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Die
Erfindung betrifft ein Strapping-Klebeband mit einer Klebemasse
auf der Basis von Vinylaromatenblockcopolymeren, das für
einen längeren Zeitraum gegen UV-Licht stabil und anschließend
rückstandsfrei entfernt werden kann.
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Im
Vergleich zu herkömmlichen Klebemassen auf Basis von Acrylaten,
die ebenfalls sehr alterungsbeständig und gegen UV-Licht
stabil sind, verhalten sich die SBBS-Klebemassen in ihrer Wiederablösbarkeit deutlich
vorteilhafter, ähnlich wie Klebemassen auf Basis von Naturkautschuk
oder synthetischen Kautschuken wie SIS. Letztere weisen jedoch keine
besonders gute Alterungs- oder UV-Licht-Stabilität auf.
Daher werden Klebebänder mit diesen Massen entweder nicht
für Anwendungen, bei denen UV-Bestrahlung auftritt, eingesetzt,
oder die Klebebänder müssen in aufwändiger
Weise durch Additive in der Klebmasse und/oder durch die Verwendung
hochgradig UV-Licht absorbierender Trägermaterialien vor
der UV-Strahlung geschützt werden. Diese Bänder
genügen in der Regel auch dann noch nur geringeren Ansprüchen
in Sachen UV-Beständigkeit als Bänder mit polyacrylatbasierten
Klebmassen.
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Die
rückstandsfreie Entfernbarkeit (Wiederablösbarkeit)
eines Strapping-Tapes von verschiedenen Untergründen hängt
wesentlich von den Abzugskräften ab, die sich nach unterschiedlichen
Zeiträumen beim Ablösen des Bandes von den jeweiligen
Untergründen entwickeln. Idealerweise nimmt die Abzugskraft
im Vergleich zur anfänglichen nur geringfügig
oder sogar gar nicht zu, da mit zunehmender Abzugskraft das Risiko steigt,
dass entweder der Träger reißt oder Rückstände
zurück bleiben. So kann der Folienträger im Falle
zu hoher Kräfte versagen und reißen und/oder aufspleißen.
Weitere Resultate zu hoher Abzugskräfte können
entweder das kohäsive Spalten der Klebmasse oder auch das
adhäsive Versagen der Masse durch Ablösen vom Träger
sein.
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In
allen Fällen ergeben sich unerwünschte Rückstande
des Klebebandes auf dem Untergrund, sei es in Form von Teilen des
Bandes an sich oder von Teilen der Klebmasse.
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Insofern
kann der Quotient aus Abzugskraft nach und vor Lagerung auf dem
jeweiligen Untergründen als Qualitätsmerkmal dienen.
Je größer dieser Quotient ausfällt, desto
schlechter ist typischerweise die Wiederablösbarkeit, gleichbedeutend
mit dem Risiko von auftretenden Rückständen.
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Trotz
der in der Regel exzellenten UV- und Alterungsbeständigkeit
von Acrylat-Klebemassen werden diese im Bereich der Strapping-Klebebänder
eher selten eingesetzt. Dies liegt neben den für Acrylatklebmassen
typischen, eher geringen Klebkräften auf Materialien mit
niedriger Oberflächenenergie wie beispielsweise Polyethylen
oder Polypropylen an der so genannten Aufziehneigung der Massen.
Hiermit ist der Vorgang gemeint, dass die Abzugskraft vom Untergrund
(Klebkraft) in der ersten Zeit nach der Applikation deutlich zunimmt.
Die Erfahrung hat gezeigt, dass längere Lagerungsdauer
und erhöhte Temperaturen sowie Luftfeuchtigkeiten diesen
Vorgang forcieren.
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Dieser
Mechanismus muss bei der Auslegung eines wiederablösbaren
Klebebandes mit Acrylatmasse berücksichtigt werden und
erfordert daher entweder besonders reißfeste Trägermaterialien,
oder es begrenzt die Verwendung eines solchen Klebebandes auf Oberflächen,
auf denen die Aufziehneigung nur mäßige Klebkräfte
entwickeln lässt.
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Für
Strappingklebebänder werden überwiegend orientierte
Trägermaterialien wie zum Beispiel MoPP eingesetzt. Diese
Materialien sind zwar in Maschinenrichtung extrem reißfest,
weisen aber häufig material- und verarbeitungsbedingt eher
geringe Festigkeiten in z-Richtung auf, das heißt in Richtung
der geringsten Ausdehnung der Folie. Besonders im Fall zügigen
Abziehens in zwar ungünstigen, aber in der Praxis vorkommenden
spitzen Winkel kann es bei es bei diesen Strappingklebebändern
bereits bei Klebkräften von mehr als 5 N/cm vorkommen,
dass der Klebebandträger in z-Richtung bricht und aufspleißt.
Gleichzeitig stellen derartige Klebkräfte auch erhöhte Ansprüche
an die Wirksamkeit des Primers beziehungsweise an die Verankerung
der Klebmasse auf dem Folienträger und an die Kohäsion
der Masse.
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Nicht
unerwähnt bleiben soll an dieser Stelle auch ein weiterer
Nachteil der erhöhten Klebkräfte von Strapping-Klebebändern.
Dieser besteht darin, dass mit der Zunahme der Klebkräfte
auch das Risiko steigt, den Untergrund beim Abziehen zu beschädigen,
zum Beispiel durch Abheben von Lackbeschichtungen.
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Es
besteht insofern der Bedarf an ein Strapping-Klebeband, welches
universell auf allen für die Anwendung relevanten Untergründen
angewendet werden kann wie zum Beispiel die Kunststoffe ABS, PS,
PP, PE, PC, POM, wie verschiedene Metalle, wie lösemittel-,
wasserbasierte und als Pulver aufgetragene Lacke, gleichzeitig auf
diesen Untergründen mit ausreichend hohen Klebkräfte
von in der Regel mindestens 3 N/cm sicher klebt, aber dennoch rückstandsfrei
und beschädigungsfrei auch nach längerer Lagerung
und UV-Bestrahlung entfernt werden kann.
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Obwohl
Strapping-Klebebänder in sehr verschiedenen Anwendungen
genutzt werden, haben sie einige wesentliche Eigenschaften, damit
sie die besonderen an sie gestellten Anforderungen erfüllen.
Dies sind – ohne dass diese Aufstellung den Anspruch auf
Vollständigkeit erhebt – eine sehr hohe Zugfestigkeit
(Höchstzugkraft), eine sehr gute Dehnresistenz entsprechend
einem hohen Modul bei geringen Dehnungen und eine geringe Reißdehnung,
eine ausreichende aber nicht zu hohe Klebkraft, eine dosierte Klebkraft
auf der eigenen Rückseite, die rückstandsfreie
Wiederablösbarkeit nach den Beanspruchungen der eigentlichen
Anwendung, die Robustheit des Trägers gegenüber
mechanischer Belastung und für einige Anwendungen auch
noch die Beständigkeit des Klebebandes gegenüber
UV-Bestrahlung und gegen viele Chemikalien.
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Während
einige der Eigenschaften auf die Klebmasse oder andere Funktionsschichten
des Abdeckklebebands zurückzuführen sind, so basieren
die Dehnbarkeit und die Zugfestigkeit wesentlich auf den physikalischen
Eigenschaften des verwendeten Trägermaterials.
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Für
Strapping-Klebebänder werden aufgrund der besonderen mechanischen
Ansprüche in der Regel orientierte Folienträger
eingesetzt. Durch Orientierung gleichbedeutend mit einer Verstreckung
der primär im Herstellprozess gebildeten Primärfolie
in ein oder mehrerer Vorzugsrichtung lassen sich die mechanischen
Eigenschaften gezielt beeinflussen. So genannte biaxial orientierte
Folien können entweder sequentiell verstreckt werden, wobei
die Primärfolie nach Bildung durch Extrusion mit einer
Breitschlitzdüse zunächst in Maschinenrichtung
verstreckt wird, indem sie über eine Abfolge von Walzen
geführt wird, wobei die Transportgeschwindigkeit der Folie
größer ist als die Geschwindigkeit beim Austritt
aus der Extrusionsdüse. Anschließend wird die
Folie in einem Streckwerk in Querrichtung verstreckt. Das Verstrecken
der Folie in zwei Richtungen kann auch in einem Schritt ausgeführt
werden (vergleiche zum Beispiel
US 4,675,582 A und
US 5,072,493 A ).
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Ebenfalls
finden sich im Markt für Klebebänder solche, deren
BoPP-Träger im Blasfolienverfahren verstreckt worden sind.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform werden Träger
für Strappingklebebänder ausschließlich
in Maschinenrichtung verstreckt. Mit diesem Verfahren lassen sich
Polypropylenfolien mit den höchsten Zugfestigkeiten und
Moduln erzielen. Üblicherweise beträgt das verwendete
Streckverhältnis, das heißt der Quotient aus Länge
eines Primärfolienkompartiments zu dem entsprechenden des
Endprodukts, zwischen 1:5 bis 1:10. Besonders bevorzugt werden Streckverhältnisse
zwischen 1:7 und 1:8,5. Die sehr hohe Dehnungsresistenz von ausschließlich
monoaxial orientierten Polypropylenfolien ist eine der wesentlichsten
Eigenschaften für den Einsatz als Strapping-Klebebandträger.
In vielen Anwendungen wie dem Sichern von Kartonstapeln, dem Bündel
auch schwerer Gegenstände oder auch dem Fixieren unter
Spannung stehender Enden von rollenförmig aufgewickelter
Bleche, um nur einige Beispiele zu nennen, ist diese Eigenschaft
unabdingbar.
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Das
Wirkprinzip der Orientierung liegt in der Ausrichtung der Polymermolekülketten
und der daraus gebildeten Kristallstrukturen sowie in der Ausrichtung
der amorphen Bereiche in bestimmte Vorzugsrichtungen und der damit
verbundenen Festigkeitszunahme. Prinzipbedingt wird dabei aber auch
die Festigkeit in diejenige Richtung, in welche nicht orientiert
wird, verringert. Entsprechend findet sich im Falle der BoPP- und
BoPET-Folien und ganz besonders im Falle der MoPP-Folien eine deutlich
geringere Festigkeit der Folien in der z-Richtung (in Richtung der
geringsten Ausdehnung der Folie). Obwohl die enorm hohe Zugfestigkeit
derartiger Träger für die Anwendung gewinnbringend
eingesetzt wird und zum Beispiel in Maschinenrichtung höchste Lasten
von über 350 N/mm
2 (siehe beispielsweise
in der
DE 10 2006
062 249 A1 ) gehalten werden, offenbart sich die nachteilige
Neigung derartiger Träger zum Versagen beziehungsweise
Aufspleißen in z-Richtung regelmäßig
beim Wiederablösen von Untergründen oder beim Abwickeln
von der Rolle, auch wenn nur mäßige bis mittlere
Kräfte von wenig mehr als 6 N/cm auftreten, da der Träger
hierbei auch in z-Richtung belastet wird.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, gegenüber dem Stand der Technik eine
merkliche Verbesserung zu erzielen und ein Klebeband zur Verfügung
zu stellen, welches die genannten Anforderungen erfüllt.
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Gelöst
wird diese Aufgabe durch ein Klebeband, wie es im Hauptanspruch
näher gekennzeichnet ist. In den Unteransprüchen
sind vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.
Des Weiteren ist die Verwendung des erfindungsgemäßen
Klebebands umfasst.
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Demgemäß betrifft
die Erfindung ein Klebeband mit einem Träger aus einer
Folie auf den zumindest einseitig eine Klebemasse aufgebracht ist,
wobei die Klebemasse besteht aus
- • mindestens
einem Blockcopolymer P1 mit einem oder mehreren endständigen
Blöcken bestehend aus Vinylaromaten und mindestens einem
Block bestehend aus konjugierten Dienen, bei dem die endständigen Doppelbindungen,
entstanden durch 1,2-Verknüpfung, zu mehr als 80% hydriert
sind, während die Doppelbindungen in der Hauptkette, entstanden
durch 1,4-Verknüpfung, zu weniger als 30% hydriert sind,
und
- • mindestens einem Blockcopolymer P2 mit einem oder
mehreren endständigen Blöcken bestehend aus Vinylaromaten
und mindestens einem Block bestehend aus konjugierten Dienen, bei
dem mindestens 95% der Doppelbindungen hydriert sind.
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Als
Folienträger können alle nach den oben beschriebenen
Verfahren erhaltenen Folien eingesetzt werden.
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Vorteilhaft
besitzen die Folien eine Reißdehnung zwischen 20% und 160%,
in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform zwischen
30% und 50%.
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Vorteilhaft
besitzen die Folien eine Dicke zwischen 25 μm und 150 μm,
in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform aber zwischen
35 μm und 100 μm.
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Anzumerken
ist an dieser Stelle, dass im Fall der durch Anfügen von
Fasern beziehungsweise Filamenten beziehungsweise Filamentgeweben
oder -gelegen verstärkten Klebebänder die Reißdehnung
der Produkte in der Regel durch die Mechanik der Fasermaterialien
und jener der Filamentgeometrien bestimmt wird. Typischerweise weisen
derartige Produkte Reißdehnungen von 3% bis 25% auf, wobei
5% bis 8% besonders bevorzugt werden. Bestimmt wird die Reißdehnung
in Anlehnung an die AFERA Prüfmethode 5004.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die Folie
aus
- • aus unverstrecktem oder mono-
oder biaxial orientiertem Polypropylen
- • aus unverstrecktem oder monoaxial orientiertem Polyethylen
oder
- • aus Polyester.
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Weiterhin
kann die Folie aus Elends von Polyethylen und Propylen bestehen.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung enthält
die Folie zumindest teilweise Copolymere des Propylens oder Copolymere
des Polyethylens.
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Darüber
hinaus hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Folie
mindestens zwei Schichten umfasst, die insbesondere über
Coextrusion hergestellt werden.
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Erfordert
der Einsatz des Klebebandes eine noch höhere Festigkeit
oder Dehnungsresistenz, als sie durch einen alleinigen Folienträger
erzielt werden kann, kann der Träger durch Anfügen
von faserartigen Materialien, insbesondere einzelnen in Maschinenrichtungen
verlaufenden Filamenten oder Filamentgeweben oder -gelegen weiter
verstärkt werden. Dem Fachmann bekannte Verfahren sind
das Auflegen von erwähnten faserartigen Materialien auf
eine vorbeschichtete Folienbahn und die in einem separaten oder
auch im gleichen Produktionsschritt ausgeführte Nachbeschichtung
mit der später eigentlich wirksamen Klebmasse.
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Als
Träger für das Klebeband können die beschriebenen
Folien direkt eingesetzt werden, wobei in der Regel zumindest eine
Corona- oder auch Flammvorbehandlung der später mit der
Klebmasse zu beschichtenden Seite erfolgt, um die Klebmasse besser
auf dem Träger zu verankern. Eine weitere Verbesserung
der Haftung gleichbedeutend mit der Verankerung der Klebmasse auf
dem Träger kann durch den Einsatz von Primern erfolgen.
Mit diesen kann zum einen die Oberflächenenergie zielführend
eingestellt werden und zum anderen zum Beispiel bei Verwendung von
Isocyanat haltigen Primern eine chemische Anbindung der elastomeren
Klebmassenkomponente an den Träger verfolgt werden.
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Das übliche
Flächenauftragsgewicht des Primers liegt dabei zwischen
0,1 und 10 g/m2. Eine weitere Möglichkeit,
die Verankerung zu verbessern, besteht in der Verwendung von Trägerfolien,
die durch Coextrusion beim Folienhersteller gezielt mit einer für
die Anbindung zum Haftklebstoff günstigen Polymeroberfläche ausgestattet
sind.
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Zur
Erleichterung der Abrollbarkeit wird der Klebebandträger
auf der der Klebmasse gegenüberliegenden Seite mit einer
die Haftung der Klebmasse reduzierenden Schicht versehen. Bei der
Herstellung des erfindungsgemäßen Klebebandes
werden sowohl Trennlackierungen auf Basis von kommerziell erhältlichen
Polyvinylstearylcarbamate, welche in Form von verdünnten
Lösungen in Toluol aufgetragen werden, als auch Silikonbeschichtungen
verwendet. Deren Eignung ist nachgewiesen. Allerdings können
im Prinzip ausnahmslos alle weiteren, dem Fachmann bekannten Trennschichten
beziehungsweise Trennlackierungen verwendet werden, die geeignet
sind, eine ausreichend geringe Abrollkraft zu gewährleisten.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform der Klebemasse weisen
die Blockcopolymere einen Polyvinylaromatenanteil von 10 Gew.-%
bis 35 Gew.-% auf.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform beträgt
der Anteil der beiden Vinylaromatenblockcopolymere in Summe bezogen
auf die gesamte Klebmasse 20 bis 70 Gew.-%, bevorzugt 30 bis 60
Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 35 bis 55 Gew.-%.
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Bei
der Herstellung von Blockcopolymeren auf der Basis von Vinylaromaten,
bevorzugt Styrol und 1,3-Dienen, besonders Isopren und Butadien,
werden im Dienblock die Diene sowohl 1,2- als auch 1,4-verknüpft
eingebaut. Der Anteil an 1,2-verknüpften Dienen kann durch
das Lösungsmittel, die Temperatur oder den Katalysator
gesteuert werden. Da die 1,2-vernüpften Diene eine endständige
Doppelbindung enthalten, während die Doppelbindung bei
den 1,4-verknüpften Dienen in der Hauptkette liegt, ist
eine selektive Hydrierung der endständigen und damit reaktiveren
Doppelbindungen möglich.
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Als
Blockcopolymere kommen solche Polymere zum Einsatz, die zum einen
Blöcke aus Vinylaromaten (A-Blöcke) wie zum Beispiel
Styrol und zum anderen solche gebildet durch Polymerisation von
1,3-Dienen (B-Blöcke) wie zum Beispiel Butadien und Isopren
oder einer Mischung aus beiden besitzen. Dabei sind die B-Blöcke
so polymerisiert, dass sie einen hohen Anteil an Vinylgruppen durch
eine 1,2-Verknüpfung von über 20% besitzen, die
im Gegensatz zu den Doppelbindungen in der Hauptkette hydriert sind.
Wenn das nichthydrierte Blockcopolymer ein SBS ist, entsteht nach
der selektiven Hydrierung ein so genanntes SBBS (Styrol-Butadien/Butylen-Styrol).
Da die Selektivität der Hydrierung nicht 100% ist, können
Blockcopolymere zum Einsatz kommen, dessen vinylische Doppelbindungen,
entstanden durch 1,2-Verknüpfung, zu mehr als 80% hydriert
sind, während die Doppelbindungen in der Hauptkette nur
zu maximal 30% hydriert sind.
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Als
zweite Komponente kommen Blockcopolymere zum Einsatz, die zum einen
Blöcke aus Vinylaromaten (A-Blöcke) wie zum Beispiel
Styrol und zum anderen solche gebildet durch Polymerisation von
1,3-Dienen (B-Blöcke) wie zum Beispiel Butadien und Isopren
oder einer Mischung aus beiden besitzen, wobei die gesamten Doppelbindungen
der B-Blöcke zu einem Anteil von über 95% hydriert
sind.
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Die
Blockcopolymere können lineare A-B-A-Struktur aufweisen.
Einsetzbar sind ebenfalls Blockcopolymere von radialer Gestalt sowie
sternförmige und lineare Multiblockcopolymere. Als weitere
Komponente können A-B-Zweiblockcopolymere eingesetzt werden.
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Anstelle
der bevorzugten Polystyrolblöcke können auch Polymerblöcke
auf Basis anderer aromatenhaltiger Homo- und Copolymere (bevorzugt
C8- bis C12-Aromaten)
mit Glasübergangstemperaturen von größer ca.
75°C genutzt werden wie zum Beispiel α-methylstyrolhaltige
Aromatenblöcke.
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Die
beiden Elastomere, zum einen teilhydriert (P1) und zum anderen zu
mindestens 95% hydriert (P2), liegen erfindungsgemäß in
einem Verhältnis (Gewichtsanteile) von 25:75 bis zu einem
Verhältnis von 90:10 vor, bevorzugt im Bereich von 40:60
und 80:20.
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Als
Klebrigmacher dienen Klebharze, die mit dem Elastomerblock der Vinylaromatenblockcopolymere verträglich
sind. Geeignete Klebharze sind unter anderem vorzugsweise nicht
hydrierte, partiell oder vollständig hydrierte Harze auf
Basis von Kolophonium oder Kolophoniumderivaten, hydrierte Polymerisate
des Dicyclopentadiens, nicht hydrierte, partiell, selektiv oder
vollständig hydrierte Kohlenwasserstoffharze auf Basis von
C5-, C5/C9- oder C9-Monomerströmen,
oder Polyterpenharze auf Basis von α-Pinen und/oder β-Pinen und/oder δ-Limonen.
Vorgenannte Klebharze können sowohl allein als auch im
Gemisch eingesetzt werden.
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Dabei
können sowohl bei Raumtemperatur feste als auch flüssige
Harze zum Einsatz kommen.
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Um
eine hohe Alterungs- und UV-Stabilität zu gewährleisten,
sind hydrierte Harze bevorzugt.
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Als
weitere Additive können typischerweise genutzt werden:
- • Plastifizierungsmittel wie zum Beispiel
Weichmacheröle oder niedermolekulare flüssige
Polymere wie zum Beispiel niedermolekulare Polybutene
- • primäre Antioxidantien wie zum Beispiel
sterisch gehinderte Phenole
- • sekundäre Antioxidantien wie zum Beispiel
Phosphite oder Thioether
- • Prozessstabilisatoren wie zum Beispiel C-Radikalfänger
- • Lichtschutzmittel wie zum Beispiel UV-Absorber oder
sterisch gehinderte Amine
- • Verarbeitungshilfsmittel
- • Füllstoffe wie Fasern, Ruß, Zinkoxid,
Titandioxid, Mikrovollkugeln, Voll- oder Hohlglaskugeln, Kieselsäure, Silikaten,
Kreide
- • Endblockverstärkerharze sowie
- • gegebenenfalls weitere Polymere von bevorzugt elastomerer
Natur; entsprechend nutzbare Elastomere beinhalten unter anderem
solche auf Basis reiner Kohlenwasserstoffe wie zum Beispiel ungesättigte
Polydiene wie natürliches oder synthetisch erzeugtes Polyisopren
oder Polybutadien, chemisch im Wesentlichen gesättigte
Elastomere wie zum Beispiel gesättigte Ethylen-Propylen-Copolymere, α-Olefincopolymere,
Polyisobutylen, Butylkautschuk, Ethylen-Propylenkautschuk sowie.
chemisch funktionalisierte Kohlenwasserstoffe wie zum Beispiel halogenhaltige,
acrylathaltige oder vinyletherhaltige Polyolefine, um nur einige
wenige zu nennen.
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Erfindungsgemäß ist
es auch, wenn die Klebemasse alle die genannten Zuschlagstoffe jeweils
nicht aufweist.
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Der
allgemeine Ausdruck „Klebeband” umfasst im Sinne
dieser Erfindung alle flächigen Gebilde wie in zwei Dimensionen
ausgedehnte Folien oder Folienabschnitte, Bänder mit ausgedehnter
Länge und begrenzter Breite, Bandabschnitte und dergleichen,
letztlich auch Stanzlinge oder Etiketten.
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Herstellung der Haftklebemassen
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Die
Herstellung und Verarbeitung der Haftklebemassen kann aus Lösung,
Dispersion sowie aus der Schmelze erfolgen. Bevorzugte Herstell-
und Verarbeitungsverfahren erfolgen aus Lösung sowie aus
der Schmelze. Besonders bevorzugt ist die Fertigung der Klebmasse
aus der Schmelze, wobei insbesondere Batchverfahren oder kontinuierliche
Verfahren eingesetzt werden können. Besonders vorteilhaft
ist die kontinuierliche Fertigung der Haftklebemassen mit Hilfe
eines Extruders.
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Die
so hergestellten Haftklebmassen können dann mit den allgemein
bekannten Verfahren auf den Träger gebracht werden. Bei
Verarbeitung aus der Schmelze können dies Auftragsverfahren über
eine Düse oder einen Kalander sein. Bei Verfahren aus der
Lösung sind Beschichtungen mit Rakeln, Messern oder Düsen bekannt,
um nur einige wenige zu nennen.
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Prüfmethoden
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Klebkraft
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Die
Bestimmung der Klebkraft (gemäß AFERA
5001) wurde wie folgt durchgeführt. Als definierter
Haftgrund wurde galvanisch verzinktes Stahlblech mit einer Stärke
von 2 mm (Bezug von der Firma Rocholl GmbH) eingesetzt. Das zu untersuchende
verklebbare Flächenelement wurde auf eine Breite von 20
mm und eine Länge von etwa 25 cm zugeschnitten, mit einem
Handhabungsabschnitt versehen und unmittelbar danach fünfmal
mit einer Stahlrolle von 4 kg bei einem Vorschub von 10 m/min auf
den jeweils gewählten Haftgrund aufgedrückt. Unmittelbar
im Anschluss daran wurde das verklebbare Flächenelement
in einem Winkel von 180° vom Haftgrund mit einem Zugprüfungsgerät
(Firma Zwick) abgezogen und die hierfür bei Raumtemperatur
benötigte Kraft gemessen. Der Messwert (in N/cm) ergab
sich als Mittelwert aus drei Einzelmessungen.
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UV-Test
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Zur
Messung der UV-Stabilität wurden die Muster in 20 mm Breite
und 25 cm Länge auf Prüfplatten mit einer Länge
20 cm und einer Breite 5 cm appliziert und 5 mal mit einer gummierten
Stahlrolle von 2 kg Gewicht angerollt. Als Prüfuntergründe
wurde galvanisch verzinktes Stahlblech (DC01 ZE 25/25), ABS und
Polystyrol (PS) gewählt. Es wurden für jedes Prüfsystem
jeweils 15 Streifen vorbereitet.
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Die
Muster wurden mit der Klebebandseite nach oben in einer UV-Kammer
mit Xenonlampe bei einer Bestrahlungsstärke von 500 W/m2 gelagert.
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Fortlaufend
nach jeweils 24 h Bestrahlungszeit wurden die Streifen von einzelnen
Musterplatten nach Rekonditionierung auf Raumtemperatur unter 90° und
180° abgezogen und hinsichtlich Reißern und Rückständen
beurteilt. Die maximale erzielte Zeitdauer in Tagen wird durch das
erste Auftreten von Rückständen bestimmt. Die
gesamte Testdauer wurde auf 12 Tage begrenzt. Entsprechend bedeutet
die Bewertung eines Musters mit „12 Tage”, dass
das Muster innerhalb der vollständigen Testdauer keine
erkennbare Schädigung durch die UV-Belastung erfahren hat.
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Prüfung der Klebkraft nach Lagerung
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Die
Vorgehensweise bei der Messung der Klebkraft nach Lagerung entspricht
grundsätzlich derjenigen für die Initialklebkraft
mit dem Unterschied, dass die in dort beschriebener Weise definiert
applizierten Muster erst nach Lagerung von 5 Tagen (in waagerechter
Form) bei einem Prüfklima von 60°C und 95% relativer
Luftfeuchte und anschließendem Rekonditionieren von mindestens
8 h bei 23°C und 50% relativer Luftfeuchte vermessen werden.
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Im
Folgenden wird die Erfindung durch einige Beispiele näher
erläutert, ohne die Erfindung damit einschränken
zu wollen.
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Dazu
wird als Träger eine Folie aus monoaxial orientiertem Polypropylen
mit einer Dicke von 50 μm verwendet, welche zur Verbesserung
der Haftung der Klebmasse auf der Seite der späteren Klebmassenbeschichtung
Corona vorbehandelt ist. Die gegenüberliegende Trägerseite
ist entweder mit einem Silikon oder einer Carbamat basierten Release-Beschichtung
als Trennschicht versehen, hier ein Silikon.
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Nach
den Ergebnissen der Reißdehnungsmessungen weist der Träger
eine Höchstzugkraft von 160 N/10 mm mit einer Reißdehnung
von 35% auf.
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Der
ausgerüstete Folienträger wurde mit einer SBBS-Masse
der folgenden Rezeptur auf zwei unterschiedlichen Wegen beschichtet.
70
Teile | Tuftec
P 1500 | SBBS
mit 30 Gew.-% Blockpolystyrolgehalt und ca. 68 Gew.-% Zweiblockgehalt
der Firma Asahi |
30
Teile | Kraton
G 1657 | SEBS
mit 13 Gew.-% Blockpolystyrolgehalt und ca. 36 Gew.-% Zweiblockgehalt
der Firma Kraton |
100
Teile | Escorez
5600 | Hydriertes
KW-Harz mit einem Erweichungspunkt von 100°C der Firma
Exxon |
25
Teile | Ondina
G 17 | Weißöl
aus paraphinischen und naphtenischen Anteilen der Firma Shell |
- SBBS 01 – Die Masse wurde in einem
Hotmeltprozess in einem Extruder kompoundiert und über
ein 3-Walzenauftragswerk auf den ausgerüsteten Träger
beschichtet.
- SBBS 02 – Die in Lösung hergestellte SBBS-Masse
(Lösemittel: Toluol mit einem Feststoffanteil von 40%)
wurde direkt auf den corona-vorbehandelten Folienträger
beschichtet, der dann anschließend im Ofen für
7 min bei 120°C getrocknet wurde.
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Die
vergleichenden Untersuchungen wurden mit verschiedenen im Handel
erhältlichen Strapping-Klebebändern durchgeführt.
Ein Klebeband mit einer Acrylat-Klebemasse wurde dabei in die Testserie
aufgenommen. Weiterhin werden drei Produkte mit Naturkautschuk basierten
Klebmassen angeführt (NR 01, NR 02 und NR 03).
Acrylat | tesa
Produkt (tesa 64250), Strapping-Klebeband mit einem MoPP-Träger
und einer Klebemasse auf Polyacrylatbasis; Klebemasseauftragsflächengewicht:
28 g/m2 |
NR
01 | tesa
Produkt (tesa 64283), Strappingklebeband mit einem MoPP-Träger
und einer Klebemasse auf Naturkautschukbasis; Klebemasseauftragsflächengewicht: 25
g/m2 |
NR
02 | tesa
Produkt (tesa 4298), Strappingklebeband mit einem MoPP-Träger
und einer Klebemasse auf Naturkautschukbasis; Klebemasseauftragsflächengewicht: 27
g/m2 |
NR
03 | Wettbewerbsprodukt
(Nitto Denko 3800 K), Strappingklebeband mit einem Polyesterträger
und einer Klebemasse auf Naturkautschukbasis; Klebemasseauftragsflächengewicht:
30 g/m2 |
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Die 1 zeigt
die Messergebnisse der Klebkraftmessungen, die an den unterschiedlichen
Klebebändern jeweils auf verzinktem Stahl vor und nach
der Lagerung von 5 Tagen bei 60°C und 95% relativer Luftfeuchte
durchgeführt wurden.
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Zur
Verdeutlichung ist oben im Diagramm die prozentuale Zunahmen der
Klebkräfte durch die Lagerung (Quotienten aus Klebkraft
nach Lagerung zu Initial-Klebkraft multipliziert mit 100) angegeben.
Weiterhin wird die die maximale erzielte Anzahl an Tagen im UV-Test
nach denen die Bänder noch rückstandsfrei abgezogen
werden konnten genannt.
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Eindeutig
erkennbar ist der Sprung zwischen der Acrylat- und den NR- beziehungsweise
SBBS-Klebmassen. Während das Acrylat-Band eine Steigerung
der Klebkräfte durch die Klimalagerung um deutlich über 200%
erfährt und daher auch beim schnellen händischen
Abziehen reißt, zeigen die Naturkautschukbasierten und
ganz besonders die Bänder mit SBBS-Klebmasse nur eine marginale
Steigerung der Klebkräfte.
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Gleichzeitig
weisen nur das Acrylatband und die SBBS-Bänder eine nennenswerte
UV-Resistenz auf.
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Gemäß der
beigefügten Tabelle, die die Anzahl an bestandenen Tagen
unter UV-Bestrahlung (gemeint ist ohne Beobachtung von Rückständen
auf dem Verklebungsuntergrund beim anschließenden Wiederablösen)
darstellt, zeigt sich, dass die Kautschuk basierenden Massen schnell
versagen, während bei den SBBS-Bändern auch nach
12 Tagen Testdauer keine erkennbare Schädigung durch die
UV-Belastung zu erkennen ist.
Acrylat | NR
01 | NR
02 | NR
03 | SBBS
01 | SBBS
02 |
12 | 0 | 1 | 0 | 12 | 12 |
Tabelle:
Anzahl an bestandenen Tagen unter UV-Bestrahlung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - US 4675582
A [0013]
- - US 5072493 A [0013]
- - DE 102006062249 A1 [0016]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- - AFERA Prüfmethode
5004 [0023]
- - AFERA 5001 [0048]