EP3463857A1 - Gasdurchlässiges flächengebilde - Google Patents

Gasdurchlässiges flächengebilde

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EP3463857A1
EP3463857A1 EP17745991.4A EP17745991A EP3463857A1 EP 3463857 A1 EP3463857 A1 EP 3463857A1 EP 17745991 A EP17745991 A EP 17745991A EP 3463857 A1 EP3463857 A1 EP 3463857A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
polymer foam
channels
successive layers
ethylene
foam
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Withdrawn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
EP17745991.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hannes TÖLKE
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 EP3463857A1 publication Critical patent/EP3463857A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Definitions

  • the invention is in the technical field of polymeric fabrics, as they are widely used for example as adhesive materials or simply as auxiliary materials in structural applications.
  • a specific application of the invention is in the field of spacers, in particular foamed spacers, in the installation of glass elements in dedicated frames. It sheet, especially foams, proposed with improved gas or vapor permeability.
  • a foamed tape which finds use in the installation of glass elements in frame structures, is described for example in US 8,826,611 B2.
  • An intermediate layer for laminated glass which has very good deaerating properties in the production of glass laminates and consists of two or more layers laminated together is the subject of US 2016/0101602 A1.
  • the object of the invention is therefore to provide such fabrics available, with a high variability in terms of product design (thickness, density, etc.) should be possible. In particular, it should be possible to achieve a high gas permeability even for closed-cell foams.
  • a first and general object of the invention is a sheet comprising at least two directly successive layers, wherein the two directly successive layers are each independently a polymer foam or a film and at least one of the two directly successive layers in their facing to the other layer surface Having channels ranging from one of the boundaries delimiting the interface plane formed by the two successive layers to another of these edges, such that the channels have a free volume sufficient for vapor permeability.
  • the invention relates to a fabric comprising at least two directly successive layers, wherein the two directly successive layers are each independently a polymer foam or a film and at least one of the two directly successive layers has channels in their surface facing the other layer, which extend from one of the boundary planes formed by the two successive layers to edges parallel to the machine direction and to the other of those edges, such that the channels have sufficient free volume for vapor permeability.
  • the sheet of the invention allows a structural solution to the problem of gas permeability by locating dedicated channels within the polymeric structure. This has the consequence that both the material and the other structure of the fabric can be selected largely independently of the gas permeability, the fabric thus can be made very variable and optimized in terms of the desired function.
  • a “planar structure” is understood to mean a planar arrangement of a system whose dimensions in one spatial direction (namely the thickness or the height) are significantly smaller than at least in one of the two other spatial directions which define the main extent (length and width), in particular
  • the sheet according to the invention comprises at least two directly successive layers. "Direct successive" means that the two layers in the structure of the fabric directly adjoin one another and in particular no further layer is arranged between these two layers.
  • the two directly successive layers are each independently a polymer foam or a film.
  • a foam is understood as meaning a material with open and / or closed cells distributed over its entire mass, which has a bulk density which is lower than that of the framework substance.
  • the term "foam” means, in particular, that the layer in question comprises structures of gas-filled, often spherical or polyhedron-shaped cells which are delimited by liquid, semi-liquid, higher-viscosity or solid cell ridges or their own skin material and which in such a proportion in the relevant layer be present that the density of the foamed layer with respect to the density of the matrix material, that is, the totality of the non-gaseous materials except possibly existing own shell material of the foam cells, from which the layer is constructed, is reduced.
  • foam layers in which there are few or no foam cells are located.
  • skin layers skin layers
  • These production-related layers are not considered according to the invention as separate layers, but attributed to the respective foam or the relevant foamed layer.
  • thin unfoamed layers of the matrix material of a foam layer coextruded with these layers are considered to belong to the foam layer rather than a separate layer.
  • the framework substance hereinafter also referred to as polymer foam matrix, foam matrix, matrix or matrix material, is according to the invention one or more polymers which may be mixed with additives.
  • Open cells are understood to mean voids within the foam that are not completely surrounded by framework substance or their own shell material.
  • “Closed cells” are understood to mean cavities that are completely surrounded by framework substance or a proprietary shell material. Open cells thus often result in the formation of channel networks within the foam, through which a certain amount of gas transport may be possible.
  • the matrix material of the polymer foam contains at least 30 wt .-%, more preferably at least 50 wt .-% and particularly preferably at least 70 wt .-%, in particular at least 90 wt .-%, each based on the total weight of the polymer foam , one or more polymers.
  • Possible polymers of the matrix material include polyolefins such as polyethylenes such as high density polyethylene (HDPE), low density polyethylene (LDPE), linear low density polyethylene (LLDPE) and linear ultra low density polyethylene, polypropylene and polybutylene; Vinyl copolymers, eg polyvinyl chloride and polyvinyl acetate; olefinic random or block copolymers, for example ethylene-methyl acrylate copolymers, ethylene-vinyl acetate copolymers and ethylene-propylene copolymers, and also polyalkylenes prepared from monomer mixtures which 1) a first alkene selected from ethylene, propylene or a mixture and 2) a second alkene selected from 1,2-alkenes having 4 to 8 carbon atoms, such as 1, 2-butene, 1, 2-hexene or 1, 2-octene; Acrylonitrile butadiene styrene copolymers; Acrylic polymers and copolymers, eg poly
  • Exemplary blends include polypropylene-polyethylene blends, polyurethane-polyolefin blends, polyurethane-polycarbonate blends, and polyurethane-polyester blends. Further, blends of thermoplastic polymers, elastomeric polymers and combinations thereof may be included.
  • Further blends may be styrene-butadiene copolymers, polychloroprenes, for example neoprene, nitrile rubbers, butyl rubbers, polysulfide rubbers, cis-1,4-polyisoprene, ethylene-propylene terpolymers, for example EPDM rubber, silicone rubbers, silicone-polyurea block copolymers, polyurethane rubbers, natural rubbers , Acrylate rubbers, thermoplastic rubbers, eg, styrene-butadiene block copolymers, styrene-isoprene-styrene block copolymers, styrene-ethylene / butylene-styrene block copolymers, styrene-ethylene / propylene-styrene block copolymers, thermoplastic polyolefin rubbers, and combinations thereof.
  • polychloroprenes for example neo
  • the polymers of the matrix material are preferably selected from the group consisting of polyolefins; polyurethanes; Polyvinyl chloride (PVC); Terpolymers of ethylene, propylene and a non-conjugated diene (EPDM); Copolymers of ethylene and a polar group-substituted ethylene; Blends of polyethylene and a polymer of a polar group-substituted ethylene; Poly (meth) acrylates; Blends of poly (meth) acrylate and synthetic rubber and mixtures of two or more of the aforementioned polymers.
  • PVC Polyvinyl chloride
  • EPDM non-conjugated diene
  • Copolymers of ethylene and a polar group-substituted ethylene Blends of polyethylene and a polymer of a polar group-substituted ethylene
  • Poly (meth) acrylates Blends of poly (meth) acrylate and synthetic rubber and mixtures of two or more of
  • the matrix material of the polymer foam thus preferably contains at least 30% by weight, more preferably at least 50% by weight and particularly preferably at least 70% by weight, in particular at least 90% by weight, in each case based on the total weight of the Matrix material, one or more polymers selected from the group consisting of polyolefins; polyurethanes; Polyvinyl chloride (PVC); Terpolymers of ethylene, propylene and a non-conjugated diene (EPDM); Copolymers of ethylene and a polar group-substituted ethylene; Blends of polyethylene and a polymer of a polar group-substituted ethylene; Poly (meth) acrylates; Blends of poly (meth) acrylate and synthetic rubber and mixtures of two or more of the aforementioned polymers.
  • PVC Polyvinyl chloride
  • EPDM non-conjugated diene
  • the matrix material contains no further polymers except one or more polymers selected from the group consisting of polyolefins; polyurethanes; Polyvinyl chloride (PVC); Terpolymers of ethylene, propylene and a non-conjugated diene (EPDM); Copolymers of ethylene and a ethylene substituted with a polar group; Blends of polyethylene and a polymer of a polar group-substituted ethylene; Poly (meth) acrylates; Blends of poly (meth) acrylate and synthetic rubber and mixtures of two or more of the aforementioned polymers.
  • polymers selected from the group consisting of polyolefins; polyurethanes; Polyvinyl chloride (PVC); Terpolymers of ethylene, propylene and a non-conjugated diene (EPDM); Copolymers of ethylene and a ethylene substituted with a polar group; Blends of polyethylene and a polymer of a polar group-
  • the polymer base of the polymer foam matrix material is selected from the group consisting of polyethylenes, copolymers of ethylene and a 1, 2-olefin having 4 to 8 carbon atoms, ethylene-vinyl acetate copolymers, blends of polyethylene and an ethylene-vinyl acetate copolymer, Poly (meth) acrylates and blends of poly (meth) acrylate and synthetic rubber.
  • polymer base is meant the polymer or class of polymer having the largest mass fraction of the total of polymers contained in the builder of the foam.
  • the matrix material of the polymer foam contains at least one polymer selected from polyolefins and copolymers of ethylene and a polar group-substituted ethylene.
  • the proportion of the total of all polymers selected from polyolefins and copolymers of ethylene and a polar group-substituted ethylene on the matrix material of the polymer foam is at least 30% by weight, more preferably at least 50% by weight and most preferably at least 70% by weight. -%, in particular at least 80 wt .-%, for example at least 90 wt .-%, each based on the total weight of the matrix material.
  • the matrix material contains no further polymers other than one or more polymers selected from polyolefins and copolymers of ethylene and a polar group-substituted ethylene.
  • the matrix material of the polymer foam contains at least one copolymer of ethylene and a polar group-substituted ethylene.
  • the proportion of the totality of all copolymers of ethylene and one polar group-substituted ethylene on the matrix material of the polymer foam is at least 30% by weight, more preferably at least 50% by weight and particularly preferably at least 70% by weight, especially at least 80 wt .-%, for example at least 90 wt .-%, each based on the total weight of the matrix material.
  • the matrix material contains no further polymers other than one or more copolymers of ethylene and a polar group-substituted ethylene.
  • a "polyolefin” is understood according to the invention to mean a polymer of the general structure - [CH 2 -CR 1 R 2 -] n -, in which R 1 and R 2, independently of one another, denote a hydrogen atom or a linear or branched saturated aliphatic or cycloaliphatic group is preferably polyethylene, polypropylene, polybutylene or a mixture of these
  • the polyethylene may contain one or more of the known polyethylene types such as HDPE, LDPE, LLDPE, VLDPE, VLLDPE, MDPE (medium density PE), metallocene PE types such as mLLDPE and mHDPE, blends of these polyethylene types, and mixtures thereof
  • the polypropylene is preferably a crystalline polypropylene, more preferably a homopolypropylene (hPP)
  • the polymer foam contains no further polymers other than one or more polyolefins.
  • a copolymer of ethylene and a polar group-substituted ethylene is meant a polymer of the general structure - [CH 2 -CR 3 R 4 -] n - wherein R 3 or R 4 is a hydrogen atom and the remaining substituent is at least one Oxygen atom-containing group.
  • the copolymer of ethylene and a polar group-substituted ethylene is an ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA), an ethylene-methyl acrylate copolymer (EMA), an ethylene-ethyl acrylate copolymer (EEA), an ethylene-acrylic acid copolymer (EAA), an ethylene-butyl acrylate copolymer (EBA) or a mixture of these.
  • EVA preferably has a vinyl acetate content of from 1 to 70% by weight, more preferably from 3 to 30% by weight, especially from 5 to 20% by weight.
  • the foamed layer contains no further polymers other than one or more copolymers of ethylene and a polar group-substituted ethylene.
  • the copolymer of ethylene and a polar group-substituted ethylene is an ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA).
  • EVA ethylene-vinyl acetate copolymer
  • the matrix material of the polymer foam particularly preferably contains at least one ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA).
  • EVA ethylene-vinyl acetate copolymer
  • the proportion of the entirety of all ethylene-vinyl acetate copolymers in the matrix material of the polymer foam is at least 30% by weight, more preferably at least 50% by weight and particularly preferably at least 70% by weight, in particular at least 80% by weight, for example at least 90 wt .-%, each based on the total weight of the matrix material.
  • the matrix material contains no further polymers except one or more ethylene-vinyl acetate copolymers (EVA).
  • the matrix material of the polymer foam is crosslinked.
  • the crosslinking preferably takes place before the foaming of the matrix material.
  • Matrix materials containing polymers selected from polyolefins and copolymers of ethylene and a polar group-substituted ethylene are preferably crosslinked with electron beams.
  • chemical crosslinking methods for example crosslinking via grafted-on silane radicals with hydrolyzable groups, which can then react with one another under the influence of moisture and catalysis; further crosslinking via added silanes containing a radically polymerizable double bond and capable of reacting with radicals formed in the polymer chains; and a crosslinking via added peroxides, which also react with radicals.
  • At least one of the two directly successive layers of the fabric according to the invention is a polymer foam.
  • the invention also makes it possible to utilize the advantages of foams in terms of material weight reduction even in applications with the requirement "gas-permeable.”
  • at least one of the two directly successive layers of the fabric according to the invention is a polymer foam, and the polymer foam is a
  • a "closed-cell foam” is understood as meaning a foam in which essentially all the cavities (cells) are completely surrounded by framework material, so that, in particular, no channel networks within the foam can be formed which promote gas transport through the foam Allow layer through.
  • a closed-cell foam is usually very little permeable to gases and vapors.
  • At least one of the two directly successive layers is a polymer foam, and this polymer foam has the channels.
  • both directly successive layers are each independently a polymer foam.
  • the polymer foams of the two layers may be identical or different from each other in this case.
  • the polymer foams of the two layers can be chemically and / or physically identical, but differ from one another in terms of dimensions, for example with regard to the thickness of the relevant layer.
  • both directly successive layers are each independently a polymer foam, and only one of the two directly successive layers has the channels.
  • both directly successive layers are each independently a closed-cell polymer foam.
  • the thickness of a sheet according to the invention, in which the two directly successive layers are each independently a polymer foam, is preferably 50 ⁇ m to 20 mm, more preferably 800 ⁇ m to 15 mm, in particular 2 to 13 mm.
  • the fabric of the invention allows a closed-cell foam system, the one or two-dimensional gas permeability along the interface between the two directly successive layers depending on the design, which readily beyond the level of an open-cell Foam structure can lie.
  • the transport of the gas molecules does not have to be done by compressed polymer material, but can be done easily through continuous polymer-free Kanaln networks.
  • the foaming of the polymer foam matrix material may, in principle, have been effected in any conventional manner, for example by an added propellant gas or by a chemical foaming agent which decomposes at a certain temperature during processing to form gas.
  • microballoons is understood as meaning elastic hollow microspheres which are expandable in their ground state and which have a thermoplastic polymer shell These spheres are filled with low-boiling liquids or liquefied gas Hydrocarbons of lower alkanes, for example isobutane or Isopentane is commonly used, which is included as a liquefied gas under pressure in the polymer shell.
  • microballoons By acting on the microballoons, in particular by a heat, softens the outer polymer shell. At the same time, the liquid propellant gas in the casing changes into its gaseous state. The microballoons expand irreversibly and expand in three dimensions. The expansion is completed when the internal and external pressures equalize. As the polymeric shell is preserved, this results in a closed-cell foam.
  • microballoons there are a variety of types of microballoons available commercially, which differ essentially by their size (6 to 45 ⁇ diameter in the unexpanded state) and their start-up temperatures required for expansion (75 to 220 ° C).
  • Unexpanded types of microballoons are also available as an aqueous dispersion having a solids or microballoon content of about 40 to 45 percent by weight, and also as polymer bound microballoons (masterbatches), for example in ethylene vinyl acetate having a microballoon concentration of about 65 percent by weight. Both the microballoon dispersions and the masterbatches, like the unexpanded microballoons, are suitable as such for the production of polymer foams according to the invention.
  • Polymer foams according to the invention can also be produced with so-called pre-expanded microballoons. In this group, the expansion takes place even before the mixing into the polymer matrix.
  • Polymer foams according to the invention can also be produced with foamed particles, that is to say with expanded or expandable beads of, in particular, polystyrene, polypropylene, thermoplastic polyurethane or cellulose acetate, for which the term "beads" has prevailed in English, ie particles of already foamed plastics are obtained
  • the particles can also be added to the polymer matrix without foaming and then be foamed.
  • the polymer foam can also consist of thermally bonded, in particular welded, possibly pre-expanded "beads", so that in this If there is no more surrounding matrix.
  • the density of a polymer foam according to the invention is preferably less than 500 kg / m 3 , more preferably less than 350 kg / m 3 , in particular from 90 to 250 kg / m 3 .
  • a "film” is understood to mean a flat, flexible, windable web whose material base is generally formed by one or more polymer (s) .
  • Possible polymers of a film according to the invention include polyolefins, for example polyethylenes, such as high density polyethylene (HDPE), low density polyethylene (LDPE), linear low density polyethylene (LLDPE) and linear ultra low density polyethylene, polypropylene and polybutylene; vinyl copolymers such as polyvinyl chloride and polyvinyl acetate; olefinic copolymers such as ethylene-methyl acrylate copolymers, ethylene-vinyl acetate copolymers and ethylene Acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers, acrylic polymers and
  • Blends may also be thermoplastic R polymers, elastomeric polymers and combinations thereof. Further blends can be styrene-butadiene copolymers, polychloroprenes, for example neoprene, nitrile rubbers, butyl rubbers, polysulfide rubbers, cis-1,4-polyisoprene, ethylene-propylene terpolymers, for example EPDM rubber, silicone rubbers, silicone-polyurea block copolymers, polyurethane rubbers, natural rubbers , Acrylate rubbers, thermoplastic rubbers, eg, styrene-butadiene block copolymers, styrene-isoprene-styrene block copolymers, styrene-ethylene / butylene-styrene block copolymers, styrene-ethylene / propylene-styrene block copolymers), thermoplastic polyolef
  • the polymer base of a film according to the invention is preferably selected from the group consisting of polyvinyl chloride (PVC), polyethylene terephthalate (PET), polyurethanes, polyolefins, polybutylene terephthalate (PBT), polycarbonates, polymethyl methacrylate (PMMA), polyvinyl butyral (PVB), synthetic rubbers, ionomers and mixtures of two or more of the polymers listed above.
  • the polymer base of the film is particularly preferably selected from the group consisting of polyvinyl chloride, polyethylene terephthalate, polyurethanes, polyolefins and mixtures of two or more of the polymers listed above.
  • polyurethanes is meant, in a broad sense, polymeric substances in which repeating units are linked together by urethane groups -NH-CO-O-, and preferably, the polyurethanes are thermoplastic ones polyurethanes; in particular polyester-based thermoplastic polyurethanes based on aliphatic and / or aromatic polyesters; for example, with hydroxy aromatics terminated thermoplastic polyurethanes.
  • the polyurethanes can be linked to one another by crosslinkers, for example isocyanate crosslinkers.
  • the synthetic rubbers include in particular AB and ABA block copolymers, as well as star-shaped and radial block copolymers. Most preferably, the synthetic rubbers are elastomeric block copolymers having a rubbery midblock and high glass transition temperature endblocks.
  • Suitable synthetic rubbers include, for example, unsaturated rubbery moiety types such as styrene-butadiene-styrene (SBS) and styrene-isoprene-styrene (SIS) block copolymers; Also included are types having saturated olefin rubber midblock, for example, styrene-ethylene-butadiene-styrene (SEBS) and styrene-ethylene-propylene-styrene (SEPS) block copolymers.
  • SBS unsaturated rubbery moiety types
  • SIS styrene-isoprene-styrene
  • SEBS styrene-ethylene-butadiene-styrene
  • SEPS styrene-ethylene-propylene-styrene
  • the polymer base of the film consists of one or more polyolefins.
  • the polyolefins particularly preferably include polyethylenes, polypropylenes, olefin copolymers and blends of the aforementioned polymers.
  • Preferred polyethylene types are, for example, ultrahigh molecular weight polyethylenes (UHMWPE), high density polyethylene (HDPE), low density polyethylene (LDPE), linear low density polyethylene (LLDPE) and linear ultra low density polyethylene.
  • UHMWPE ultrahigh molecular weight polyethylenes
  • HDPE high density polyethylene
  • LDPE low density polyethylene
  • LLDPE linear low density polyethylene
  • the polymer base of the film is one or more high density polyethylene (s) (HDPE).
  • Preferred types of polypropylene are homopolymer polypropylene (h-PP) and impact PP.
  • Preferred olefin copolymers are ethylene-propylene copolymers, in particular random-ethylene-propylene copolymers (r-PP) and terpolymers of ethylene, propylene and a non-conjugated diene (EPDM rubbers); and polyolefins prepared from monomer mixtures comprising 1) a first alkene selected from ethylene, propylene or a mixture thereof, and 2) a second alkene selected from 1,2-alkenes having from 4 to 8 carbon atoms, such as 1,2-butene; 1, 2-hexene or 1, 2-octene include.
  • Blends of the aforementioned polyolefins are also preferred base materials of the film.
  • Preferred blends are polypropylene-polyethylene blends.
  • At least one of the two directly successive layers has, in its surface facing the other layer, channels which originate from one of the interface planes formed by the two successive layers bordering margins to another of these edges, such that the channels have a sufficient volume for a vapor permeability free volume.
  • a channel according to the invention is a beginning in the surface of the film or the polymer foam, deliberately introduced and with respect to their dimensions beyond the molecular area protruding recess within the film or the polymer foam understood, which can basically have any shape and depth, as long as they provides sufficient for a gas permeability free volume.
  • the recess does not extend to the bottom of the relevant film or polymer foam, i. it is still on their floor still foil or foam material available.
  • the shape of the channels is basically uncritical; It may, for example, be oriented at a rectangular to U-shaped cross-section.
  • the gas permeability of the fabric according to the invention is preferably less than 0.05 m, more preferably less than 0.03 m, in each case as equivalent air layer thickness (sd) according to DIN EN ISO 12572 with a layer thickness of the specimen of 1 mm.
  • the gas permeability of the fabric according to the invention is therefore preferably so high that an equivalent air layer thickness (sd) according to DIN EN ISO 12572 at a sample thickness of 1 mm less than 0.05 m, more preferably less than 0.03 m, established.
  • a polymer foam has the channels, these preferably have a width of 0.5 to 10 mm, more preferably from 0.8 to 5 mm, particularly preferably from 1 to 3 mm. If a film has the channels, these preferably have a width of 10 to 150 ⁇ m, more preferably from 15 to 130 ⁇ m, in particular from 20 to 120 ⁇ m.
  • a polymer foam has the channels, they preferably have a depth of 0.1 to 2 mm, more preferably from 0.3 to 1, 5 mm, particularly preferably from 0.5 to 1, 3 mm. If a film has the channels, these preferably have a depth of 7 to 25 ⁇ m, more preferably 10 to 20 ⁇ m.
  • a polymer foam has the channels, these preferably have a lateral spacing of 2 to 10 mm from one another, more preferably from 4 to 8 mm, particularly preferably from 5 to 7 mm. If a film has the channels, they preferably have a lateral distance of 20 to 1000 ⁇ from each other. The lateral distance corresponds the distance of a particular point within the channel structure from the corresponding point within the structure of the next adjacent channel.
  • the proportion of the cross-sectional area of the channels according to the invention at the cross-sectional area resulting from the same section of the film containing these channels or the polymer foam containing these channels is preferably 0.3 to 30%, more preferably 1 to 25%, in particular 4 to 1 1% , As a cross-sectional area in the above sense, an area formed by a section in the plane perpendicular to the orientation of the channels and aligned in the z-direction at any point of the sheet according to the invention is considered.
  • the proportion of the cross-sectional area of the channels according to the present invention at the cross-sectional area of the polymer foam containing these channels preferably varies depending on the thickness of the polymer foam or the polymer foam layer.
  • the aforesaid proportion is preferably 8 to 14% for a thickness of the foam of 2 to 4 mm, 6 to less than 8% for a thickness of the foam of more than 4 to 6 mm, and a thickness of the foam of more than 6 to 8 mm 4.5 to less than 6% and with a thickness of the foam of more than 8 to 9 mm 2 to less than 4.5%.
  • FIG. 1 shows a channel-containing layer of the sheet according to the invention without the second layer in contact with this layer.
  • FIG. 2 shows a side view of a fabric according to the invention with a lower layer containing the channels and a cover layer directly resting thereon.
  • the channels extend in both figures at right angles transversely to the machine direction, the cross section described above would thus correspond here to a section in the plane defined by the machine direction and the z-direction plane.
  • the reference numbers have the following meaning:
  • the production of a fabric according to the invention can be carried out in a substantially two-stage process, which can be designed continuously.
  • Another object of the invention is a process for producing a sheet according to the invention, the
  • the embossing of the channels in the surface of one of the films or polymer foam layers is preferably carried out by heating the film or the polymer foam to the thermal deformability and subsequent deformation corresponding to the surface structure of the under pressure on the surface acting embossing tool.
  • the embossing tool can be, for example, a stamp or a roller, which are preferably made of metal. Alternatively, the embossing tool can be heated and act on a cold foam or a cold film.
  • the method according to the invention therefore additionally comprises heating at least one surface of the second web and laminating or laminating the two webs on one another in such a way that the two heated surfaces come into contact with one another.
  • the sheet according to the invention can be used as a carrier for a single-sided or double-sided adhesive tape. It is in principle possible for one or both polymer foam layer (s) of the sheet according to the invention to be pressure sensitive, provided, of course, that the fabric contains at least one Polymer foam layer. It is also possible that one or both sides on the main surfaces of the sheet according to the invention a pressure-sensitive adhesive is applied.
  • the nature or configuration of this pressure-sensitive adhesive is in principle arbitrary, in principle all known and available pressure-sensitive adhesives can be used. As is generally customary, the pressure-sensitive adhesives - in particular when the adhesive tape is wound up into a roll - can be protected with a so-called release liner.
  • the surfaces in question are preferably pretreated by means of physical methods such as corona, flame treatment, plasma, aerosol or provided with a primer.
  • a corona treatment in a nitrogen atmosphere is preferably used.
  • the sheet according to the invention is preferably used as a spacer in structural glazing or curtain wall construction applications.
  • glass elements or cladding panels are glued in particular with structural silicone adhesives in frame structures.
  • the spacer ensures the correct distance adjustment between glass or cladding element and frame and occasionally serves as a barrier for introduced liquid reactive silicone. It usually remains in the structure even after the curing of the structural adhesive, but then no longer has a supporting function.
  • at least one of the two directly successive layers of the fabric according to the invention is preferably a polymer foam, more preferably both directly successive layers are independently of one another a polymer foam.
  • the foams are preferably UV stabilized.
  • the foams are colored black or gray. They preferably have a low thermal conductivity, which has a favorable effect on the U value of the entire glass or cladding element.
  • the spacers can be made electrically dissipative or electrically conductive as needed.
  • the sheet according to the invention has good adhesion to low-energy surfaces having.
  • the sheet according to the invention can also be used in the assembly of electronic devices, in particular as a component of adhesive tapes, for example as gas-permeable mounting tape in the assembly of smartphones.
  • sheet according to the invention are in building construction, here in particular for ventilation, venting or pressure equalization, but also for the removal of condensation water and moisture in general, e.g. in floor constructions of wood; in vehicle construction, e.g. in the automotive industry and in the production of trains, in particular for sound and heat insulation in conjunction with a ventilation function; in aircraft construction, e.g.
  • Sheets were made of two interconnected polymer foam layers, one of which was provided with channels. The composite was effected so that the channels faced the second polymer foam layer.
  • polymer foam layers commercially available foams were used, which are given in the following table.
  • the channels were created with an anodized aluminum stamping tool.
  • the foam was first heated to the extent that it was thermally deformable. Sufficient deformability was achieved after 20 seconds at 160 ° C. Only then was pressed the cold stamping tool into the foam. During this 60 second embossing, the foam lost its thermoformability and the embossing negative consequently remained dimensionally stable.
  • the embossing process took place under a pressure of 20 kPa, the maximum embossing depth was simultaneously limited by machine boundaries / spacers. All channels were embossed to be perpendicular to the machine direction (as shown in Figs. 1 and 2).
  • the polymer foam layers were bonded together by thermal welding.
  • the surface of one of the layers to be joined was brought into a sealable state by heating a thin, near-surface layer of this foam through a hot air stream at a temperature of about 200 ° C.
  • the duration of this treatment was a few seconds and immediately preceded the application of the second foam layer. Rolling on with light pressure then ensured that all contact surfaces were bonded cohesively.

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Abstract

Es sollen polymere Flächengebilde mit guter Gasdurchlässigkeit zur Verfügung gestellt werden, wobei eine hohe Variabilität hinsichtlich der Produktgestaltung ermöglicht werden soll. Dies gelingt mit einem Flächengebilde, das mindestens zwei direkt aufeinanderfolgende Schichten umfasst, wobei die beiden direkt aufeinanderfolgenden Schichten unabhängig voneinander jeweils ein Polymerschaum oder eine Folie sind und mindestens eine der beiden direkt aufeinanderfolgenden Schichten in ihrer zu der anderen Schicht weisenden Oberfläche Kanäle aufweist, die von einem der die von den beiden aufeinanderfolgenden Schichten gebildeten Grenzflächenebene begrenzenden Ränder zu einem anderen dieser Ränder reichen, derart, dass die Kanäle ein für eine Dampfdurchlässigkeit hinreichendes freies Volumen aufweisen. Gegenstand der Erfindung sind auch ein Verfahren zur Herstellung erfindungsgemäßer Flächengebilde und ihre Verwendung.

Description

Gasdurchlässiges Flächengebilde
Die Erfindung liegt auf dem technischen Gebiet der polymeren Flächengebilde, wie sie beispielsweise als Klebmaterialien oder auch einfach als Hilfsmaterialien in konstruktiven Anwendungen vielfältige Verwendung finden. Eine spezifische Anwendung der Erfindung liegt auf dem Gebiet der Abstandshalter, insbesondere der geschäumten Abstandshalter, beim Einbau von Glaselementen in dafür vorgesehene Rahmen. Es werden Flächengebilde, insbesondere Schäume, mit verbesserter Gas- bzw. Dampfdurchlässigkeit vorgeschlagen.
Häufig ist es erforderlich, als Flächengebilde eingesetzte Polymermaterialien mit einer gewissen Durchlässigkeit für Gase auszustatten. Relevant ist dies beispielsweise in Anwendungen von geschäumten Flächengebilden als Träger in ein- oder doppelseitigen Klebebändern oder als Abstandshalter bei der Verklebung von Fensterglas mit den entsprechenden Rahmenelementen. In den letzteren Verklebungen werden häufig Klebstoffe benutzt, die mit Feuchtigkeit reagieren müssen, um aushärten zu können. Wird nun zur Vorfixierung des Glaselements im Rahmen ein geschäumtes Flächenelement als Abstandshalter (sogenannter Spacer) eingesetzt, so muss dieses hinreichend durchlässig für Wasserdampf sein, um die Migration von Luftfeuchtigkeit zu den in diesen Anwendungen vielfach eingesetzten Silikon-Klebstoffen zu ermöglichen. Die Silikon- Klebstoffe benötigen in der Regel die Luftfeuchtigkeit, um zügig und sicher vernetzen zu können.
Ein geschäumtes Tape, welches Verwendung beim Einbau von Glaselementen in Rahmenkonstruktionen findet, ist beispielsweise in US 8,826,61 1 B2 beschrieben.
Während die Gasdurchlässigkeit von Folien in der Regel durch deren Material und ihre Dicke determiniert ist, wird sie bei Schäumen wesentlich auch von deren Zellstruktur bestimmt. Bei offenzelligen Schaumstoffen ist häufig noch eine ausreichende Durchlässigkeit vorhanden. Geschlossenzellige Schäume hingegen weisen in der Regel keine oder nur eine sehr geringe Durchlässigkeit für Gase auf. Bei ihnen ist ein Transport des Gases durch dichtes Polymermaterial notwendig, was nur durch sehr langsame Prozesse wie z.B. Diffusion erfolgen kann. Folgerichtig werden geschlossenzellige Schäume häufig für Abdichtungsanwendungen eingesetzt.
Solche eher abdichtenden Anwendungen sind beispielsweise in WO 2013/029871 A1 beschrieben.
Eine Zwischenschicht für laminiertes Glas, die sehr gute Entlüftungseigenschaften bei der Produktion von Glaslaminaten aufweist und aus zwei oder mehr zusammenlaminierten Schichten besteht, ist Gegenstand von US 2016/0101602 A1 .
Allgemein besteht ein anhaltender Bedarf an polymeren Flächengebilden mit guter Gasdurchlässigkeit. Aufgabe der Erfindung ist es daher, derartige Flächengebilde zur Verfügung zu stellen, wobei eine hohe Variabilität hinsichtlich der Produktgestaltung (Dicke, Dichte etc.) ermöglicht werden soll. Insbesondere soll es möglich werden, auch für geschlossenzellige Schaumstoffe eine hohe Gasdurchlässigkeit zu erreichen.
Der Lösung der Aufgabe liegt der Gedanke zugrunde, Zweischicht-Aufbauten mit einer speziellen Strukturierung einzusetzen. Ein erster und allgemeiner Gegenstand der Erfindung ist ein Flächengebilde, das mindestens zwei direkt aufeinanderfolgende Schichten umfasst, wobei die beiden direkt aufeinanderfolgenden Schichten unabhängig voneinander jeweils ein Polymerschaum oder eine Folie sind und mindestens eine der beiden direkt aufeinanderfolgenden Schichten in ihrer zu der anderen Schicht weisenden Oberfläche Kanäle aufweist, die von einem der die von den beiden aufeinanderfolgenden Schichten gebildeten Grenzflächenebene begrenzenden Ränder zu einem anderen dieser Ränder reichen, derart, dass die Kanäle ein für eine Dampfdurchlässigkeit hinreichendes freies Volumen aufweisen.
Insbesondere ist Gegenstand der Erfindung ein Flächengebilde, das mindestens zwei direkt aufeinanderfolgende Schichten umfasst, wobei die beiden direkt aufeinanderfolgenden Schichten unabhängig voneinander jeweils ein Polymerschaum oder eine Folie sind und mindestens eine der beiden direkt aufeinanderfolgenden Schichten in ihrer zu der anderen Schicht weisenden Oberfläche Kanäle aufweist, die von einem der die von den beiden aufeinanderfolgenden Schichten gebildeten Grenzflächenebene parallel zur Längsrichtung bzw. Maschinenrichtung begrenzenden Ränder zu dem anderen dieser Ränder reichen, derart, dass die Kanäle ein für eine Dampfdurchlässigkeit hinreichendes freies Volumen aufweisen.
Das erfindungsgemäße Flächengebilde ermöglicht eine strukturelle Lösung des Problems der Gasdurchlässigkeit, indem dafür vorgesehene Kanäle innerhalb des polymeren Aufbaus verortet werden. Dies hat zur Folge, dass sowohl das Material als auch der sonstige Aufbau des Flächengebildes weitgehend unabhängig von der Gasdurchlässigkeit gewählt werden können, das Flächengebilde somit sehr variabel gestaltet und hinsichtlich der gewünschten Funktion optimiert werden kann.
Unter einem „Flächengebilde" wird eine flächenförmige Anordnung eines Systems verstanden, deren Abmessungen in einer Raumrichtung (nämlich der Dicke bzw. der Höhe) signifikant kleiner sind als zumindest in einer der beiden anderen Raumrichtungen, die die Hauptausdehnung definieren (Länge und Breite), insbesondere jedoch als in den beiden anderen Raumrichtungen. Das erfindungsgemäße Flächengebilde umfasst mindestens zwei direkt aufeinanderfolgende Schichten. „Direkt aufeinanderfolgend" bedeutet dabei, dass die beiden Schichten im Aufbau des Flächengebildes unmittelbar aneinander angrenzen und insbesondere keine weitere Schicht zwischen diesen beiden Schichten angeordnet ist.
Die beiden direkt aufeinanderfolgenden Schichten sind unabhängig voneinander jeweils ein Polymerschaum oder eine Folie.
Unter einem Schaum wird ein Werkstoff mit über seine ganze Masse verteilten offenen und/oder geschlossenen Zellen verstanden, der eine Rohdichte aufweist, die niedriger ist als die der Gerüstsubstanz. Der Ausdruck „Schaum" bedeutet insbesondere, dass die betreffende Schicht Gebilde aus gasgefüllten, häufig kugel- oder polyederförmigen Zellen umfasst, welche durch flüssige, halbflüssige, höherviskose oder feste Zellstege oder ein eigenes Hüllenmaterial begrenzt werden und welche in einem solchen Anteil in der betreffenden Schicht vorliegen, dass die Dichte der geschäumten Schicht gegenüber der Dichte des Matrixmaterials, also der Gesamtheit der nicht gasförmigen Materialien außer eventuell vorhandenem eigenen Hüllenmaterial der Schaumzellen, aus denen die betreffende Schicht aufgebaut ist, verringert ist.
Bei der Schaumbildung kommt es häufig zur Ausbildung oberflächlicher, dünner Hautschichten (skin-layers), in denen sich nur wenige oder gar keine Schaumzellen befinden. Diese produktionsbedingten Schichten werden erfindungsgemäß nicht als separate Schichten angesehen, sondern dem betreffenden Schaum bzw. der betreffenden geschäumten Schicht zugerechnet. Ebenso werden dünne ungeschäumte Schichten aus dem Matrixmaterial einer per Coextrusion zusammen mit diesen Schichten ausgebrachten Schaumschicht als zu der Schaumschicht gehörend und nicht als separate Schicht angesehen.
Bei der Gerüstsubstanz, im Folgenden auch als Polymerschaummatrix, Schaummatrix, Matrix oder Matrixmaterial bezeichnet, handelt es sich erfindungsgemäß um ein oder mehrere Polymere, die mit Zuschlagstoffen abgemischt sein können. Unter„offenen Zellen" werden Hohlräume innerhalb des Schaums verstanden, die nicht vollständig von Gerüstsubstanz oder einem eigenen Hüllenmaterial umgeben sind. Unter„geschlossenen Zellen" werden Hohlräume verstanden, die vollständig von Gerüstsubstanz oder einem eigenen Hüllenmaterial umgeben sind. Offene Zellen führen somit häufig zur Ausbildung von Kanalnetzwerken innerhalb des Schaums, durch die hindurch ein gewisses Maß an Gastransport möglich sein kann.
Bei Polyurethanschäumen schlägt sich die Zellstruktur in der Härte des Materials nieder. Offenzellige Polyurethanschäume sind in der Regel flexibel, geschlossenzellige hingegen hart. Für den Übergangsbereich bzw. entsprechende Mischformen ist der Begriff„halbhart" (engl.:„semi-rigid") geprägt worden.
Bevorzugt enthält das Matrixmaterial des Polymerschaums zu mindestens 30 Gew.-%, stärker bevorzugt zu mindestens 50 Gew.-% und besonders bevorzugt zu mindestens 70 Gew.-%, insbesondere zu mindestens 90 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Polymerschaums, ein oder mehrere Polymere. Mögliche Polymere des Matrixmaterials umfassen Polyolefine, z.B. Polyethylene wie high density Polyethylen (HDPE), low density Polyethylen (LDPE), linear low density Polyethylen (LLDPE) und linear ultra low density Polyethylen, Polypropylen und Polybutylen; Vinyl-Copolymere, z.B. Polyvinylchlorid und Polyvinylacetat; olefinische Random- oder Block-Copolymere, z.B. Ethylen-Methylacrylat- Copolymere, Ethylen-Vinylacetat-Copolymere und Ethylen-Propylen-Copolymere, ferner Polyalkylene, die aus Monomergemischen hergestellt werden, welche 1 ) ein erstes Alken ausgewählt aus Ethylen, Propylen oder einem Gemisch davon, und 2) ein zweites Alken ausgewählt aus 1 ,2-Alkenen mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen wie 1 ,2-Buten, 1 ,2-Hexen oder 1 ,2-Octen umfassen; Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymere; Acrylpolymere und - copolymere, z.B. Polymethacrylimide und Polymethylmethacrylate; Polycarbonate, Polyimide, Polyurethane, beispielsweise thermoplastische Polyurethane, insbesondere Polyester-basierte thermoplastische Polyurethane; Polyester, z.B. Polyethylenterephthalat; sowie Kombinationen und Blends der vorgenannten Polymere. Beispielhafte Blends umfassen Polypropylen-Polyethylen-Blends, Polyurethan-Polyolefin-Blends, Polyurethan- Polycarbonat-Blends und Polyurethan-Polyester-Blends. Ferner können Blends thermoplastischer Polymere, elastomerer Polymere und Kombinationen davon umfasst sein. Weitere Blends können Styrol-Butadien-Copolymere, Polychloroprene, z.B. Neopren, Nitrilkautschuke, Butylkautschuke, Polysulfidkautschuke, cis-1 ,4-Polyisopren, Ethylen- Propylen-Terpolymere, z.B. EPDM-Kautschuk, Silikonkautschuke, Silikon-Polyharnstoff- Blockcopolymere, Polyurethankautschuke, Naturkautschuke, Acrylatkautschuke, thermoplastische Kautschuke, z.B. Styrol-Butadien-Blockcopolymere, Styrol-Isopren- Styrol-Blockcopolymere, Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol-Blockcopolymere, Styrol- Ethylen/Propylen-Styrol-Blockcopolymere, thermoplastische Polyolefinkautschuke und Kombinationen davon umfassen.
Die Polymere des Matrixmaterials sind bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyolefinen; Polyurethanen; Polyvinylchlorid (PVC); Terpolymerisaten aus Ethylen, Propylen und einem nicht konjugierten Dien (EPDM); Copolymeren aus Ethylen und einem mit einer polaren Gruppe substituierten Ethylen; Blends aus Polyethylen und einem Polymer aus einem mit einer polaren Gruppe substituierten Ethylen; Poly(meth)acrylaten; Blends aus Poly(meth)acrylat und Synthesekautschuk sowie Gemischen aus zwei oder mehreren der vorstehend genannten Polymere. Das Matrixmaterial des Polymerschaums enthält somit bevorzugt zu mindestens 30 Gew.-%, stärker bevorzugt zu mindestens 50 Gew.-% und besonders bevorzugt zu mindestens 70 Gew.-%, insbesondere zu mindestens 90 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Matrixmaterials, ein oder mehrere Polymere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyolefinen; Polyurethanen; Polyvinylchlorid (PVC); Terpolymerisaten aus Ethylen, Propylen und einem nicht konjugierten Dien (EPDM); Copolymeren aus Ethylen und einem mit einer polaren Gruppe substituierten Ethylen; Blends aus Polyethylen und einem Polymer aus einem mit einer polaren Gruppe substituierten Ethylen; Poly(meth)acrylaten; Blends aus Poly(meth)acrylat und Synthesekautschuk sowie Gemischen aus zwei oder mehreren der vorstehend genannten Polymere. Besonders bevorzugt enthält das Matrixmaterial keine weiteren Polymere außer einem oder mehreren Polymeren ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyolefinen; Polyurethanen; Polyvinylchlorid (PVC); Terpolymerisaten aus Ethylen, Propylen und einem nicht konjugierten Dien (EPDM); Copolymeren aus Ethylen und einem mit einer polaren Gruppe substituierten Ethylen; Blends aus Polyethylen und einem Polymer aus einem mit einer polaren Gruppe substituierten Ethylen; Poly(meth)acrylaten; Blends aus Poly(meth)acrylat und Synthesekautschuk sowie Gemischen aus zwei oder mehreren der vorstehend genannten Polymere.
Erfindungsgemäß bevorzugt ist die Polymerbasis des Matrixmaterials des Polymerschaums ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyethylenen, Copolymeren aus Ethylen und einem 1 ,2-Olefin mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen, Ethylen-Vinylacetat- Copolymeren, Blends aus Polyethylen und einem Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, Poly(meth)acrylaten und Blends aus Poly(meth)acrylat und Synthesekautschuk. Unter „Polymerbasis" wird das Polymer bzw. die Polymerklasse verstanden, das bzw. die den größten Massenanteil an der Gesamtheit der in der Gerüstsubstanz des Schaums enthaltenen Polymeren hat.
Besonders bevorzugt enthält das Matrixmaterial des Polymerschaums mindestens ein Polymer ausgewählt aus Polyolefinen und Copolymeren aus Ethylen und einem mit einer polaren Gruppe substituierten Ethylen. Insbesondere beträgt der Anteil der Gesamtheit aller Polymere ausgewählt aus Polyolefinen und Copolymeren aus Ethylen und einem mit einer polaren Gruppe substituierten Ethylen an dem Matrixmaterial des Polymerschaums mindestens 30 Gew.-%, stärker bevorzugt mindestens 50 Gew.-% und besonders bevorzugt mindestens 70 Gew.-%, insbesondere mindestens 80 Gew.-%, beispielsweise mindestens 90 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Matrixmaterials. Ganz besonders bevorzugt enthält das Matrixmaterial keine weiteren Polymere außer einem oder mehreren Polymeren ausgewählt aus Polyolefinen und Copolymeren aus Ethylen und einem mit einer polaren Gruppe substituierten Ethylen.
Besonders bevorzugt enthält das Matrixmaterial des Polymerschaums mindestens ein Copolymer aus Ethylen und einem mit einer polaren Gruppe substituierten Ethylen. Insbesondere beträgt der Anteil der Gesamtheit aller Copolymere aus Ethylen und einem mit einer polaren Gruppe substituierten Ethylen an dem Matrixmaterial des Polymerschaums mindestens 30 Gew.-%, stärker bevorzugt mindestens 50 Gew.-% und besonders bevorzugt mindestens 70 Gew.-%, insbesondere mindestens 80 Gew.-%, beispielsweise mindestens 90 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Matrixmaterials. Ganz besonders bevorzugt enthält das Matrixmaterial keine weiteren Polymere außer einem oder mehreren Copolymeren aus Ethylen und einem mit einer polaren Gruppe substituierten Ethylen. Unter einem„Polyolefin" wird erfindungsgemäß ein Polymer der allgemeinen Struktur -[CH2-CR1R2-]n- verstanden, worin R1 und R2 unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom oder eine lineare oder verzweigte gesättigte aliphatische oder cycloaliphatische Gruppe bezeichnen. Das Polyolefin ist bevorzugt Polyethylen, Polypropylen, Polybutylen oder ein Gemisch aus diesen. Das Polyethylen kann dabei einen oder mehrere der an sich bekannten Polyethylen-Typen wie HDPE, LDPE, LLDPE, VLDPE, VLLDPE, MDPE (medium-density PE), metallocene PE-Typen wie mLLDPE und mHDPE, Blends aus diesen Polyethylen-Typen und Gemische davon umfassen. Das Polypropylen ist bevorzugt ein kristallines Polypropylen, stärker bevorzugt ein Homopolypropylen (hPP). In einer speziellen Ausführungsform der Erfindung enthält der Polymerschaum keine weiteren Polymere außer einem oder mehreren Polyolefinen.
Unter einem Copolymer aus Ethylen und einem mit einer polaren Gruppe substituierten Ethylen wird ein Polymer der allgemeinen Struktur -[CH2-CR3R4 -]n- verstanden, worin R3 oder R4 ein Wasserstoffatom bezeichnen und der jeweils verbleibende Substituent eine mindestens ein Sauerstoffatom enthaltende Gruppe bezeichnet. Bevorzugt ist das Copolymer aus Ethylen und einem mit einer polaren Gruppe substituierten Ethylen ein Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (EVA), ein Ethylen-Methylacrylat-Copolymer (EMA), ein Ethylen-Ethylacrylat-Copolymer (EEA), ein Ethylen-Acrylsäure-Copolymer (EAA), ein Ethylen-Butylacrylat-Copolymer (EBA) oder ein Gemisch aus diesen. Das EVA hat bevorzugt einen Vinylacetat-Gehalt von 1 bis 70 Gew.-%, stärker bevorzugt von 3 bis 30 Gew.-%, insbesondere von 5 bis 20 Gew.-%. In einer speziellen Ausführungsform der Erfindung enthält die geschäumte Schicht keine weiteren Polymere außer einem oder mehreren Copolymeren aus Ethylen und einem mit einer polaren Gruppe substituierten Ethylen.
Insbesondere ist das Copolymer aus Ethylen und einem mit einer polaren Gruppe substituierten Ethylen ein Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (EVA).
Besonders bevorzugt enthält daher das Matrixmaterial des Polymerschaums mindestens ein Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (EVA). Insbesondere beträgt der Anteil der Gesamtheit aller Ethylen-Vinylacetat-Copolymere an dem Matrixmaterial des Polymerschaums mindestens 30 Gew.-%, stärker bevorzugt mindestens 50 Gew.-% und besonders bevorzugt mindestens 70 Gew.-%, insbesondere mindestens 80 Gew.-%, beispielsweise mindestens 90 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Matrixmaterials. Ganz besonders bevorzugt enthält das Matrixmaterial keine weiteren Polymere außer einem oder mehreren Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren (EVA).
Bevorzugt ist das Matrixmaterial des Polymerschaums vernetzt. Die Vernetzung findet bevorzugt vor der Schäumung des Matrixmaterials statt. Matrixmaterialien, die Polymere ausgewählt aus Polyolefinen und Copolymeren aus Ethylen und einem mit einer polaren Gruppe substituierten Ethylen enthalten, werden bevorzugt mit Elektronenstrahlen vernetzt. In Frage kommen auch chemische Vernetzungsmethoden, beispielsweise eine Vernetzung über aufgepfropfte Silan-Reste mit hydrolysierbaren Gruppen, welche dann unter dem Einfluss von Feuchtigkeit und Katalyse miteinander reagieren können; ferner eine Vernetzung über zugesetzte Silane, welche eine radikalisch polymerisierbare Doppelbindung enthalten und mit Radikalen, die in den Poylmerketten gebildet werden, abreagieren können; sowie eine Vernetzung über zugesetzte Peroxide, die ebenfalls mit Radikalen abreagieren.
Bevorzugt ist mindestens eine der beiden direkt aufeinanderfolgenden Schichten des erfindungsgemäßen Flächengebildes ein Polymerschaum. Die Erfindung ermöglicht es in diesem Fall auch bei Anwendungen mit der Anforderung„gasdurchlässig", dass die Vorteile von Schaumstoffen hinsichtlich der Materialgewichtsreduktion genutzt werden können. Ebenfalls bevorzugt ist mindestens eine der beiden direkt aufeinanderfolgenden Schichten des erfindungsgemäßen Flächengebildes ein Polymerschaum, und der Polymerschaum ist ein geschlossenzelliger Schaum. Entsprechend dem schon Gesagten wird unter einem „geschlossenzelligen Schaum" ein Schaum verstanden, bei dem im Wesentlichen sämtliche Hohlräume (Zellen) vollständig von Gerüstmaterial umgeben sind, so dass sich insbesondere keine Kanalnetzwerke innerhalb des Schaums ausbilden können, die einen Gastransport durch die Schicht hindurch ermöglichen. Ein geschlossenzelliger Schaum ist in der Regel für Gase und Dämpfe nur sehr wenig durchlässig. Dies liegt vermutlich daran, dass die Gasmoleküle dichtes Polymermaterial der Zellwände und Zellstege durchdringen müssen und daher nur sehr langsam durch den Schaum diffundieren können. Besonders bevorzugt ist mindestens eine der beiden direkt aufeinanderfolgenden Schichten ein Polymerschaum, und dieser Polymerschaum weist die Kanäle auf.
Besonders bevorzugt sind beide direkt aufeinanderfolgenden Schichten unabhängig voneinander jeweils ein Polymerschaum. Die Polymerschäume der beiden Schichten können in diesem Fall identisch sein oder voneinander verschieden. Ebenso können die Polymerschäume der beiden Schichten chemisch und/oder physikalisch identisch sein, sich aber hinsichtlich der Dimensionen, beispielsweise hinsichtlich der Dicke der betreffenden Schicht, voneinander unterscheiden. Ganz besonders bevorzugt sind beide direkt aufeinanderfolgenden Schichten unabhängig voneinander jeweils ein Polymerschaum, und nur eine der beiden direkt aufeinanderfolgenden Schichten weist die Kanäle auf. Ebenfalls ganz besonders bevorzugt sind beide direkt aufeinanderfolgenden Schichten unabhängig voneinander jeweils ein geschlossenzelliger Polymerschaum.
Die Dicke eines erfindungsgemäßen Flächengebildes, in dem die beiden direkt aufeinanderfolgenden Schichten unabhängig voneinander jeweils ein Polymerschaum sind, beträgt bevorzugt 50 μηη bis 20 mm, stärker bevorzugt 800 μηη bis 15 mm, insbesondere 2 bis 13 mm.
Insbesondere in der Ausführungsform mit zwei geschlossenzelligen Polymerschäumen als direkt aufeinanderfolgende Schichten ermöglicht das erfindungsgemäße Flächengebilde ein geschlossenzelliges Schaumsystem, das entlang der Grenzfläche zwischen den beiden direkt aufeinanderfolgenden Schichten je nach Ausgestaltung ein- oder zweidimensional eine Gasdurchlässigkeit aufweist, die ohne weiteres deutlich über dem Niveau einer offenzelligen Schaumstruktur liegen kann. Der Transport der Gasmoleküle muss dabei nicht durch verdichtetes Polymermaterial, sondern kann einfach über durchgehend polymerfreie Kanaln etzwerke erfolgen.
Die Schäumung des Polymerschaum-Matrixmaterials kann prinzipiell auf jede gebräuchliche Art und Weise bewirkt worden sein, beispielsweise durch ein zugesetztes Treibgas oder durch ein chemisches Schäumungsmittel, das sich bei einer bestimmten Temperatur während der Verarbeitung unter Gasbildung zersetzt.
Weiter kommt als Schäumungsmethode auch die Einarbeitung von Mikroballons in das Polymerschaum-Matrixmaterial in Frage. Unter„Mikroballons" werden elastische und somit in ihrem Grundzustand expandierbare Mikrohohlkugeln verstanden, die eine thermoplastische Polymerhülle aufweisen. Diese Kugeln sind mit niedrigsiedenden Flüssigkeiten oder verflüssigtem Gas gefüllt. Als Hüllenmaterial finden insbesondere Polyacrylnitril, PVDC, PVC oder Polyacrylate Verwendung. Als niedrigsiedende Flüssigkeit sind insbesondere Kohlenwasserstoffe der niederen Alkane, beispielsweise Isobutan oder Isopentan gebräuchlich, die als verflüssigtes Gas unter Druck in der Polymerhülle eingeschlossen sind.
Durch ein Einwirken auf die Mikroballons, insbesondere durch eine Wärmeeinwirkung, erweicht die äußere Polymerhülle. Gleichzeitig geht das in der Hülle befindliche flüssige Treibgas in seinen gasförmigen Zustand über. Dabei dehnen sich die Mikroballons irreversibel aus und expandieren dreidimensional. Die Expansion ist beendet, wenn sich der Innen- und der Außendruck ausgleichen. Da die polymere Hülle erhalten bleibt, erzielt man so einen geschlossenzelligen Schaum.
Es ist eine Vielzahl an Mikroballontypen kommerziell erhältlich, welche sich im Wesentlichen über ihre Größe (6 bis 45 μηη Durchmesser im unexpandierten Zustand) und ihre zur Expansion benötigten Starttemperaturen (75 bis 220 °C) differenzieren. Unexpandierte Mikroballontypen sind auch als wässrige Dispersion mit einem Feststoffbeziehungsweise Mikroballonanteil von ca. 40 bis 45 Gew.-% erhältlich, weiterhin auch als polymergebundene Mikroballons (Masterbatche), zum Beispiel in Ethylenvinylacetat mit einer Mikroballonkonzentration von ca. 65 Gew.-%. Sowohl die Mikroballon-Dispersionen als auch die Masterbatche sind wie die unexpandierten Mikroballons als solche zur Herstellung erfindungsgemäßer Polymerschäume geeignet.
Erfindungsgemäße Polymerschäume können auch mit sogenannten vorexpandierten Mikroballons erzeugt werden. Bei dieser Gruppe findet die Expansion schon vor der Einmischung in die Polymermatrix statt.
Erfindungsgemäße Polymerschäume können auch mit geschäumten Partikeln erzeugt werden, also mit expandierten oder expandierbaren Kügelchen aus insbesondere Polystyrol, Polypropylen, thermoplastischem Polyurethan oder Celluloseacetat, für die sich im Englischen die Bezeichnung„beads" durchgesetzt hat. Es werden also Partikel aus an sich schon aufgeschäumten Kunststoffen in die Polymermatrix eingemischt, welche die Dichteerniedrigung bewirken. Die Partikel können auch ungeschäumt in die Polymermatrix gegeben und erst dann aufgeschäumt werden. Ferner kann der Polymerschaum auch aus thermisch miteinander verbundenen, insbesondere verschweißten, ggf. vorexpandierten „beads" bestehen, so dass in diesem Fall keine weitere umgebende Matrix vorhanden ist.
Die Dichte eines erfindungsgemäßen Polymerschaums beträgt bevorzugt weniger als 500 kg/m3, stärker bevorzugt weniger als 350 kg/m3, insbesondere von 90 bis 250 kg/m3. Unter einer „Folie" wird eine flächige, flexible, aufwickelbare Bahn verstanden, deren Materialbasis in der Regel von einem oder mehreren Polymer(en) gebildet wird. Mögliche Polymere einer erfindungsgemäßen Folie umfassen Polyolefine, z.B. Polyethylene wie high density Polyethylen (HDPE), low density Polyethylen (LDPE), linear low density Polyethylen (LLDPE) und linear ultra low density Polyethylen, Polypropylen und Polybutylen; Vinyl- Copolymere, z.B. Polyvinylchlorid und Polyvinylacetat; olefinische Copolymere, z.B. Ethylen-Methylacrylat-Copolymere, Ethylen-Vinylacetat-Copolymere und Ethylen- Propylen-Copolymere; Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymere; Acrylpolymere und - copolymere, Polycarbonate, Polyurethane, Synthesekautschuke sowie Kombinationen und Blends der vorgenannten Polymere. Beispielhafte Blends umfassen Polypropylen- Polyethylen-Blends, Polyurethan-Polyolefin-Blends, Polyurethan-Polycarbonat-Blends und Polyurethan-Polyester-Blends. Ferner können Blends thermoplastischer Polymere, elastomerer Polymere und Kombinationen davon umfasst sein. Weitere Blends können Styrol-Butadien-Copolymere, Polychloroprene, z.B. Neopren, Nitrilkautschuke, Butylkautschuke, Polysulfidkautschuke, cis-1 ,4-Polyisopren, Ethylen-Propylen- Terpolymere, z.B. EPDM-Kautschuk, Silikonkautschuke, Silikon-Polyharnstoff- Blockcopolymere, Polyurethankautschuke, Naturkautschuke, Acrylatkautschuke, thermoplastische Kautschuke, z.B. Styrol-Butadien-Blockcopolymere, Styrol-Isopren- Styrol-Blockcopolymere, Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol-Blockcopolymere, Styrol- Ethylen/Propylen-Styrol-Blockcopolymere), thermoplastische Polyolefinkautschuke und Kombinationen davon umfassen.
Die Polymerbasis einer erfindungsgemäßen Folie ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyvinylchlorid (PVC), Polyethylenterephthalat (PET), Polyurethanen, Polyolefinen, Polybutylenterephthalat (PBT), Polycarbonaten, Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyvinylbutyral (PVB), Synthesekautschuken, lonomeren und Mischungen aus zwei oder mehreren der vorstehend aufgeführten Polymere. Besonders bevorzugt ist die Polymerbasis der Folie ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyvinylchlorid, Polyethylenterephthalat, Polyurethanen, Polyolefinen und Mischungen aus zwei oder mehreren der vorstehend aufgeführten Polymere.
Unter„Polyurethanen" werden in weitgefasstem Sinne polymere Substanzen verstanden, in denen sich wiederholende Einheiten durch Urethan-Gruppierungen -NH-CO-O- miteinander verknüpft sind. Bevorzugt sind die Polyurethane thermoplastische Polyurethane; insbesondere Polyester-basierte thermoplastische Polyurethane, basierend auf aliphatischen und/oder aromatischen Polyestern; beispielsweise mit Hydroxy-Aromaten terminierte thermoplastische Polyurethane. Selbstverständlich können die Polyurethane durch Vernetzer, z.B. Isocyanat-Vernetzer, miteinander verknüpft sein.
Die Synthesekautschuke umfassen insbesondere AB- und ABA-Blockcopolymere, ebenso sternförmige und radiale Blockcopolymere. Sehr bevorzugt sind die Synthesekautschuke elastomere Blockcopolymere mit kautschukartigem Mittelblock und Endblöcken mit hoher Glasübergangstemperatur. Geeignete Synthesekautschuke umfassen beispielsweise Typen mit ungesättigtem kautschukartigen Anteil wie Styrol-Butadien-Styrol (SBS)- und Styrol-Isopren-Styrol (SIS)-Blockcopolymeren; ebenfalls umfasst sind Typen mit gesättigtem Olefinkautschuk-Mittelblock, beispielsweise Styrol-Ethylen-Butadien-Styrol (SEBS)- und Styrol-Ethylen-Propylen-Styrol (SEPS)-Blockcopolymere.
Bevorzugt besteht die Polymerbasis der Folie aus einem oder mehreren Polyolefinen. Die Polyolefine umfassen besonders bevorzugt Polyethylene, Polypropylene, Olefin- Copolymere und Blends aus den vorgenannten Polymeren. Bevorzugte Polyethylen-Typen sind beispielsweise Polyethylene mit ultrahoher Molmasse (UHMWPE), high density Polyethylen (HDPE), low density Polyethylen (LDPE), linear low density Polyethylen (LLDPE) und linear ultra low density Polyethylen. Besonders bevorzugt besteht die Polymerbasis der Folie aus einem oder mehreren high density Polyethylen(en) (HDPE). Bevorzugte Polypropylen-Typen sind homopolymeres Polypropylen (h-PP) und Impact-PP. Bevorzugte Olefin-Copolymere sind Ethylen-Propylen-Copolymere, insbesondere Random-Ethylen-Propylen-Copolymere (r-PP) sowie Terpolymere aus Ethylen, Propylen und einem nicht konjugierten Dien (EPDM-Kautschuke); ferner Polyolefine, die aus Monomergemischen hergestellt werden, welche 1 ) ein erstes Alken ausgewählt aus Ethylen, Propylen oder einem Gemisch davon, und 2) ein zweites Alken ausgewählt aus 1 ,2-Alkenen mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen wie 1 ,2-Buten, 1 ,2-Hexen oder 1 ,2-Octen umfassen. Blends der vorgenannten Polyolefine sind ebenfalls bevorzugte Basismaterialien der Folie. Bevorzugte Blends sind Polypropylen-Polyethylen-Blends.
Erfindungsgemäß weist mindestens eine der beiden direkt aufeinanderfolgenden Schichten in ihrer zu der anderen Schicht weisenden Oberfläche Kanäle auf, die von einem der die von den beiden aufeinanderfolgenden Schichten gebildete Grenzflächenebene begrenzenden Ränder zu einem anderen dieser Ränder reichen, derart, dass die Kanäle ein für eine Dampfdurchlässigkeit hinreichendes freies Volumen aufweisen.
Unter einem erfindungsgemäßen Kanal wird eine in der Oberfläche der Folie bzw. des Polymerschaums beginnende, bewusst eingebrachte und bezüglich ihrer Dimensionen über den molekularen Bereich hinausweisende Aussparung innerhalb der Folie bzw. des Polymerschaums verstanden, die grundsätzlich eine beliebige Form und Tiefe haben kann, solange sie ein für eine Gasdurchlässigkeit hinreichendes freies Volumen zur Verfügung stellt. Die Aussparung reicht grundsätzlich nicht bis zum Boden der betreffenden Folie bzw. des betreffenden Polymerschaums, d.h. es ist an ihrem Boden stets noch Folien- bzw. Schaummaterial vorhanden. Die Form der Kanäle ist grundsätzlich unkritisch; sie kann sich beispielsweise an einem rechteckigen bis U-förmigen Querschnitt orientieren.
Die Gasdurchlässigkeit des erfindungsgemäßen Flächengebildes beträgt bevorzugt weniger als 0,05 m, stärker bevorzugt weniger als 0,03 m, jeweils als äquivalente Luftschichtdicke (sd) nach DIN EN ISO 12572 bei einer Schichtdicke des Probekörpers von 1 mm. Die Gasdurchlässigkeit des erfindungsgemäßen Flächengebildes ist also bevorzugt so hoch, dass sich eine äquivalente Luftschichtdicke (sd) nach DIN EN ISO 12572 bei einer Schichtdicke des Probenkörpers von 1 mm von weniger als 0,05 m, stärker bevorzugt von weniger als 0,03 m, einstellt.
Sofern ein Polymerschaum die Kanäle aufweist, haben diese bevorzugt eine Breite von 0,5 bis 10 mm, stärker bevorzugt von 0,8 bis 5 mm, besonders bevorzugt von 1 bis 3 mm. Sofern eine Folie die Kanäle aufweist, haben diese bevorzugt eine Breite von 10 bis 150 μηη, stärker bevorzugt von 15 bis 130 μηη, insbesondere von 20 bis 120 μηη.
Sofern ein Polymerschaum die Kanäle aufweist, haben diese bevorzugt eine Tiefe von 0,1 bis 2 mm, stärker bevorzugt von 0,3 bis 1 ,5 mm, besonders bevorzugt von 0,5 bis 1 ,3 mm. Sofern eine Folie die Kanäle aufweist, haben diese bevorzugt eine Tiefe von 7 bis 25 μηη, stärker bevorzugt von 10 bis 20 μηη.
Sofern ein Polymerschaum die Kanäle aufweist, haben diese bevorzugt einen seitlichen Abstand von 2 bis 10 mm voneinander, stärker bevorzugt von 4 bis 8 mm, besonders bevorzugt von 5 bis 7 mm. Sofern eine Folie die Kanäle aufweist, haben diese bevorzugt einen seitlichen Abstand von 20 bis 1000 μηη voneinander. Der seitliche Abstand entspricht dem Abstand eines bestimmten Punktes innerhalb der Kanalstruktur von dem entsprechenden Punkt innerhalb der Struktur des nächstbenachbarten Kanals.
Der Anteil der Querschnittsfläche der erfindungsgemäß vorhandenen Kanäle an der sich aus demselben Schnitt ergebenden Querschnittsfläche der diese Kanäle enthaltenden Folie bzw. des diese Kanäle enthaltenden Polymerschaums beträgt bevorzugt 0,3 bis 30 %, stärker bevorzugt 1 bis 25 %, insbesondere 4 bis 1 1 %. Als Querschnittsfläche im vorstehenden Sinne wird eine durch einen Schnitt in der durch die rechtwinklig quer zur Ausrichtung der Kanäle verlaufenden Richtung und die z-Richtung aufgespannten Ebene an einer beliebigen Stelle des erfindungsgemäßen Flächengebildes gebildete Fläche angesehen. Der Anteil der Querschnittsfläche der erfindungsgemäß vorhandenen Kanäle an der sich aus demselben Schnitt ergebenden Querschnittsfläche des diese Kanäle enthaltenden Polymerschaums variiert bevorzugt in Abhängigkeit von der Dicke des Polymerschaums bzw. der Polymerschaumschicht. So beträgt bevorzugt der vorgenannte Anteil bei einer Dicke des Schaums von 2 bis 4 mm 8 bis 14 %, bei einer Dicke des Schaums von mehr als 4 bis 6 mm 6 bis weniger als 8 %, bei einer Dicke des Schaums von mehr als 6 bis 8 mm 4,5 bis weniger als 6 % und bei einer Dicke des Schaums von mehr als 8 bis 9 mm 2 bis weniger als 4,5 %.
Der Aufbau eines erfindungsgemäßen Flächengebildes soll auch durch die Figuren 1 und 2 verdeutlicht werden. Figur 1 zeigt eine Kanäle aufweisende Schicht des erfindungsgemäßen Flächengebildes ohne die mit dieser Schicht in Kontakt befindliche zweite Schicht. Figur 2 zeigt eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Flächengebildes mit einer unteren, die Kanäle enthaltenden Schicht und einer darauf unmittelbar aufliegenden Deckschicht. Die Kanäle verlaufen in beiden Figuren rechtwinklig quer zur Maschinenrichtung, der vorstehend beschriebene Querschnitt würde hier also einem Schnitt in der durch die Maschinenrichtung und die z-Richtung aufgespannten Ebene entsprechen. Die Bezugsziffern haben folgende Bedeutung:
1 - die Kanäle enthaltende Schicht des Flächengebildes (Polymerschaum oder
Folie);
2 Grenzfläche zur zweiten Schicht des Flächengebildes;
3 Kanal;
4 zweite Schicht des Flächengebildes. Die Herstellung eines erfindungsgemäßen Flächengebildes kann in einem im Wesentlichen zweistufigen Prozess erfolgen, der kontinuierlich gestaltet werden kann. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Flächengebildes, das
a) das Erwärmen zumindest einer Oberfläche einer ersten Bahn eines Polymerschaums oder einer Folie,
b) das Einprägen von Kanälen in die erwärmte Oberfläche dieser Bahn,
c) das Bereitstellen einer zweiten Bahn eines Polymerschaums oder einer Folie, und d) das Laminieren oder Kaschieren der beiden Bahnen aufeinander derart, dass die die Kanäle enthaltende Oberfläche der ersten Bahn in unmittelbaren Kontakt mit einer der Oberflächen der zweiten Bahn gelangt, umfasst.
Das Einprägen der Kanäle in die Oberfläche einer der Folien oder Polymerschaumschichten erfolgt bevorzugt durch Erwärmung der Folie bzw. des Polymerschaums bis zur thermischen Verformbarkeit und anschließende Verformung entsprechend der Oberflächenstruktur des unter Druck auf die Oberfläche einwirkenden Prägewerkzeugs. Bei dem Prägewerkzeug kann es sich beispielsweise um einen Stempel oder um eine Walze handeln, die bevorzugt aus Metall gefertigt sind. Alternativ kann auch das Prägewerkzeug erwärmt sein und auf einen kalten Schaum oder eine kalte Folie einwirken.
Zum Laminieren oder Kaschieren der beiden Bahnen aufeinander kann es erforderlich sein, zumindest die für das Inkontaktbringen mit der mit Kanälen versehenen Oberfläche der ersten Bahn vorgesehene Oberfläche der zweiten Bahn zu erwärmen. In einigen Fällen genügt dafür bereits von der erwärmten Oberfläche der ersten Bahn übertragene Wärme, in anderen Fällen muss die betreffende Oberfläche der zweiten Bahn separat erwärmt werden. In einer Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Verfahren daher zusätzlich das Erwärmen zumindest einer Oberfläche der zweiten Bahn und das Laminieren oder Kaschieren der beiden Bahnen aufeinander derart, dass die beiden erwärmten Oberflächen miteinander in Kontakt gelangen.
Das erfindungsgemäße Flächengebilde kann als Träger für ein ein- oder doppelseitiges Klebeband verwendet werden. Es ist grundsätzlich möglich, dass eine oder beide Polymerschaumschicht(en) des erfindungsgemäßen Flächengebildes haftklebrig ausgebildet sind, vorausgesetzt natürlich, das Flächengebilde enthält mindestens eine Polymerschaumschicht. Ebenfalls ist es möglich, dass ein- oder beidseitig auf den Hauptflächen des erfindungsgemäßen Flächengebildes eine Haftklebmasse aufgetragen ist. Die Natur bzw. Ausgestaltung dieser Haftklebmasse ist grundsätzlich beliebig, es können prinzipiell alle bekannten und verfügbaren Haftklebmassen eingesetzt werden. Wie allgemein üblich, können die Haftklebmassen - insbesondere, wenn das Klebeband zu einer Rolle aufgewickelt wird - mit einem sogenannten Releaseliner geschützt werden.
Zur Verankerung einer Haftklebmasse auf einer Polymerschaumschicht oder auch auf einer Folie des erfindungsgemäßen Flächengebildes kann es nötig sein, die Oberflächenenergie des Schaumes, der Folie und/oder der Haftklebmasse zu erhöhen. Zu diesem Zweck werden die betreffenden Oberflächen bevorzugt mittels physikalischer Methoden wie Korona, Flammbehandlung, Plasma, Aerosol vorbehandelt oder mit einem Primer versehen. Insbesondere für Polyolefinschäume wird bevorzugt eine Korona-Behandlung in Stickstoff-Atmosphäre angewendet.
Das erfindungsgemäße Flächengebilde wird darüber hinaus bevorzugt als Abstandshalter in Structural Glazing- bzw. Curtainwall Construction-Anwendungen verwendet. Dabei werden Glaselemente oder Verkleidungsplatten insbesondere mit strukturellen Silikon- Klebstoffen in Rahmenkonstruktionen verklebt. Der Abstandshalter sorgt dabei für die korrekte Abstandseinstellung zwischen Glas- bzw. Verkleidungselement und Rahmen und dient gelegentlich auch als Sperre für eingebrachtes flüssiges Reaktivsilikon. Er verbleibt in der Regel auch nach der Aushärtung des strukturellen Klebstoffs im Aufbau, hat dann allerdings keine tragende Funktion mehr. Für die Verwendung als Abstandshalter ist bevorzugt zumindest eine der beiden direkt aufeinanderfolgenden Schichten des erfindungsgemäßen Flächengebildes ein Polymerschaum, stärker bevorzugt sind beide direkt aufeinanderfolgenden Schichten unabhängig voneinander ein Polymerschaum. Die Schäume sind bevorzugt UV-stabilisiert. Ebenfalls bevorzugt sind die Schäume schwarz oder grau eingefärbt. Sie weisen bevorzugt eine niedrige thermische Leitfähigkeit auf, was sich günstig auf den U-Wert des gesamten Glas- bzw. Verkleidungselements auswirkt. Die Abstandshalter können nach Bedarf elektrisch ableitend oder elektrisch leitfähig ausgestaltet werden.
Für pulverbeschichtete Rahmenkonstruktionen kann es vorteilhaft sein, wenn das erfindungsgemäße Flächengebilde eine gute Haftung auf niederenergetischen Oberflächen aufweist. Darüber hinaus ist es möglich, den Rahmen mittels Reinigen, Entfetten, Schleifen und/oder Primern vorzubehandeln.
Das erfindungsgemäße Flächengebilde kann, insbesondere als Bestandteil von Klebebändern, auch in der Montage von elektronischen Geräten Verwendung finden, beispielsweise als gasdurchlässiges Jens mounting tape" in der Montage von Smartphones. Hierfür eignen sich besonders die mindestens eine Folie umfassenden Ausführungsformen.
Weitere bevorzugte Verwendungen des erfindungsgemäßen Flächengebildes liegen im Gebäudebau, hier insbesondere zur Ventilation, Entlüftung oder zum Druckausgleich, aber auch zur Abführung von Kondensationswasser und Feuchtigkeit allgemein, z.B. in Bodenkonstruktionen aus Holz; im Fahrzeugbau, z.B. im Automobilbau und in der Herstellung von Zügen, hier insbesondere zur Schall- und Wärmedämmung in Verbindung mit einer Belüftungsfunktion; im Flugzeugbau, z.B. zur Heizung oder Kühlung von Sandwichkonstruktionen, um den Schaumkern in einem Temperaturoptimum zu halten; in Kühlanlagen (Kühlschränke, Klimaanlagen) als Isolationsschicht, die von einem Kühlmedium durchströmt werden kann; allgemein als Puffer, Schlagabsorber oder Dämpfer mit zusätzlicher Be- und/oder Entlüftungsfunktion in diversen Anwendungen sowie in „stretch-releasable spacer foam-tapes".
Beispiele
Es wurden Flächengebilde aus je zwei miteinander verbundenen Polymerschaumschichten hergestellt, von denen jeweils eine mit Kanälen versehen wurde. Der Verbund wurde derart bewirkt, dass die Kanäle zu der zweiten Polymerschaumschicht wiesen. Als Polymerschaumschichten wurden kommerziell verfügbare Schäume verwendet, die in der nachfolgenden Tabelle angegeben sind.
Zur Herstellung im Einzelnen: Einprägen der Kanäle:
Die Kanäle wurden mit einem Prägewerkzeug aus eloxiertem Aluminium erzeugt. Dazu wurde der Schaumstoff zunächst soweit erwärmt, dass er thermisch verformbar war. Eine ausreichende Verformbarkeit war nach 20 Sekunden bei 160°C erreicht. Erst dann wurde das kalte Prägewerkzeug in den Schaumstoff hineingedrückt. Während dieses Prägevorgangs von 60 Sekunden verlor der Schaumstoff seine Thermoformbarkeit und das Prägenegativ blieb folglich formstabil. Der Prägevorgang fand unter einem Druck von 20 kPa statt, die maximale Prägetiefe wurde gleichzeitig durch Maschinengrenzen/Abstandshalter limitiert. Sämtliche Kanäle wurden so eingeprägt, dass sie rechtwinklig quer zur Maschinenrichtung (entsprechend Fig. 1 und 2) verliefen.
Verbindung der Schichten miteinander:
Die Polymerschaumschichten wurden über ein thermisches Verschweißen miteinander verbunden. Dazu wurde die Oberfläche einer der zu verbindenden Schichten in einen siegelfähigen Zustand gebracht, indem eine dünne, oberflächennahe Schicht dieses Schaums durch einen heißen Luftstrom mit einer Temperatur von ca. 200°C erhitzt wurde. Die Zeitdauer dieser Behandlung betrug wenige Sekunden und ging dem Aufbringen der zweiten Schaumlage unmittelbar voran. Ein Anrollen mit leichtem Druck stellte dann sicher, dass sich alle Kontaktflächen stoffschlüssig verbanden.
Tabelle 1 : Beispiele
* = (orthogonaler Schnitt in Längsrichtung/MD)

Claims

Patentansprüche
1 . Flächengebilde, umfassend mindestens zwei direkt aufeinanderfolgende Schichten, wobei die beiden direkt aufeinanderfolgenden Schichten unabhängig voneinander jeweils ein Polymerschaum oder eine Folie sind und
mindestens eine der beiden direkt aufeinanderfolgenden Schichten in ihrer zu der anderen Schicht weisenden Oberfläche Kanäle aufweist, die von einem der die von den beiden aufeinanderfolgenden Schichten gebildeten Grenzflächenebene begrenzenden Ränder zu einem anderen dieser Ränder reichen, derart, dass die Kanäle ein für eine Dampfdurchlässigkeit hinreichendes freies Volumen aufweisen.
2. Flächengebilde gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der beiden direkt aufeinanderfolgenden Schichten ein Polymerschaum ist.
3. Flächengebilde gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Polymerschaum die Kanäle aufweist.
4. Flächengebilde gemäß mindestens einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Polymerschaum ein geschlossenzelliger Schaum ist.
5. Flächengebilde gemäß mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beide direkt aufeinanderfolgenden Schichten unabhängig voneinander jeweils ein Polymerschaum sind.
6. Flächengebilde gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass nur eine der beiden direkt aufeinanderfolgenden Schichten die Kanäle aufweist.
7. Flächengebilde gemäß mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerbasis des Polymerschaums ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyethylenen, Copolymeren aus Ethylen und einem 1 ,2-Olefin mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen, Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren, Blends aus Polyethylen und einem Ethylen-Vinylacetat-Copolymer, Poly(meth)acrylaten und Blends aus Poly(meth)acrylat und Synthesekautschuk ist.
8. Verfahren zur Herstellung eines Flächengebildes gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, umfassend a) das Erwärmen zumindest einer Oberfläche einer ersten Bahn eines Polymerschaums oder einer Folie,
b) das Einprägen von Kanälen in die erwärmte Oberfläche dieser Bahn,
c) das Bereitstellen einer zweiten Bahn eines Polymerschaums oder einer Folie, und d) das Laminieren oder Kaschieren der beiden Bahnen aufeinander derart, dass die die Kanäle enthaltende Oberfläche der ersten Bahn in unmittelbaren Kontakt mit einer der Oberflächen der zweiten Bahn gelangt.
9. Verwendung eines Flächengebildes gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7 als Träger für ein ein- oder doppelseitiges Klebeband oder als Abstandshalter in Structural Glazing- bzw. Curtainwall Construction-Anwendungen.
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