CN1691448A - 双面泡沫中心胶粘带在紧固结构扁平电缆到基材上的应用 - Google Patents

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Abstract

一种具有由PE泡沫制得的载体层的双面胶粘带优选在客车内部用于紧固结构和/或异型扁平电缆的应用，在压缩应变为50％的条件下，该PE泡沫的压缩强度小于300kPa(根据ISO 844测定)。

Description

双面泡沫中心胶粘带在紧固结构扁平电缆到基材上的应用
技术领域
本发明涉及双面泡沫-中心胶粘带在紧固结构扁平电缆，特别是到基材上，例如客车(passenger car)内部装饰组件，尤其是汽车内部内顶板、门侧部件和后行李箱盖中的应用。
背景技术
由于电子学的发展和对空间要求的相应增加，在客车内部，所谓的扁平电缆正日益取代圆截面电缆。这些扁平电缆主要为由铜带与膜(FFC)层压在一起或薄、柔软的印刷电路(FPC)形式的导线(conductor tracks)。
为了确保可靠性，甚至在不利的条件下，在客车内顶板中对这种相对平滑、扁平的电缆的永久紧固，换句话说，例如，在温度和大气湿度作用下在汽车寿命中，高剪切强度的树脂共混丙烯酸酯粘合剂已经成为既定的。
除了上述具有相对平滑且因而易于粘结的表面的FFC和FPC扁平电缆，现在的意向还使用更高结构的电缆，例如挤出扁平电缆，例如，又称格-脊电缆(grid-ridge cable)。由于它们的异型，这些电缆具有十分难于进行粘结的表面。这同样可适用于传输相对高能级的具有相对大横截面的层压扁平电缆(FFC)。与目前所使用的电缆相比，这些电缆的外形更为复杂。
影响粘附结合耐久性的一个重要因素是其实施方式。到目前为止，仍无法以全自动方法在内顶板中粘结和安装这种如扁平电缆的柔软部件。通常，在第一装配操作中，首先将双面胶粘带分部分手工粘结在扁平电缆上。然后，在第二装配操作中，去除衬垫并手工粘结扁平电缆，例如，在客车内顶板中。这种方法的结果是，目前已经可以充分确保这种双面胶粘带的认真应用。
在手工装配的情况中，对于胶粘带的粘结性来说，使装配操作尽可能简单易行总是重要的。因此，由于对于粘附结合，压敏性是最重要的作用机理，因而，自粘物质总是压敏的。然而，这通常很难实现。
为了易于装配，通常要求粘合剂具有高初始粘性和高瞬时结合强度。另一方面，为了在交通工具寿命内的长期耐久性，需要极高剪切强度的粘合剂，以可靠地固定扁平电缆。从粘合剂的角度来看，矛盾的各种要求，其无论合适只能通过折衷的手段来实现。
结果，施加压力的作用机理总是特别重要。
为了使该复杂装配操作至少实现半自动化，最初人们尝试通过相应的由自动机械引导的涂布器，例如胶带分配器，来实施双面胶粘带的应用，例如在客车内顶板中的应用。在通过涂布器进行粘结的情况中，衬垫同时去除。然后，随后的手工装配操作仅仅是将扁平电缆放到胶粘带上。
这种半自动化的结果是，手工粘结操作甚至是较少有利的。
现在，在人体工程学设计的工作场所中，加工人员不再有可能以仔细的方式，将胶粘带的短部分粘结到相应的对准且固定的扁平电缆上。现在必须将该完全扁平电缆对准并压到装有双面胶粘带的内顶板上。对于这种大范围的工作模式，由于通路(access)的难度增大，不再像以前的双面胶粘带部分粘结的情况那样，在各个区域认真地将该扁平电缆压到双面胶粘带上。一个更复杂的因素是该操作一般以基本上较短的循环时间发生在一个区域内。
鉴于即将到来的背景，上述的高度异型扁平电缆，这种半自动方法或粘结结合已不再能够以目前可从市场上购得的双面胶粘带来实现。
鉴于上述尝试的背景，为了以相应的涂布器进行扁平电缆的半自动化粘结，因而衬垫特别重要。
在客车内顶板的扁平电缆的紧固中，例如，首先以涂布器将双面胶粘带涂布到内顶板。在此，该作业能够尽可能精确地沿着电缆的线路进行。仅通过去除和重置，一般可以对在扁平电缆的情况中所需的直角分支依次进行粘结。这意味着每次粘结需要相应长的循环时间，这甚至在半自动化的情况中也是特别关键的。
如果该双面胶粘带能够以极窄的半径进行粘结且如果不必在每个分支上去除和重置该涂布器，则可以显著降低循环时间。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种胶粘带，其可以容许可靠的结构和/或异型扁平电缆的紧固，特别是在基材上，例如客车内部装饰组件，尤其是内顶板，门侧部件和后行李箱盖中，且其易于实施并没有现有技术已知的缺点。
通过使用独立权利要求所述的双面泡沫-中心胶粘带，达到这一目的。本发明方法的发展是从属权利要求的主题。
因而，本发明提供了一种具有PE泡沫载体层的双面胶粘带优选在客车内部用于紧固结构和/或异型扁平电缆的应用，在压缩应变为50％的条件下，该PE泡沫的压缩强度小于300kPa(根据ISO844测定)。
压缩强度指将泡沫压缩到一定高度(正常高度的50％)所需的力。泡壁的分子结构对压缩强度有决定性的影响。
在本发明的一个首要有利的实施方式，优选由LDPE膜组成的衬垫在胶粘带的一侧。
LDPE衬垫已知是特别适合且柔软的，且可以具有广泛的应用。
进一步优选的粘合剂由应具有高剪切强度的树脂共混丙烯酸酯物质制成。
这些物质在例如D.Satas[Handbook of Pressure Sensitive AdhesiveTechnology，1989，Verlag VAN NOSTRAND REINHOLD，New York]中作了描述。
一个有利的开发是使用压敏粘合剂
●该压敏粘合剂通过自由基加成聚合获得，
●该压敏粘合剂基于至少一种来自下列通式化合物的丙烯酸酯类单体，其含量至少为65重量％：
其中R1＝H或CH3且基团R2＝H或CH3或选自具有2-20个碳原子，优选4-9个碳原子的支链和无支链饱和烷基，
●该压敏粘合剂的平均分子量至少为650000，
●而且，该压敏粘合剂当涂布到载体时，具有优选方向，在优选方向上测定的折射率nMD大于在垂直于该优选方向的方向上测定的折射率nCD，且其差值Δn＝nMD-nCD至少为1×10-5。
优选作为基团R2的烷基的非排除性例子包括丁基、戊基、己基、庚基、辛基、异辛基、2-甲基庚基、2-乙基己基、壬基、癸基、十二烷基、月桂基或硬脂酰(甲基)丙烯酸酯或(甲基)丙烯酸。
当使用基于含量为35重量％的乙烯基化合物形式的共聚单体的压敏粘合剂时，特别是一种或多种乙烯基化合物选自下列基团时，冲压过程还可以显著地进行：
烯属式不饱和烃的乙烯基酯、乙烯基卤化物、偏二卤乙烯和腈。
此外，可以使用的还包括具有官能团的丙烯酸酯类化合物，称为“乙烯基化合物”。含有官能团的这类乙烯基化合物为马来酸酐、苯乙烯、苯乙烯化合物、醋酸乙烯酯、(甲基)丙烯酰胺、N-取代(甲基)丙烯酰胺、β-丙烯酰基氧化丙酸、乙烯基醋酸、富马酸、巴豆酸、乌头酸、二甲基丙烯酸、三氯代丙烯酸、衣康酸、醋酸乙烯酯、羟烷基(甲基)丙烯酸酯、含氨基(甲基)丙烯酸酯、含羟基(甲基)丙烯酸酯，更优选2-羟乙基(甲基)丙烯酸酯、2-羟丙基(甲基)丙烯酸酯和/或4-羟丁基(甲基)丙烯酸酯，和用双键官能化的光引发剂；上述仅是示例性的例子且非穷举。
如果对相应各单体的组成进行选择，使所得的粘合剂根据D.Satas[Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology，1989，Verlag VANNOSTRAND REINHOLD，New York]具有压敏粘合特性，这对于压敏粘合剂是尤其有利的。为了这个目的，丙烯酸酯压敏粘合剂的玻璃化转变温度应设定在，例如，25℃以下。
用于这种用途的压敏粘合剂，特别是上述具有优势的聚丙烯酸酯压敏粘合剂，优选通过自由基引发加成聚合进行制备。一种非常适于该用途的方法具有如下的区别特征：
●含有至少一种乙烯基-、丙烯酰基-或甲基丙烯酰基-基单体或这些单体的组合的混合物的聚合，获得的聚合物的平均分子量设定在650000以上，
●然后挤出涂覆该聚合物组合物，
●然后将在载体上的该聚合物组合物通过电子束照射进行交联。
优选通过挤出模头进行这种挤出涂覆。所用的挤出模头可以选自下列三种类型之一：T-模头、鱼尾模头和衣架模头。各种类型之间的区别在于它们的流道设计不同。为了制备取向的丙烯酸酯压敏粘合剂，特别优选使用衣架模头在载体上进行涂覆，特别是以这样的方法，即通过使模头相对于载体进行运动，从而在载体上形成聚合物层。
涂覆和交联之间的时间十分短，这是有利的，优选该时间不大于10秒。
由于丙烯酸酯热熔体在衣架式模头中成型且其以限定的膜厚从模头中出来，当压敏粘合剂膜转移到载体材料上时，由于压敏粘合剂膜的拉伸获得了较薄的膜厚，而且由于随后的联机交联，从而获得取向。
在有机溶剂或水存在下或在有机溶剂和水的混合物中或在本体中，可以进行自由基加成聚合。优选使用尽可能少的溶剂。根据转化率和温度，总的聚合时间在6-48小时之间。
在溶液聚合的情况下，所用的溶剂优选饱和羧酸类的酯(例如乙酸乙酯)、脂肪族烃(例如正己烷或正庚烷)、酮类(例如丙酮或甲基乙基酮)、特别沸点的酒精或这些溶剂的混合物。对于在含水介质或在有机溶剂和含水溶剂的混合物中的聚合，将技术人员已知的用于这一目的的乳化剂和稳定剂加到聚合中。所用的聚合引发剂为常规形成自由基(radical-forming)的化合物，例如过氧化物、偶氮化合物和过氧化硫酸盐。也可使用引发剂混合物。在聚合期间，有可能使用进一步的调节剂以降低分子量并减小多分散性。作为聚合调节剂，例如有可能使用醇和醚。有利的丙烯酸酯压敏粘合剂的分子量在650000和2000000g/mol之间，更优选700000和1000000g/mol之间。
在进一步的方法中，在聚合反应器中进行聚合，该聚合反应器通常装有搅拌器、两个或更多的供料槽、回流冷凝器、加热器和冷却器，且其是为了在N2气氛和超大气压下操作而装备的。
在溶剂中聚合后，在降低的压力下去除聚合介质，该操作可以在升高的温度下进行，例如80至150℃的温度范围内。然后，该聚合物可以在无溶剂状态下使用，特别是作为热熔体压敏粘合剂[热熔体PSAs]。在某些情况下，在本体中(无溶剂)制备本发明的聚合物也具有优势。
为了制备丙烯酸酯PSAs，可以对聚合物进行常规改性。例如，可以单独或彼此组合地加入增粘性树脂，例如萜烯、萜烯酚、C5、C9、C5/C9烃、蒎烯和茚树脂或松香。此外，有可能使用增塑剂、各种填料(例如纤维、炭黑、氧化锌、二氧化钛、固体细珠、实心或空心玻璃珠、二氧化硅、硅酸盐、白垩、不封闭异氰酸酯等)、防老剂、光稳定剂、臭氧防护剂、脂肪酸、增塑剂、成核剂、膨胀剂(expandant)和/或促进剂作为添加剂。也可以混入交联剂和交联促进剂。适宜的用于电子束交联的交联剂的例子为双官能团或多官能团丙烯酸酯、双官能团或多官能团异氰酸酯或双官能团或多官能团环氧化物。
通过具有可变槽宽的模头，将以其自身或以共混物形式的丙烯酸酯热熔体涂覆在载体材料上，然后使用电子束将其固化在载体上。在联机操作中，压敏粘合剂涂布到载体后立即发生交联。
作为载体层，特别优选使用在压缩应变为50％的条件下，压缩强度小于150kPa的PE泡沫(根据ISO 844测定)。
具有进一步优选使用的PE泡沫可以表示如下：
密度[kg/m3]                    50-90        优选67
抗拉强度，MD[kPa]-ISO 1926     800-1000     优选895
断裂伸长率，MD[％]-ISO 1926    150-200      优选180
压缩强度[kPa]-ISO 844
压缩应变10％                   25-45        优选36
压缩应变25％                   50-70        优选60
压缩应变50％                   120-160      优选140
令人惊奇且有利的是，使用已知的涂布器来涂布本发明的胶粘带是可能的，该涂布器还可以通过自动机械进行移动。
作为低压缩强度的结果，连同弹性LDPE衬垫，PE泡沫特别适合且可以通过已知的涂布器以极窄的半径进行粘结。这意味着随后的粘结到客车内顶板上可以根据电缆的路线来进行，例如，使用涂布器，而不需耗费其他方法必需的去除和重置的时间。
作为PE泡沫的低压缩强度和相应的泡沫的极低反弹力的结果，甚至在与高剪切强度的树脂共混丙烯酸酯粘合剂进行接触，且甚至当涂布的压力小且很短暂时，也有可能实现与待粘结的创新结构和/或异型扁平电缆表面的自发充分接触。此外，作为泡沫低反弹力的结果，丙烯酸酯粘合剂的粘弹流动特性可以充分作用，且预先没有分离现象发生。
考虑到它们的性能，由于所述丙烯酸酯粘合剂在汽车工业中，特别是对于在客车内部用来长期固定部件的应用中已使用了很多年，因而这是特别有利的。
本发明的产品设计仍能使加工人员实现该新型、结构化扁平电缆的可靠、自发紧固，甚至在上述日益严格的工作条件下也不需特别担心，且不需在内顶板上具有极高的涂布压力。

Claims (4)

1.一种具有由PE泡沫制得的载体层的双面胶粘带优选在客车内部用于紧固结构和/或异型扁平电缆的应用，根据ISO 844的测定，在压缩应变为50％的条件下，该PE泡沫的压缩强度小于300kPa。
2.权利要求1的应用，其特征在于优选由LDPE膜制成的衬垫在胶粘带的一侧。
3.权利要求1或2的应用，其特征在于该粘合剂是具有高剪切强度的树脂共混丙烯酸酯粘合剂。
4.权利要求1-3中至少一个的应用，其特征在于根据ISO 844的测定，在压缩应变为50％的条件下，压缩强度小于150kPa。
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