolie und Klebmasse zur Verbesserung der Haftung der Klebmasse auf der Wickelfolie und somit der Vermeidung von Übertragung von Klebstoff auf die Folienrückseite während des Abwickeins der Rollen.It is advantageous to use a primer layer between the wrapping film and the adhesive to improve the adhesion of the adhesive to the wrapping film and thus to avoid the transfer of adhesive to the back of the film while the rolls are being unwound.
Als Primer sind die bekannten Dispersion- und Lösungsmittelsysteme verwendbar zum Beispiel auf Basis von isopren- oder butadienhaltigen Kautschuk und/oder Cyclokaut- schuk. Isocyanate oder Epoxyharze als Additive verbessern die Haftung und erhöhen zum Teil auch die Scherfestigkeit des Haftklebstoffes. Physikalische Oberflächenbehandlungen wie Beflammung, Corona oder Plasma oder Coextrusionsschichten sind ebenfalls geeignet, die Haftung zu verbessern. Besonders bevorzugt ist die Anwendung solcher Verfahren auf lösungsmittelfreie Klebstoffschichten, insbesondere solche auf Acrylatbasis.The known dispersion and solvent systems can be used as primers, for example based on rubber containing isoprene or butadiene and / or cyclo-rubber. Isocyanates or epoxy resins as additives improve the adhesion and in some cases also increase the shear strength of the pressure-sensitive adhesive. Physical surface treatments such as flame treatment, corona or plasma or coextrusion layers are also suitable for improving the adhesion. The use of such methods on solvent-free adhesive layers, in particular those based on acrylate, is particularly preferred.
Eine Beschichtung der Rückseite kann durch bekannte Releasemittel (gegebenenfalls mit anderen Polymeren abgemischt) erfolgen. Beispiele sind Stearyl-Verbindungen (zum Beispiel Polyvinylstearylcarbamat, Stearylverbindungen von Übergangsmetallen wie Cr oder Zr, Harnstoffe aus Polyethylenimin und Stearylisocyanat, Polysiloxane (zum Beispiel als Copolymer mit Polyurethanen oder als Propfcopolymer auf Polyolefin), thermoplasti- sehe Fluorpolymere. Der Begriff Stearyl steht als Synonym für alle geraden oder verzweigten Alkyle oder Alkenyle mit einer C-Zahl von mindestens 10, wie zum Beispiel Octadecyl.The rear side can be coated using known release agents (optionally mixed with other polymers). Examples are stearyl compounds (for example polyvinylstearyl carbamate, stearyl compounds of transition metals such as Cr or Zr, ureas from polyethyleneimine and stearyl isocyanate, polysiloxanes (for example as a copolymer with polyurethanes or as a graft copolymer on polyolefin), thermoplastic see fluoropolymers. The term stearyl is synonymous for all straight or branched alkyls or alkenyls with a carbon number of at least 10, such as octadecyl.
Beschreibungen der üblichen Klebmassen sowie Rückseitenbeschichtungen und Primern finden sich zum Beispiel in „Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology", D. Satas, (3. Auflage). Die genannten Rückseiten-Primer- und Klebebeschichtungen sind in einer Ausführungsform durch Coextrusion möglich.Descriptions of the usual adhesives, as well as back coatings and primers can be found, for example, in the "Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology", D. Satas, (3rd edition). In one embodiment, the backside primer and adhesive coatings mentioned are possible by coextrusion.
Die Ausführung der Folienrückseite kann aber auch zur Erhöhung der Haftung der Kleb- masse auf der Wickelfolienrückseite (zum Beispiel zur Steuerung der Abrollkraft) dienen. Bei polaren Klebstoffen wie zum Beispiel auf Basis von Acrylatpolymeren ist die Rückseitenhaftung auf einer Folie auf Basis von Polypropylenpolymeren oft nicht ausreichend. Zur Erhöhung der Abrollkraft wird eine Ausführungsform beansprucht, bei der polare Rückseitenoberflächen durch Coronabehandlung, Flammvorbehandlung oder Beschich- tung/Coextrusion mit polaren Rohstoffen erzielt werden. Alternativ wird eine Wickelfolie beansprucht, bei welchem die Stangenware vor dem Schneiden getempert (in der Wärme gelagert) wurde. Beide Verfahren können auch in Kombination angewandt werden. Die erfindungsgemäße Wickelfolie weist bevorzugt eine Abrollkraft von 1,2 bis 6,0 N/cm, ganz besonders bevorzugt von 1,6 bis 4,0 N/cm und insbesondere 1,8 bis 2,5 N/cm bei 300 mm/min Abrollgeschwindigkeit auf. Das Tempern ist bei PVC-Wickelbän- dern bekannt, jedoch aus einem anderen Grund. Weich-PVC-Folien besitzen im Gegensatz zu teil kristallinen Polypropylencopolymerfolien einen breiten Erweichungsbereich, und, da die Klebmasse durch den ausgewanderten Weichmacher wenig scherfest ist, neigen PVC-Wickelbänder zum Teleskopieren. Diese unvorteilhafte Rollendeformation, bei welcher der Kern aus den Rollen seitlich herausgedrückt wird, kann verhindert werden, wenn das Material vor dem Schneiden längere Zeit gelagert wird oder kurze Zeit einer Temperung (befristete Lagerung in der Wärme) unterworfen wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich jedoch um einer Temperung zur Erhöhung der Abrollkraft von Material mit unpolarer Polypropylenrückseite und polarem Klebmasse, wie Polyacrylat oder EVA, da diese Klebmasse auf Polypropylen im Vergleich zu PVC eine extrem geringe Rückseitenhaftung aufweisen. Eine Erhöhung der Abrollkraft durch Temperung oder physikalische Oberflächenbehandlung ist bei Weich-PVC-Wickelbändern nicht notwendig, da die üblicherweise eingesetzte Klebmasse eine hinreichend hohe Haftung auf der polaren PVC-Oberfläche besitzen. Bei Polyolefinwickelfolien ist die Bedeutung der Rückseitenhaftung besonders ausgeprägt, da aufgrund der höheren Kraft bei 1 %-Dehnung (bedingt durch das Flammschutzmittel und das Fehlen konventioneller Weichmacher) im Vergleich zu PVC-Folie eine deutlich höhere Rückseitenhaftung beziehungsweise Abrollkraft notwendig ist, um eine hinreichende Dehnung beim Abrollen für die Applikation bereitzustellen. Die bevorzugte Ausführungsform der Wickelfolie wird daher durch Temperung oder physikalische Oberflächenbehandlung hergestellt, um eine herausragende Abrollkraft und Dehnung während der Abrollung zu erreichen, wobei die Abrollkraft bei 300 mm/min vorzugsweise um mindesten 50 % höher liegt als ohne eine solche Maßnahme.The design of the back of the film can also serve to increase the adhesion of the adhesive on the back of the film (for example to control the unwinding force). In the case of polar adhesives, such as those based on acrylate polymers, the back adhesion on a film based on polypropylene polymers is often not sufficient. To increase the rolling force, an embodiment is claimed in which polar rear surfaces are achieved by corona treatment, flame pretreatment or coating / coextrusion with polar raw materials. As an alternative, a wrapping film is claimed in which the logs have been tempered (stored in the heat) before cutting. Both methods can also be used in combination. The wrapping film according to the invention preferably has a rolling force of 1.2 to 6.0 N / cm, very particularly preferably 1.6 to 4.0 N / cm and in particular 1.8 to 2.5 N / cm at 300 mm / min Unwind speed. Tempering is known for PVC winding tapes, but for a different reason. In contrast to partially crystalline polypropylene copolymer films, soft PVC films have a wide softening range, and since the adhesive is little shear-resistant due to the emigrated plasticizer, PVC wrapping tapes tend to telescope. This disadvantageous roll deformation, in which the core is pressed out of the rolls laterally, can be prevented if the material is stored for a longer period of time before being cut or if it is subjected to heat treatment for a short time (temporary storage in the heat). However, the method according to the invention involves tempering to increase the unwinding force of material with a non-polar polypropylene back and polar adhesive, such as polyacrylate or EVA, since these adhesives have an extremely low back adhesion on polypropylene compared to PVC. An increase in the unwinding force due to tempering or physical surface treatment is not necessary in the case of soft PVC winding tapes, since the adhesive that is usually used has a sufficiently high adhesion to the polar PVC surface. In the case of polyolefin wrapping films, the importance of back adhesion is particularly pronounced, since, due to the higher force at 1% elongation (due to the flame retardant and the lack of conventional plasticizers), a significantly higher back adhesion or unwinding force is required compared to PVC film in order to achieve sufficient stretch to be provided for the application when unrolling. The preferred embodiment of the wrapping film is therefore produced by tempering or physical surface treatment in order to to achieve outstanding rolling force and elongation during unwinding, the rolling force at 300 mm / min preferably being at least 50% higher than without such a measure.
Die Wickelfolie wird für den Fall einer Klebstoff beschichtung vorzugsweise vorher mindestens 3 Tage, besonders bevorzugt mindestens 7 Tage vor der Beschichtung gelagert, um eine Nachkristallisation zu erreichen, damit die Rollen keine Neigung zum Telesko- pieren erhalten (wahrscheinlich weil die Folie beim Kristallisieren schrumpft). Vorzugsweise wird die Folie an der Beschichtungsanlage über geheizte Walzen zur Egalisierung (Verbesserung der Planlage) geführt, was für PVC-Wickelfolien nicht üblich ist.In the case of an adhesive coating, the wrapping film is preferably stored beforehand at least 3 days, particularly preferably at least 7 days before the coating in order to achieve recrystallization so that the rolls do not have any tendency to telescope (probably because the film shrinks during crystallization). , The film is preferably guided on the coating system over heated rollers for leveling (improving flatness), which is not common for PVC wrapping films.
Folien aus Polyethylen und Polypropylen lassen sich üblicherweise nicht von Hand ein- oder Abreißen. Sie lassen sich als teilkristalline Werkstoffe leicht verstrecken und weisen daher eine hohe Bruchdehnung auf, in der Regel liegt diese erheblich über 500 %. Beim Versuch, solche Folien zu reißen, tritt anstelle eines Risses eine Dehnung ein. Selbst hohe Kräfte können nicht unbedingt die typisch hohen Bruchkräfte überwinden. Selbst wenn dies gelingt, wird kein gut aussehender und verklebbarer Abriss erzeugt, da an beiden Enden ein dünnes schmales Schwänzchen entsteht. Dieses Problem lässt sich auch durch Additive nicht beheben, auch wenn Füllstoffe in hohen Mengen die Bruchdehnung reduzieren. Verstreckt man Polyolefinfolien biaxial, wird die Bruchdehnung um mehr als 50 % reduziert, was die Reißbarkeit begünstigt. Der Versuch, dieses Verfahren auf weiche Wickelfolien zu übertragen, scheiterte jedoch, da der 1 %-Kraftwert erheblich zunimmt und die Kraft-Dehnungs-Kurve erheblich steiler wird. Dies hat zur Folge, dass sich die Flexibilität und Anschmiegsamkeit der Wickelfolie drastisch verschlechtert. Außerdem stellt sich heraus, dass so hoch füllstoffhaltige Folien wegen einer hohen Zahl von Abrissen produktionstechnisch kaum verstreckbar sind.Films made of polyethylene and polypropylene cannot usually be torn or torn off by hand. As semi-crystalline materials, they can be stretched easily and therefore have a high elongation at break, which is usually well above 500%. When trying to tear such films, an elongation occurs instead of a tear. Even high forces cannot necessarily overcome the typically high breaking forces. Even if this succeeds, a good-looking and glue-off tear is not produced, since a thin, narrow tail is formed at both ends. Additives cannot solve this problem, even if fillers reduce the elongation at break in large quantities. If polyolefin films are stretched biaxially, the elongation at break is reduced by more than 50%, which promotes tearability. However, the attempt to transfer this method to soft wrapping foils failed because the 1% force value increases significantly and the force-elongation curve becomes significantly steeper. The consequence of this is that the flexibility and conformability of the wrapping film deteriorate drastically. It also turns out that films with such a high filler content are hardly stretchable from a production point of view due to the high number of tears.
Überraschenderweise wurde eine Lösung durch das Schneidverfahren beim Konfektionieren der Rollen gefunden. Bei Herstellung der Wickelfolienrollen werden raue Schnitt- kanten erzeugt, die bei mikroskopischer Betrachtung Risse in der Folie ausbilden, die dann offenbar ein Weiterreißen begünstigen. Dies ist insbesondere durch die Anwendung eines Quetschschnitts mit stumpfen oder definiert gezackten rotierenden Messern auf Ballenware (Jumbos, Rollen in großer Länge) oder durch einen Abstechschnitt mit feststehenden Klingen oder rotierenden Messern von Stangenware (Rollen in Produktions- breite und verkaufsüblicher Länge) möglich. Die Bruchdehnung kann durch einen geeig- neten Schliff der Klingen und Messer eingestellt werden. Bevorzugt ist die Ausführung der Herstellung von Stangenware mit Abstechschnitt mit stumpfen feststehenden Klingen. Durch starkes Abkühlen der Stangen vor dem Schneiden kann die Rissbildung beim Schneidprozess noch verbessert werden. In der bevorzugten Ausführungsform ist die Bruchdehnung der speziell geschnittenen Wickelfolie um mindestens 30 % niedriger als beim Schnitt mit scharfen Klingen. Bei den besonders bevorzugten, mit scharfen Klingen geschnittenen Folien liegt die Bruchdehnung bei 500 bis 800 %, in der Ausführungsform der Folie, deren Seitenkanten beim Schneiden definiert beschädigt werden, zwischen 200 und 500 %.Surprisingly, a solution has been found through the cutting process when assembling the rolls. When the wrapping film rolls are produced, rough cut edges are produced which, when viewed microscopically, form cracks in the film, which then obviously promote tear. This is possible in particular by using a squeeze cut with blunt or defined serrated rotating knives on bale goods (jumbos, rolls of great length) or by a cut-off cut with fixed blades or rotating knives of stick goods (rolls of production width and sales length). The elongation at break can be The cut of the blades and knives can be adjusted. It is preferred to carry out the production of logs with a cut-off cut with blunt fixed blades. By strongly cooling the bars before cutting, the cracking during the cutting process can be improved even further. In the preferred embodiment, the elongation at break of the specially cut wrapping film is at least 30% lower than when cutting with sharp blades. In the particularly preferred foils cut with sharp blades, the elongation at break is 500 to 800%, in the embodiment of the foil whose side edges are damaged in a defined manner during cutting, between 200 and 500%.
Die Stangenware kann zur Erhöhung der Abrollkraft vorher einer Wärmelagerung unterzogen werden. Das Schneiden von konventionellen Wickelbändem mit Gewebe-, Vlies- und Folienträger (zum Beispiel PVC) erfolgt durch Scherenschnitt (zwischen zwei rotie- renden Messern), Abstechschnitt (feststehende oder rotierender Messer werden in eine rotierende Stange des Produktes gedrückt), Klingenschnitt (die Bahn wird bei Durchlauf durch scharfe Klingen geteilt) oder Quetschschnitt (zwischen einem rotierenden Messer und einer Walze).The logs can be subjected to heat storage beforehand to increase the unwinding force. The cutting of conventional winding tapes with tissue, fleece and foil backing (for example PVC) is done by scissors cut (between two rotating knives), parting cut (fixed or rotating knives are pressed into a rotating rod of the product), blade cutting (the web is divided by sharp blades as it passes) or crush cut (between a rotating knife and a roller).
Das Schneiden hat zum Ziel, aus Jumbos oder Stangen verkaufsfertige Rollen zu produzieren, aber nicht raue Schnittkanten zur leichteren Handeinreißbarkeit zu erzeugen. Bei Wickelfolien aus PVC ist der Abstechschnitt durchaus üblich, da das Verfahren bei weichen Folien wirtschaftlich ist. Die Handeinreißbarkeit ist aber bei PVC schon vom Material her gegeben, da PVC im Gegensatz zu Polypropylen amorph ist und daher beim Reißen nicht verstreckt, sondern nur etwas gedehnt wird. Damit die PVC-Folien nicht zu leicht reißen, muss auf hinreichende Gelierung bei der Folienherstellung geachtet werden was einer optimalen Produktionsgeschwindigkeit entgegensteht, vielfach wird deshalb anstelle von Standard-PVC mit einem K-Wert von 63 bis 65 Material mit einem höheren Molekulargewicht eingesetzt, was K-Werten von 70 und mehr entspricht. Der Abstech- schnitt hat also bei den erfindungsgemäßen Wickelfolien aus Polypropylen einen anderen Grund als bei solchen aus PVC.The aim of cutting is to produce rolls that are ready for sale from jumbos or bars, but not to produce rough cut edges for easier hand tearing. In the case of PVC wrapping foils, the parting cut is quite common, since the process is economical with soft foils. However, the material can be torn by hand because PVC is amorphous in contrast to polypropylene and therefore does not stretch when torn, but is only stretched a little. To ensure that the PVC films do not tear too easily, care must be taken to ensure sufficient gelling during film production, which is an obstacle to optimal production speed.Therefore, material with a higher molecular weight is often used instead of standard PVC with a K value of 63 to 65 Corresponds to K values of 70 and more. The cut-off cut has a different reason for the wrapping films according to the invention made of polypropylene than for those made of PVC.
Die erfindungsgemäße Wickelfolie ist ausgezeichnet zum Umwickeln von langgestrecktem Gut wie Lüftungsrohren, Feldspulen oder Kabelsätzen in Fahrzeugen geeignet. Die erfindungsgemäße Wickelfolie ist ebenfalls für andere Anwendungen geeignet wie zum Beispiel für Lüftungsrohre im Klimabau, da die hohe Flexibilität eine gute Anschmiegsamkeit an Nieten, Sicken und Falzen sichert. Den heutigen arbeitshygienischen und ökologischen Anforderungen wird Rechnung getragen, indem auf den Einsatz halogenhaltiger Rohstoffen verzichtet wird, dies gilt auch für flüchtige Weichmacher, es sei denn die Mengen sind so gering, dass der Fogging-Wert über 90 % liegt. Die Halogenfreiheit ist für die thermische Verwertung von Abfällen, die solche Wickelbänder ent- halten, von außerordentlicher Bedeutung (zum Beispiel Müllverbrennung der Kunststoff- fraktion vom Fahrzeugrecycling). Das erfindungsgemäße Produkt ist halogenfrei in dem Sinne, dass der Halogenhalt der Rohstoffe so niedrig ist, dass er für die Flammwidrigkeit keine Rolle spielt. Halogene in Spurenmengen, wie sie durch Verunreinigungen, Prozessadditive (Fluorelastomer) oder als Rückstände von Katalysatoren (zum Beispiel aus der Polymerisation von Polymeren) auftreten könnten, bleiben unberücksichtigt. Der Verzicht auf Halogene zieht die Eigenschaft der leichten Brennbarkeit nach sich, was den Sicherheitserfordernissen in elektrischen Anwendungen wie Haushaltsgeräten oder Fahrzeugen nicht entspricht. Das Problem mangelnder Flexibilität bei der Verwendung üblicher PVC-Ersatzmaterialien wie Polypropylen, Polyethylen, Polyestern, Polystyrol, Polyamid oder Polyimid für die Wickelfolie wird in der zugrundeliegenden Erfindung nicht durch flüchtige Weichmacher gelöst, sondern durch den Einsatz eines Polyolefins vorzugsweise einer Mischung aus einem PP-Copolymer mit einem Polyolefin mit niedrigem Biegemodul oder Verwendung eines PP-Polymers mit einem niedrigen Biegemodul.The wrapping film according to the invention is excellently suitable for wrapping elongated material such as ventilation pipes, field coils or cable sets in vehicles. The wrapping film according to the invention is also suitable for other applications, for example for ventilation pipes in air conditioning, since the high flexibility ensures good conformability to rivets, beads and folds. Today's occupational hygiene and ecological requirements are taken into account by not using halogen-containing raw materials, this also applies to volatile plasticizers, unless the quantities are so small that the fogging value is over 90%. The freedom from halogen is extremely important for the thermal recycling of waste containing such winding tapes (for example, waste incineration of the plastic fraction from vehicle recycling). The product according to the invention is halogen-free in the sense that the halogen content of the raw materials is so low that it plays no role in the flame resistance. Halogens in trace amounts, such as those that could occur due to impurities, process additives (fluoroelastomer) or as residues of catalysts (for example from the polymerisation of polymers) are not taken into account. The absence of halogens entails the property of easy flammability, which does not meet the safety requirements in electrical applications such as household appliances or vehicles. The problem of lack of flexibility when using conventional PVC substitute materials such as polypropylene, polyethylene, polyester, polystyrene, polyamide or polyimide for the wrapping film is not solved in the underlying invention by volatile plasticizers, but rather by the use of a polyolefin, preferably a mixture of a PP Copolymer with a low flexural modulus polyolefin or use of a PP polymer with a low flexural modulus.
PrüfmethodenTest Methods
Die Messungen werden bei einem Prüfklima von 23 ± 1 °C und 50 ± 5 % rel. Luftfeuchte durchgeführt.The measurements are carried out in a test climate of 23 ± 1 ° C and 50 ± 5% rel. Humidity carried out.
Die Dichte der Polymeren wird nach ISO 1183 und der Biegemodul nach ISO 178 ermittelt und in g/cm3 beziehungsweise MPa ausgedrückt. (Der Biegemodul nach ASTM D790 beruht auf anderen Abmessungen der Probekörper, ist aber im Ergebnis als Zahl ver- gleichbar.) Der Schmelzindex wird nach ISO 1133 geprüft und in g/10 min ausgedrückt. Die Prüfbedingungen sind wie marktüblich 230 °C und 2,16 kg für Polymere mit kristallinem Polypropylen und 190 °C und 2,16 kg für Polymere mit kristallinem Polyethylen. Der Kristallitschmelzpunkt (Tcr) wird mit DSC nach MTM 15902 (Basell-Methode) bezie- hungsweise ISO 3146 ermittelt.The density of the polymers is determined according to ISO 1183 and the flexural modulus according to ISO 178 and expressed in g / cm 3 or MPa. (The bending module according to ASTM D790 is based on different dimensions of the test specimens, but the result is The melt index is checked according to ISO 1133 and expressed in g / 10 min. As usual in the market, the test conditions are 230 ° C and 2.16 kg for polymers with crystalline polypropylene and 190 ° C and 2.16 kg for polymers with crystalline polyethylene. The crystallite melting point (Tcr) is determined with DSC according to MTM 15902 (Basell method) or ISO 3146.
Die durchschnittliche Teilchengröße des Füllstoffs wird durch Laserlichtstreuung nach Cilas ermittelt, maßgeblich ist der Medianwert d50.The average particle size of the filler is determined by laser light scattering according to Cilas; the median value d 50 is decisive.
Die spezifische Oberfläche (BET) des Füllstoffs wird nach DIN 66131/66132 bestimmt.The specific surface area (BET) of the filler is determined according to DIN 66131/66132.
Das Zugdehnungsverhalten der Wickelfolie wird an Prüflingen vom Typ 2 (rechteckige 150 mm lange und nach Möglichkeit 15 mm breite Prüfstreifen) nach DIN EN ISO 527- 3/2/300 mit einer Prüfgeschwindigkeit von 300 mm/min, einer Einspannlänge 100 mm und einer Vorkraft von 0,3 N/cm ermittelt. Im Fall von Mustern mit rauen Schnittkanten sind die Kanten mit einer scharfen Klinge vor dem Zugversuch zu besäumen. Für die Bestimmung der Kraft oder Spannung bei 1 %-Dehnung wird hiervon abweichend mit einer Prüfgeschwindigkeit von 10 mm/min und einer Vorkraftseinstellung von 0,5 N/cm an einer Zugprüfmaschine Modell Z 010 (Hersteller Zwick) gemessen. Die Prüfmaschine ist angegeben, weil der 1 %-Wert etwas von dem Auswertungsprogramm beeinflusst werden kann. Das Zugdehnungsverhalten wird, wenn nicht anders angegeben, in Maschinenrichtung (MD, Laufrichtung) geprüft. Die Kraft wird in N/Streifenbreite und die Spannung in N/Streifenquerschnitt ausgedrückt, die Bruchdehnung in %. Die Prüfergebnisse, insbesondere die Bruchdehnung (Reißdehnung), sind durch eine hinreichende Zahl von Messungen statistisch abzusichern.The tensile elongation behavior of the wrapping film is determined on test specimens of type 2 (rectangular 150 mm long and if possible 15 mm wide test strips) according to DIN EN ISO 527-3 / 2/300 with a test speed of 300 mm / min, a clamping length of 100 mm and a preload of 0.3 N / cm determined. In the case of samples with rough cut edges, the edges must be trimmed with a sharp blade before the tensile test. To determine the force or tension at 1% elongation, a test speed of 10 mm / min and a preload setting of 0.5 N / cm are used to measure on a tensile testing machine model Z 010 (manufacturer Zwick). The testing machine is specified because the 1% value can be influenced somewhat by the evaluation program. Unless otherwise stated, the tensile elongation behavior is checked in the machine direction (MD, running direction). The force is expressed in N / strip width and the tension in N / strip cross-section, the elongation at break in%. The test results, in particular the elongation at break (elongation at break), must be statistically verified by a sufficient number of measurements.
Die Klebkräfte werden bei einem Abzugswinkel von 180° nach AFERA 4001 an (nach Möglichkeit) 15 mm breiten Teststreifen bestimmt. Hierbei werden Stahlplatten nach AFERA-Norm als Prüfuntergrund verwendet soweit kein anderer Haftgrund genannt ist.The adhesive forces are determined at a peel angle of 180 ° according to AFERA 4001 on (if possible) 15 mm wide test strips. Here, steel plates according to the AFERA standard are used as the test surface, unless another primer is mentioned.
Die Dicke der Wickelfolie wird nach DIN 53370 bestimmt. Eine eventuelle Haftklebstoffschicht wird von der gemessenen Gesamtdicke abgezogen. Die Holding Power wird nach der PSTC 107 (10/2001) bestimmt, wobei das Gewicht 20 N beträgt und die Maße der Verklebungsfläche 20 mm in der Höhe und 13 mm in der Breite beträgt.The thickness of the wrapping film is determined according to DIN 53370. A possible layer of pressure sensitive adhesive is subtracted from the measured total thickness. The holding power is determined according to PSTC 107 (10/2001), whereby the weight is 20 N and the dimensions of the bonding surface are 20 mm in height and 13 mm in width.
Die Abrollkraft wird bei 300 mm/min nach DIN EN 1944 gemessen.The rolling force is measured at 300 mm / min according to DIN EN 1944.
Die Handeinreißbarkeit lässt sich nicht in Zahlen ausdrücken, auch wenn Bruchkraft, Bruchdehnung und Schlagzugzähigkeit (alles längs gemessen) von wesentlichem Ein- fluss sind.The hand tearability cannot be expressed in numbers, even if breaking strength, elongation at break and impact strength (all measured lengthways) are of major influence.
Bewertung:Rating:
. +++ = sehr leicht,, +++ = very light,
- ++ = gut,- ++ = good,
- + = noch verarbeitbar, - = schwer verarbeitbar,- + = still processable, - = difficult to process,
- -- = nur mit hohem Kraftaufwand abreißbar, die Enden sind unsauber,- - = can only be torn off with great effort, the ends are dirty,
- --- = nicht verarbeitbar- --- = cannot be processed
Das Brandverhalten wird nach MVSS 302 bei waagerechter Probe gemessen. Im Fall einer einseitigen Haftkleberbeschichtung liegt diese nach oben. Als weitere Methode wird eine Prüfung des Oxygen Index (LOI) vorgenommen. Hierfür wird unter den Bedingungen der JIS K 7201 geprüft.The fire behavior is measured according to MVSS 302 with a horizontal sample. In the case of a one-sided pressure-sensitive adhesive coating, this is on top. Another method is to check the Oxygen Index (LOI). For this, testing is carried out under the conditions of JIS K 7201.
Die Wärmestabilität wird in Anlehnung an ISO/DI N 6722 bestimmt. Der Ofen wird nach ASTM D 2436-1985 mit 175 Luftwechseln pro Stunde betrieben. Die Prüfzeit beträgt 3000 Stunden. Als Prüftemperaturen werden 85 °C (Klasse A), 105 °C (ähnlich Klasse B aber nicht 100 °C) und 125 °C (Klasse C) gewählt. Die Schnellalterungen erfolgen bei 136 °C, die Prüfung gilt als bestanden, wenn die Reißdehnung nach 20 Tagen Alterung noch mindestens 100 % beträgt.The heat stability is determined based on ISO / DI N 6722. The furnace is operated according to ASTM D 2436-1985 with 175 air changes per hour. The test time is 3000 hours. The test temperatures selected are 85 ° C (class A), 105 ° C (similar to class B but not 100 ° C) and 125 ° C (class C). The rapid aging takes place at 136 ° C, the test is passed if the elongation at break is still at least 100% after 20 days of aging.
Bei der Verträglichkeitsprüfung wird die Wärmelagerung auf handelsüblich LeiternDuring the compatibility test, the heat is stored on standard conductors
(Kabeln) mit Polyolefinisolierung (Polypropylen oder strahlenvemetztes Polyethylen) für(Cables) with polyolefin insulation (polypropylene or radiation cross-linked polyethylene) for
Kraftfahrzeuge durchgeführt. Hierfür werden Probekörper aus 5 Leitern von 3 bis 6 mm2 Querschnitt und 350 mm Länge mit Wickelfolie durch Umwicklung mit 50 %er Überlap- pung hergestellt. Nach der 3000 Stunden-Alterung der Probekörper im Umluftofen (Bedingungen wie bei der Prüfung der Wärmestabilität) werden die Proben bei 23 °C konditioniert und nach ISO/DIN 6722 von Hand um einen Dorn gewickelt, der Wickeldom einen Durchmesser von 5 mm, das Gewicht hat eine Masse von 5 kg und die Wickel- geschwindigkeit beträgt 1 Umdrehung pro Sekunde. Die Muster werden anschließend visuell auf Fehler in der Wickelfolie und in der Drahtisolierung unter der Wickelfolie untersucht. Der Test ist nicht bestanden, wenn Risse in der Drahtisolierung erkennbar sind, insbesondere wenn dies schon vor dem Biegen auf dem Wickeldorn erkennbar ist. Wenn die Wickelfolie Risse aufweist oder im Ofen geschmolzen ist, gilt der Test ebenfalls als nicht bestanden. Bei der 125 °C-Prüfung wurden teilweise auch Muster zu anderen Zeitpunkten geprüft. Als Prüfzeit gelten 3000 Stunden soweit nicht im Einzelfall ausdrücklich anders beschrieben.Motor vehicles performed. For this test specimens are made of 5 conductors with a cross-section of 3 to 6 mm 2 and a length of 350 mm with wrapping foil by wrapping with 50% pung manufactured. After the test specimens had been aged for 3,000 hours in a forced-air oven (conditions as in the heat stability test), the samples are conditioned at 23 ° C and wrapped by hand around a mandrel according to ISO / DIN 6722, the winding dome has a diameter of 5 mm, the weight has a mass of 5 kg and the winding speed is 1 revolution per second. The samples are then examined visually for defects in the wrapping film and in the wire insulation under the wrapping film. The test is unsuccessful if there are cracks in the wire insulation, in particular if this can be seen on the mandrel before bending. If the wrapping film shows cracks or has melted in the oven, the test is also considered failed. In the 125 ° C test, samples were sometimes also checked at other times. The test time is 3000 hours unless expressly stated otherwise in the individual case.
Die Kurzzeitwärmebeständigkeit wird an Kabelbündeln aus 19 Drähten der Type TW mit 0,5 mm2 Querschnitt, welche in ISO 6722 beschrieben sind, gemessen. Hierzu wird die Wickelfolie mit 50 % Überlappung auf das Kabelbündel gewickelt, das Kabelbündel um einen Dorn von 80 mm Durchmesser gebogen und in einem Umluftofen bei 140 °C gelagert. Nach 168 Stunden wird das Muster dem Ofen genommen und auf Beschädigungen (Risse) überprüft.The short-term heat resistance is measured on cable bundles made of 19 type TW wires with a cross section of 0.5 mm 2 , which are described in ISO 6722. For this purpose, the wrapping film is wound with 50% overlap on the cable bundle, the cable bundle is bent around a mandrel with a diameter of 80 mm and stored in a convection oven at 140 ° C. After 168 hours, the sample is removed from the oven and checked for damage (cracks).
Für die Ermittlung der Hitzebeständigkeit wird die Wickelfolie 30 min. bei 170 °C gelagert, 30 min. auf Raumtemperatur abgekühlt und mit mindestens 3 Windungen mit 50 %-iger Überlappung um einen Dorn von 10 mm Durchmesser gewickelt. Danach wird das Muster auf Beschädigungen (Risse) überprüft.To determine the heat resistance, the wrapping film is 30 min. stored at 170 ° C, 30 min. cooled to room temperature and wound with at least 3 turns with a 50% overlap around a mandrel of 10 mm diameter. The pattern is then checked for damage (cracks).
Beim Kältetest wird der oben beschriebene Probekörper in Anlehnung an ISO/DIS 67224 Stunden auf -40 °C abgekühlt und die Probe von Hand auf einen Dorn von 5 mm Durchmesser gewickelt. Die Muster werden visuell auf Fehler (Risse) im Klebeband geprüft.In the cold test, the test specimen described above is cooled to -40 ° C based on ISO / DIS 67224 hours and the specimen is wound by hand on a mandrel with a diameter of 5 mm. The samples are visually checked for defects (tears) in the adhesive tape.
Die Durchschlagspannung wird nach ASTM D 1000 gemessen. Als Zahl wird der höchste Wert genommen, dem das Muster bei dieser Spannung eine Minute standhält. Diese Zahl wird auf eine Probendicke von 100 μm umgerechnet.The breakdown voltage is measured according to ASTM D 1000. The number taken is the highest value that the pattern can withstand for one minute at this tension. This number is converted to a sample thickness of 100 μm.
Beispiel: Eine Probe von 200 μm Dicke hält nach einer Minute eine maximale Spannung von 6 kV stand, die berechnete Durchschlagspannung beträgt 3 kV/100 μm.Example: A sample with a thickness of 200 μm withstands a maximum voltage of 6 kV after one minute, the calculated breakdown voltage is 3 kV / 100 μm.
Der Fogging-Wert wird nach DIN 75201 A ermittelt. The fogging value is determined in accordance with DIN 75201 A.

Claims

Patentansprüche claims
1. Halogenfreie kalandrierte, insbesondere flammwidrige Wickelfolie aus Polyolefin, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzindex des Polyolefins unter 5 g/10 min, vorzugsweise unter 1 g/10 min und insbesondere unter 0,7 g/ 0 min liegt.1. Halogen-free calendered, in particular flame-retardant wrapping film made of polyolefin, characterized in that the melt index of the polyolefin is below 5 g / 10 min, preferably below 1 g / 10 min and in particular below 0.7 g / 0 min.
2. Wickelfolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung (Compound) der Folie einen Schmelzindex unter 5 g/10 min, vorzugsweise unter 1 g/10 min und insbesondere unter 0,7 g/10 min aufweist.2. Wrapping film according to claim 1, characterized in that the mixture (compound) of the film has a melt index below 5 g / 10 min, preferably below 1 g / 10 min and in particular below 0.7 g / 10 min.
3. Wickelfolie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Flammschutzmittel mindestens 100 phr beträgt.3. Wrapping film according to claim 1 or 2, characterized in that the proportion of flame retardant is at least 100 phr.
4. Wickelfolie nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass die Dicke der Wickelfolie 30 bis 180 μm, besonders 50 bis 150 μm, ganz insbesondere 55 bis 100 μm beträgt, die Kraft in Laufrichtung bei 1 %-Dehnung einen Wert von 0,6 bis 5 N/cm, besonders 1 bis 3 N/cm, die Kraft bei 100 %-Dehnung einen Wert von 2 bis 20 N/cm, besonders 3 bis 10 N/cm aufweist und/oder der Kristallitschmelzpun t des Polypropylencopolymers kleiner als 166 °C ist.4. Wrapping film according to at least one of the preceding claims, characterized in that the thickness of the wrapping film is 30 to 180 μm, in particular 50 to 150 μm, very particularly 55 to 100 μm, the force in the running direction at 1% elongation is a value from 0.6 to 5 N / cm, particularly 1 to 3 N / cm, the force at 100% elongation has a value of 2 to 20 N / cm, particularly 3 to 10 N / cm and / or the crystallite melting point Polypropylene copolymer is less than 166 ° C.
5. Wickelfolie nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass das Polyolefin ein Polypropylencopolymer ist.5. Wrapping film according to at least one of the preceding claims, characterized in that the polyolefin is a polypropylene copolymer.
6. Wickelfolie nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Wickelfolie neben dem bevorzugten Polypropylenpolymer Ethy- len-Propylen-Copolymere aus den Klassen der EPM und EPDM vorhanden sind.6. Wrapping film according to at least one of the preceding claims, characterized in that in addition to the preferred polypropylene polymer, ethylene-propylene copolymers from the classes of the EPM and EPDM are present in the wrapping film.
7. Wickelfolie nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelfolie mindestens ein Polypropylen mit einem Biegemodul von weniger als 900 MPa, bevorzugt von 500 oder weniger und besonders bevorzugt von 80 MPa oder weniger, und/oder einem Kristallitschmelzpunkt zwischen 120 °C und 166 °C, bevorzugt unter 148 °C, besonders vorzugsweise unter 145 °C, enthält7. Wrapping film according to at least one of the preceding claims, characterized in that the wrapping film has at least one polypropylene with a flexural modulus of less than 900 MPa, preferably of 500 or less and particularly preferably of 80 MPa or less, and / or contains a crystallite melting point between 120 ° C and 166 ° C, preferably below 148 ° C, particularly preferably below 145 ° C
8. Wickelfolie nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Wickelfolie ein- oder beidseitig, insbesondere einseitig, eine Kleberschicht, die vorzugsweise auf der Basis von Polyisopren, Ethylenvinylacetatcopolymer und/oder Polyacrylat ist, und gegebenenfalls eine Primerschicht zwischen Folie und Kleberschicht aufweist, wobei die Menge der Kleberschicht jeweils 10 bis 40 g/m2, vorzugsweise 18 bis 28 g/m2 beträgt, die Klebkraft auf Stahl 1,5 bis 3 N/cm, die Abrollkraft 1,2 bis 6,0 N/cm bei 300 mm/min Abrollgeschwindigkeit, bevorzugt 1,6 bis 4,0 N/cm, besonders bevorzugt 1,8 bis 2,5 N/cm, und/oder die Holding Power mehr als 150 min beträgt.8. wrapping film according to at least one of the preceding claims, characterized in that the wrapping film on one or both sides, in particular on one side, an adhesive layer, which is preferably based on polyisoprene, ethylene vinyl acetate copolymer and / or polyacrylate, and optionally a primer layer between the film and adhesive layer, the amount of the adhesive layer in each case being 10 to 40 g / m 2 , preferably 18 to 28 g / m 2 , the adhesive force on steel 1.5 to 3 N / cm, the unrolling force 1.2 to 6.0 N / cm at a rolling speed of 300 mm / min, preferably 1.6 to 4.0 N / cm, particularly preferably 1.8 to 2.5 N / cm, and / or the holding power is more than 150 min.
9. Wickelfolie nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelfolie eine lösungsmittelfreie Haftklebemasse aufweist, welche durch Coextrusion, Schmelzbeschichtung oder Dispersionsbeschichtung erzeugt wird, bevorzugt einen Dispersionshaftkleber und insbesondere einen solchen auf Polyacrylat-Basis, wobei diese Klebemasse vermittels einer Flamm- oder Coronavor- behandlung oder einer Haftvermittlerschicht, welche durch Coextrusion oder Beschichtung aufgebracht wird, mit der Oberfläche der Trägerfolie verbunden ist.9. Wrapping film according to at least one of the preceding claims, characterized in that the wrapping film has a solvent-free PSA which is produced by coextrusion, melt coating or dispersion coating, preferably a dispersion PSA and in particular one based on polyacrylate, this adhesive using a flame or corona pretreatment or an adhesion promoter layer, which is applied by coextrusion or coating, is connected to the surface of the carrier film.
10. Wickelfolie nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass der Oxygen-Index (LOI) über 20, bevorzugt über 23 und besonders bevorzugt über 27 % liegt.10. Wrapping film according to at least one of the preceding claims, characterized in that the oxygen index (LOI) is above 20, preferably above 23 and particularly preferably above 27%.
11. Wickelfolie nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Brandgeschwindigkeit nach FMVSS 302 bei waagerechter Probe unter 200 mm/min, vorzugsweise unter 100 mm/min liegt und insbesondere die Probe unter diesen Prüfbedingungen selbstverlöschend ist.11. Wrapping film according to at least one of the preceding claims, characterized in that the fire speed according to FMVSS 302 for a horizontal sample is below 200 mm / min, preferably below 100 mm / min, and in particular the sample is self-extinguishing under these test conditions.
12. Wickelfolie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil Ruß mindestens 5 phr, vorzugsweise mindestens 10 phr beträgt, wobei der Ruß bevorzugt einen pH-Wert von 6 bis 8 aufweist. 12. Wrapping film according to one of the preceding claims, characterized in that the proportion of carbon black is at least 5 phr, preferably at least 10 phr, the carbon black preferably having a pH of 6 to 8.
3. Verwendung einer Wickelfolie nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche zum Bündeln, Schützen, Kennzeichnen, Isolieren oder Abdichten von Lüftungsrohren oder Drähten oder Kabeln und zum Ummanteln von Kabelsätzen in Fahrzeugen oder Feldspulen für Bildröhren. 3. Use of a wrapping film according to at least one of the preceding claims for bundling, protecting, labeling, isolating or sealing ventilation pipes or wires or cables and for sheathing cable sets in vehicles or field coils for picture tubes.
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