CN111094489A - 用于制造胶带的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的主题是一种用于制造胶带、尤其用于在汽车中包裹线缆的缠绕带的方法。在此，使带状的载体(2)配备有可UV交联的粘合涂层(5)。所述粘合涂层(5)除了基于丙烯酸酯的带有嵌入的光引发剂的粘合剂之外还具有至少一种添加物。通过用在所述光引发剂的活化波长范围内进行发射的UV光源(6)照射来活化所述光引发剂，以便进行交联。根据本发明，所述光引发剂的活化波长位于高于280nm、尤其高于315nm。

Description

用于制造胶带的方法
本发明涉及一种用于制造胶带、尤其用于在汽车中包裹线缆的缠绕带的方法，根据所述方法使带状的载体配备有可UV交联的粘合涂层，根据所述方法进一步地，所述粘合涂层除了基于丙烯酸酯的具有嵌入的光引发剂的粘合剂之外还具有添加物，并且根据所述方法进一步地，通过用在所述光引发剂的活化波长范围内进行发射的UV光源照射来活化所述光引发剂，以便进行交联。-在此，所述光引发剂可以被聚合到、搅拌到或以其他方式如引入到所述粘合涂层中。
示例性地在EP 1 548 080 B1中说明了具有开篇所述构造的方法。在此总体上涉及技术用胶带，所述胶带应适合用于建筑工程中。为此目的，用至少100g/m2的高比面积重量对粘合涂层进行工作。通过所设定的参数，应提供即使对粗糙底面而言也特别好的粘附性。
可UV固化的粘合涂层典型地除了基于丙烯酸酯的具有嵌入的光引发剂的粘合剂之外还另外具有添加物，所述添加物一般应提高在载体上的粘附性。这尤其适用于非极性的载体表面。然而这样的添加物在某些情况下干扰随后的交联。事实上，典型地首先使带状的载体配备有粘合涂层并且随后用UV光源进行照射。
在此，UV光源主要负责以所需的UV剂量在光引发剂的活化波长范围内照射光引发剂，由此作为其结果来进行粘合涂层的所希望的交联。在此，例如UV光源的发射最大值不需要与光引发剂的活化波长重合。而起决定作用的是，UV光源在光引发剂的活化波长范围内提供所需的UV剂量(在适当时还在更长的时间标度上)。事实上，嵌入到基于丙烯酸酯的粘合剂中的光引发剂负责将丙烯酸酯聚合物总体上结合成相对大孔的网络。
为了不危害交联和因此光引发剂的活化，在现有技术中在BASF公司的公开日期为2001年5月22日的关于主题“UV-Curable acrylic hotmelts for PSAs”的公开文件的范围内强调，出于这个目的，粘合剂的添加物不允许或实际上不允许在光引发剂的相关活化波长的范围内有吸收。否则在示例情况下没有足够的UV-C光穿透到粘合涂层中来充分保证先前描述的交联。
在这一背景下，UV-C光如一般常见地一样对应于介于200与280nm之间的波长范围，所述波长范围也被称为远UV并且在下文中以此为基础。相比之下，中UV或UVB辐射表示280nm至315nm的波长范围。近UV或黑光作为UV-A辐射对应于315nm至380nm的波长范围。因此，或者因此以及作为先前再现的预定值的结果，在实践中除了基于丙烯酸酯的具有嵌入的光引发剂的粘合剂之外仅在活化波长范围内实际上无吸收的添加物占主导。
在此背景下，市面上常见的产品在标识Foral 85或Foral 105下售卖。在这两种情况下都涉及基于松香酸酯的树脂混合物，只要这些树脂混合物被氢化并且因此具有在活化波长范围内所必需的透过率。先前描述的树脂混合物的缺点是其价格，其价格甚至可能部分地超过基于丙烯酸酯的具有嵌入的光引发剂的实际粘合物质的价格。
在WO 2016/186877 A1中说明了一种压敏粘合涂层，所述粘合涂层还用于制造具有例如纺织物载体的胶带。所述粘合涂层追溯到通过UV灯交联的具有嵌入的光引发剂的丙烯酸酯。此外，在第16页上部提及了先前已经引用的产品Foral 85作为适合的添加物。
本发明的基本技术问题在于，发展一种此类的用于制造胶带且尤其缠绕带的方法，从而显著降低制造成本。
为了解决这一技术问题，根据权利要求1提出了一种用于制造缠绕带的方法。
在本发明的范围内，选择了已知的光引发剂，其活化波长与在可商购产品(如BASF公司的粘合剂acResin)的情况下所使用的活化波长(主要在250至260nm范围内吸收)明显不同。事实上，迄今为止在现有技术中已经用如下光引发剂进行工作：所述光引发剂主要在UV-C范围内吸收并且因此为了将其活化需要至少(也)在所涉及的UV-C范围内进行发射的UV光源。这种要求和设计是基于以下认识得出的并且在实践中占据主导：仅由此避免实践中不受控的(例如由于阳光造成的)交联。即，事实上自然日光具有典型地首先在UV-A范围内在短波段开始的光谱分布。因此，实际上无法预期由阳光造成的在UV-C区域中的不受控交联。
出于这个原因，迄今为止为了交联而使用汞蒸气辐射器来工作，如在现有技术中示例性地根据EP 1 548 080 B1所引用的。这样的汞蒸气辐射器在UV-C范围内具有显著的发射峰值并且因此适合于迄今为止使用的光引发剂的交联。但是，这样的汞蒸气辐射器通常要求额外的冷却器，因此从其操作来说是高耗费的并且还只能以相对较高的价格来提供。
与此相对，本发明以已知方式用于活化波长位于高于280nm的光引发剂来工作。此类光引发剂在原理上并且示例性地在DE 695 15 310 T2中描述。尤其甚至可以使用在315nm以上活化的光引发剂。也就是说，在这一点上使用的UV光源可以是主要在UV-A区域中(也就是在介于315nm与380nm之间的波长范围内)进行发射的UV光源。这样的UV-A光源以低廉的价格大量可用。
这尤其适用于将基于LED的UV光源用作UV光源的情况。因为，由于先前描述的设计，基于LED的UV光源可以形成为UV-A-LED光源。这样的UV-A-LED光源是大量且廉价地可用的，从而相对于迄今为止的工作方式可以大幅度降低制造成本。另外，减少了耗费，因为UV光源通常不需要额外的冷却器。
UV光源一般以至少15mJ/cm2、优选以最少30mJ/cm2的UV剂量来辐射粘合涂层。尤其观察到最小50mJ/cm2的UV剂量。一般用150mJ/cm2至500mJ/cm2的US剂量来工作。优选观察到介于200mJ/cm2至400mJ/cm2之间范围内的UV剂量。在此，在从约250nm至260nm的波长范围内60至80mJ/cm2的剂量已经证明为特别有益的。这样的UV剂量能够用基于LED的UV光源特别容易且毫无问题地实现，因为UV-LED光源具有宽发射谱，并且与汞灯不同，不显示出明显的发射峰值。也就是说，预计UV-LED光源有均匀的发射谱。
根据其他的具有特殊意义的有利设计，接纳粘合涂层的带状载体此外还设计为不透明的，即尤其吸收击中的日光辐射。由于这种设计，根据本发明无需预计由阳光造成的不受控交联。因为配备有粘合涂层的带状载体在UV交联之后首先一次性收卷成单独的缠绕物。
这种缠绕物的独特之处在于，粘合涂层分别布置在如此产生的螺旋的在内侧上，相反，设计为不透明的带状载体向外指向。由此，任何日光照射实际上都不能穿透到粘合涂层中。即使发生，无论如何也只进行基于丙烯酸酯的具有嵌入的光引发剂的粘合剂的额外且很少的交联，这基本上是希望的或者可能是希望的。
为了加工胶带，典型地将其用作用于在汽车中包裹线缆的缠绕带。因此，所涉及的胶带或缠绕带一般螺旋状地围绕线缆组的分别待包裹的线缆进行缠绕。在线缆组的线缆的这种螺旋状的缠绕中，所述设计为不透明的载体分别重新向外指向，使得进而使日光实际上不能到达或者无论如何以受控的方式到达设置于内侧的粘合涂层。由此可以借助于UV光源在制造过程中设定基于丙烯酸酯的具有嵌入的光引发剂的粘合剂的所希望的交联度以及因此很大程度设定的粘附力，而无须预期通过后续的加工来改变这种设定。
光引发剂一般用至少0.05重量％的克重加工到粘合涂层中。一般以0.2重量％至5重量％的克重进行工作。在此，光引发剂一般被结合到基于丙烯酸酯的粘合剂网络中，也就是说它涉及嵌入的光引发剂。与常见情况一样，通过UV剂量可以将交联密度和因此粘合涂层的粘合性能设定在已知的限度内。因此，高UV剂量倾向于导致粘合涂层的更高的剪切强度，而更低的UV剂量则预期在更低的剪切强度下有更高的粘附性。无论如何，这些在产品工艺上设定的参数以及因此交联密度都不受到或实际上不受到对(作为用于在汽车中包裹线缆的缠绕带的)胶带的后续加工影响。因为任何日光都被在加工后的状态下向外指向的带状且不透明的载体适当地且几乎完全地吸收。
粘合涂层一般以大于15g/cm2、尤其大于20g/cm2的施加重量且优选以大于50g/cm2的施加重量施加到载体上。作为上限，本发明建议200g/cm2的施加重量、优选90g/cm2的上限。所述添加物典型地为用于提高在载体上的粘附性的树脂混合物。载体自身一般形成为织物平面结构。在此可以为无纺物、织物或氟[ZE1]。织物平面结构的单位面积重量介于50g/m2与250g/m2之间。优选观察到介于70g/m2与200g/m2之间的单位面积重量。
为了实现先前已经描述的载体的不透明性质，一般将织物平面结构染色。在此，用例如黑色进行染色已经被证实为有益的。理论上无论如何都足够的是，在加工后的状态下向外指向的织物载体被设计为如此不透明的，使得任何击中的日光不穿透或实际上不穿透或不能穿透或实际上不能穿透至粘合涂层。
因此描述了一种用于制造胶带的方法，所述方法与现有技术中迄今为止的工作方式相比在其生产成本方面明显降低。其关键可以归因于两个方面。首先，使用具有高于280nm活化波长的光引发剂能够实现返回到UV-A光源，所述光源以特别低廉的价格可供使用并且可以简单且毫无问题地进行操作。这尤其适用于在这一点上使用UV-A-LED光源来进行粘合涂层交联的情况。
另一方面并且可以看作另外的实质性作用的是，本发明的粘合涂层配备有或可以配备有对于粘合剂的添加物，所述添加物同样以低廉的成本可供使用。添加物在此在粘合涂层中以至少5重量％或至少10重量％的克重存在。此外，对于添加物至少观察到30重量％至40重量％的上限。因为在这种添加物的情况下实际上重要的只有这种添加物例如作为树脂混合物用于提高粘合涂层在载体上的粘附性。不存在或实际上不存在其他的进一步的要求。尤其在现有技术中被看作几乎不可或缺的基于氢化松香酸酯的树脂混合物明显不是必需的，因为根据本发明，通过这种添加物提供的在介于250nm与260nm之间的波长范围内的透明度完全不重要。相反，当所涉及的树脂混合物对于基于丙烯酸酯的具有嵌入的光引发剂的粘合剂在光引发剂的活化波长范围内(也就是高于280nm且尤其高于315nm)没有或几乎没有吸收就足够了。这根据本发明应理解为，所涉及的树脂混合物的吸收度或消光度E在光引发剂的活化波长范围内(也就是高于280nm且尤其高于315nm)典型地被降低5倍、尤其10倍。与所述范围相比，所涉及的降低达到活化波长之下，在当前情况下也就是低于280nm且尤其低于315nm。这个标准几乎所有可商购的树脂混合物或增粘剂都可以满足，使得因此相对于现有技术可以显著降低根据本发明方法生产的胶带的制造价格。在此可以看到实质性的优点。
下文将借助于仅展示实施例的附图来详细阐释本发明；在附图中：
图1示意性示出用于执行本发明方法的装置，
图2示出具有嵌入的光引发剂的基于丙烯酸酯的粘合剂以及两种具有不同添加物的变体的吸收谱，并且
图3示出根据本发明使用的光引发剂的吸收谱。
在图1中展示了一种装置，借助于所述装置可以制造胶带1。为此目的，将载体2送入用于熔融粘合剂的涂覆***3。在用于熔融粘合剂的涂覆***3中，熔融粘合剂处于约100℃到150℃的温度下并且可以经由涂覆***3的出料侧喷嘴4施加到移动经过喷嘴4的载体2上并且涂覆载体2。
载体2为带状载体2，所述带状载体形成为织物平面结构并且具有介于50g/m2与250g/m2之间的单位面积重量。在用以此方式实现的粘合涂层5涂覆带状载体2之后，借助于在穿过的经涂覆的载体2上方布置的UV光源6来使粘合涂层5交联。应理解，粘合涂层5在这一过程中面向UV光源6。光源6为基于LED涉及的光源。事实上，在这一点上实现了多个LED。但是理论上，UV光源6也可以例如求助于汞蒸气灯。然而这没有展示。
配备有粘合涂层5的载体2在UV光源6下方以10m/min至100m/min或更高的速度移动。在此通过UV光源6以最小15mJ/cm2的UV剂量辐射粘合涂层5。根据所述实施例，使用在150mJ/cm2至500mJ/cm2范围内的UV剂量。UV光源6在此尤其在嵌入到粘合涂层5中的光引发剂的活化波长范围内进行发射，也就是在当前情况下主要在高于280nm的范围内。
粘合覆层5为如下的粘合涂层：除了基于丙烯酸酯的具有嵌入的光引发剂的粘合剂之外，所述粘合涂层还具有至少一种添加物。作为添加物，本发明求助于基于仅部分氢化的松香酸酯的树脂混合物。在使载体2配备有粘合涂层5之后，当在这一点上例如将纺织品带作为载体2送入涂覆***3中时，可以将如此制造的胶带1收卷或者例如在纵向方向上切割。这是确切已知的。
在图2中展示了相对于波长的吸收度或消光度E。无量纲的消光度E已知为对于在穿过对应样品时在光测量仪中测量的光强度降低的度量。以实线展示的是对于在本发明范围内在示例情况下使用的基于丙烯酸酯的粘合剂(即acResin A203UV)相对于波长的消光度或吸收度曲线。其他的曲线涉及相关的基于丙烯酸酯的粘合剂，一方面具有添加物1(虚线)。添加物1在此形成了已被部分氢化的基于松香酸酯的树脂混合物。以点划线示出的具有添加物2的变体同样涉及具有松香酸酯的树脂混合物，所述树脂混合物仅很少或实际上几乎没有部分氢化。使用Yser公司的产品YT311作为添加物1。添加物2为YT321，同样来自Yser。
已知以此方式实现的粘合涂层5随着基于松香酸酯的树脂混合物的氢化度降低而越来越向更高UV波长的方向上进行吸收。因为根据本发明光引发剂的活化波长位于高于280nm且尤其高于315nm，仍然可以使用这样的树脂混合物，因为即使有这些树脂混合物，UV光源6的光仍然充分地穿透到粘合涂层5中，足以活化嵌入的光引发剂。图2展示了这种情况，其中标注了活化波长的最小值280nm以及高于315nm的优选范围。
最后，在图3中还展示了根据本发明使用的光引发剂的吸收谱。事实上，在此情况下还在波长上绘制了消光度E。已知，所使用的光引发剂的吸收度最大值位于介于约280nm与300nm之间的范围内，使得UV光源6的对应设计的活化波长可以使光引发剂适当地交联。
最后还要考虑的是，将带状载体2设计为不透明的。为此目的，载体2示例性地为经染色的织物平面结构，例如染成黑色的纺织物、染成黑色的无纺布等。以此方式，借助于载体2吸收了命中的天然UV光或日光，因为所述载体不仅在储存状态下而且还在加工状态下都分别向外指向。事实上，借助于图1中展示的装置已知，所涉及的胶带1以载体2向外指向的方式收卷到缠绕物上，使得在储存时UV辐射不能穿透设计为不透明的载体2达到内侧的粘合涂层5。相同的内容也适用于以下情况：以此方式制造的胶带1按预定方式用作用于在汽车中包裹线缆的缠绕带。
为此目的，所涉及的胶带1螺旋状地围绕相应捆绑到一起的线缆进行缠绕。在这种情况下，载体2向外指向并且利用其不透明的性质来负责使任何日光以及因此存在于日光中的UV部分不到达或实际上不到达存在于内侧的粘合覆层5。由此不影响或实际上不影响在制造商方面设定的交联度。
尤其图2的图示与图3相结合地说明，在本发明的范围内，所使用的光引发剂的波长或其吸收谱是与UV光源6匹配的或可以与之匹配。事实上，所述光引发剂为例如包含安息香甲基醚的安息香醚并且尤其在商品名“IRGACURE 651”下可获得。补充性地，可以参考开篇已经引用的WO 2016/186877，所述专利描述了此类光引发剂。无论如何，由此都可以考虑将在生产技术上廉价的树脂混合物用作添加物来提高在载体上的粘附性，所述树脂混合物在光引发剂的活化波长范围内没有吸收或几乎没有吸收。这借助于图2且示例性地在添加物2处得知，所述添加物的消光度E在高于280nm(即光引发剂的活化波长)的范围内被降低到1.0的值，相反在低于活化波长处观察到为2或仍更大的消光度。
当假定活化波长为315nm时，这种情况尤其变得明显。此时添加物2的消光度E小于0.1；相反，在更低数值的范围内消光度增加，典型地为其10倍或更多。也就是说，树脂混合物或添加物2在此例中在光引发剂的活化波长以及其上的范围内没有吸收或几乎没有吸收，这意味着，消光度E与树脂混合物(添加物2)的低于活化波长的消光度E相比减小了至少5倍、典型地减小了10倍或更多。

Claims (9)

1.一种用于制造用于在汽车中包裹线缆的缠绕带的方法，根据所述方法：
-使设计为带状的且不透明的载体(2)配备有可UV交联的粘合涂层(5)，根据所述方法进一步地
-所述粘合涂层(5)除了基于丙烯酸酯的具有嵌入的光引发剂的粘合剂之外还具有添加物，所述添加物形成为用于提高在所述载体(2)上的粘附性的树脂混合物，其中
-所述树脂混合物在所述光引发剂的活化波长范围内没有吸收或几乎没有吸收，根据所述方法进一步地
-通过用在高于280nm的所述光引发剂的活化波长范围内进行发射的UV光源(6)照射来活化所述光引发剂，以便进行交联，并且根据所述方法
-所述缠绕带螺旋状围绕线缆组的分别待包裹的线缆以载体(2)向外指向的方式进行缠绕。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述UV光源(6)以最小15mJ/cm2、优选30mJ/cm2且尤其最小50mJ/cm2的UV剂量且优选以150mJ/cm2至500mJ/cm2、特别优选介于200mJ/cm2至400mJ/cm2之间的UV剂量来照射所述粘合涂层(5)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，使用基于LED的UV光源作为UV光源(6)。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，基于LED的所述UV光源(6)形成为UVA-LED光源(6)。
5.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，以至少0.05重量％的克重、优选以0.2重量％至5重量％的克重向所述粘合涂层(5)中引入所述光引发剂。
6.根据权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，以大于15g/cm2的施加重量将所述粘合涂层(5)施加到所述载体(2)上。
7.根据权利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，设置有用于提高在所述载体上的粘附性的树脂混合物作为添加物。
8.根据权利要求1至7之一所述的方法，其特征在于，使用具有介于50g/m2与250g/m2之间、优选70g/m2至200g/m2的单位面积重量的织物平面结构作为载体。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，将所述织物平面结构染色。
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