EP4010444A1 - Klebeband zum ummanteln von langgestrecktem gut wie insbesondere kabelsätzen und verfahren zur ummantelung - Google Patents

Klebeband zum ummanteln von langgestrecktem gut wie insbesondere kabelsätzen und verfahren zur ummantelung

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Publication number
EP4010444A1
EP4010444A1 EP20754699.5A EP20754699A EP4010444A1 EP 4010444 A1 EP4010444 A1 EP 4010444A1 EP 20754699 A EP20754699 A EP 20754699A EP 4010444 A1 EP4010444 A1 EP 4010444A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
adhesive tape
adhesive
weight
carrier
vinyl
Prior art date
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Pending
Application number
EP20754699.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Fabian Brockmeyer
Daniel Schmitz-Stapela
Andreas Meier
Jacob PRZYOJSKI
Mark HÄNLE
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
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Filing date
Publication date
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Priority claimed from DE102019211874.7A external-priority patent/DE102019211874A1/de
Application filed by Tesa SE filed Critical Tesa SE
Publication of EP4010444A1 publication Critical patent/EP4010444A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J7/00—Adhesives in the form of films or foils
    • C09J7/30—Adhesives in the form of films or foils characterised by the adhesive composition
    • C09J7/38—Pressure-sensitive adhesives [PSA]
    • C09J7/381—Pressure-sensitive adhesives [PSA] based on macromolecular compounds obtained by reactions involving only carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C09J7/385—Acrylic polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2203/00—Applications of adhesives in processes or use of adhesives in the form of films or foils
    • C09J2203/302—Applications of adhesives in processes or use of adhesives in the form of films or foils for bundling cables
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2400/00—Presence of inorganic and organic materials
    • C09J2400/20—Presence of organic materials
    • C09J2400/26—Presence of textile or fabric
    • C09J2400/263—Presence of textile or fabric in the substrate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2467/00—Presence of polyester
    • C09J2467/006—Presence of polyester in the substrate

Definitions

  • Adhesive tape for sheathing elongated goods in particular cable sets and methods for sheathing
  • the invention relates to an adhesive tape for sheathing elongated material such as, in particular, cable harnesses in automobiles and methods for sheathing.
  • Adhesive tapes have been used in the industry to make wire harnesses for some time.
  • the adhesive tapes are used to bundle a large number of electrical cables before installation or in an already assembled state, for example to reduce the space required by the cable bundle by bandaging and to achieve additional protective functions such as protection against mechanical and / or thermal stress.
  • Adhesive tapes for wrapping elongate goods are known, for example, from EP 1 848006 A2, DE 10 2013 213 726 A1 and EP 2 497 805 A1.
  • LV 312-1 Protection systems for wiring harnesses in motor vehicles, adhesive tapes; Test guideline "(10/2009) as a common standard of the companies Daimler, Audi, BMW and Volkswagen or the Ford specification ES-XU5T-1 A303-aa (revision 09/2009)” Harness Tape Performance Specification).
  • these standards are abbreviated as LV 312 or the Ford specification.
  • the noise reduction, the abrasion resistance and the temperature resistance of an adhesive tape are determined using defined test setups and test methods, as described in detail in LV 312.
  • Cable wrapping tapes are widespread with film and textile backings, which are usually coated on one side with different pressure-sensitive adhesives.
  • the adhesive tape When winding a cable set, the adhesive tape is glued around the cable, from not at all to completely overlapping, which usually has a small radius, so that the adhesive tape is very strongly curved. At the end of a winding section, the tape is usually wound predominantly on its own rear side, so that the degree of overlap is almost complete, similar to the usual administration form as an adhesive tape roll, where the adhesive is also glued to its own rear side.
  • static forces act, for example due to the flexural rigidity of the carrier and the winding tension, which can lead to the open ends of the adhesive tape standing up in an undesirable manner, similar to the start of automatic unwinding.
  • the flagging resistance is therefore the ability of the adhesive to withstand this static force.
  • Flagging - in the case of an adhesive tape wrapped around a body - is understood to mean the tendency of one end of the adhesive tape to protrude. The cause arises from the combination of the holding force of the adhesive, the rigidity of the carrier and the diameter of the cable set.
  • the flagging resistance of wire harnessing (WH) cable wrapping tapes is demonstrated using the TFT (Threshold Flagging Time) method.
  • TFT Threshold Flagging Time
  • a limit value of well over 1000 min TFT, preferably over 2000 min TFT, is defined as the target value for a perfectly flag-free fabric product.
  • the adhesive tape is intended to protect the cables against damage caused by abrasion, for example on sharp edges. Therefore, in particular, correspondingly robust carrier materials are used.
  • the adhesive tapes are therefore classified in abrasion classes A to E according to LV 312.
  • the cable insulation must not become brittle over a long period of time due to the influence of the adhesive tape in combination with increased temperature.
  • LV 312 a distinction is made between four temperature classes T1 to T4, corresponding to 80 ° C (also called temperature class A), 105 ° C (also called temperature class B (105)), 125 ° C (also called temperature class C) ) and 150 ° C (also called temperature class D), which the wrapped cables must withstand for over 3000 hours without becoming brittle.
  • temperature classes T3 and T4 place higher demands on the adhesive tape than the lower classes T1 and T2.
  • the classification T1 to T4 is determined by the cable insulation material as well as the pressure-sensitive adhesive and the carrier type.
  • Cable winding tapes with pressure-sensitive adhesives based on natural rubber mostly show good anti-sagging resistance, but have an unwinding force that increases over the storage time, and above all with increasing temperatures. In addition, they only meet the lower temperature classes for cable compatibility. Adhesive tapes based on synthetic rubbers (styrene block copolymers) and SBS / SIS behave in a similar way. Even the hydrogenated types are limited in temperature class.
  • Fraying is caused when the force acting on individual threads is higher than that which ensures that the threads and thus the fabric carrier are held together.
  • the cohesion of the threads of a fabric adhesive tape and thus the fraying resistance are defined by the type of fabric (raw materials, production method, equipment) and the nature of the adhesive compound applied.
  • the fraying resistance is quantified by measuring the force required to pull a defined amount of warp threads out of the backing of the coated adhesive tape.
  • a limit value of 1,400 mN is defined as the target value for a perfect and therefore good product.
  • the present invention is based on the object of providing an adhesive tape which, despite being easy to unwind, has good anti-sagging resistance and at the same time has good fraying and which enables particularly simple, inexpensive and fast sheathing of elongated items such as cable harnesses in automobiles.
  • the invention relates to an adhesive tape, in particular for wrapping cables, made from a preferably textile carrier and from a pressure-sensitive adhesive applied to at least one side of the carrier in the form of a dried and crosslinker-free polymer dispersion, the polymer being composed of:
  • the pressure-sensitive adhesive contains between 5 and 20 parts by weight of tackifier (based on the mass of the dried polymer dispersion), the tackifier having a softening point above 90 ° C. according to ASTM E28-99 (2009).
  • n-butyl acrylate and 2-ethylhexyl acrylate are used simultaneously, preferably in a ratio of 2: 1 to 1: 2, more preferably in a ratio of 1.25: 1 to 1: 1.25, particularly preferably in one ratio from 1: 1.
  • crosslinkers that is to say compounds capable of crosslinking, are added to the PSA.
  • crosslinker stands for chemical compounds that are able to connect molecular chains with one another so that three-dimensional crosslinked structures can be formed from the two-dimensional structures by forming intermolecular bridges.
  • Crosslinkers are those - especially bifunctional or polyfunctional, mostly low molecular weight - compounds which, under the selected crosslinking conditions, can react with suitable - especially functional - groups of the polymers to be crosslinked, thus linking two or more polymers or polymer sites with one another ("bridging") and thus creating a network from the polymer to be crosslinked or the polymers to be crosslinked. This usually results in an increase in cohesion.
  • crosslinkers are chemical compounds which have two or more identical or different functional groups within the molecule or at the two ends of the molecule and consequently can crosslink molecules of the same or different structures with one another.
  • a crosslinker can react with the reactive monomer or reactive resin, as defined above, without polymerization in the actual sense of the word.
  • a crosslinker can be incorporated into the polymer network.
  • the pressure-sensitive adhesive does not contain any further polymers such as elastomers, that is to say the polymers of the pressure-sensitive adhesive consist only of monomers (a) to (b) or (a) to (d) in the stated proportions.
  • monomer (b) and monomer (c) are advantageously alkyl (meth) acrylates, preferably C to C2o-alkyl (meth) acrylates with the exception of the (a) forming monomers, aromatic vinyl monomers such as styrene, ⁇ -methylstyrene and vinyl toluene, Cr to C10 hydroxyalkyl (meth) acrylates such as, in particular, hydroxyethyl or hydroxypropyl (meth) acrylate, vinyl esters from carboxylic acids containing up to 20 carbon atoms such as vinyl acetate or vinyl laurate, vinyl ethers from alcohols containing up to 10 carbon atoms such as vinyl methyl ether or vinyl isobutyl ether, vinyl halides such as vinyl chloride or Vinylidene dichloride, acid amides such as acrylamide or methacrylamide and unsaturated hydrocarbons with 2 to 8 carbon atoms such as ethylene, propene, butadiene, isopre
  • Ethyl acrylate is particularly preferred according to the invention.
  • At least 50.0% by weight of the ethylenically unsaturated monomers (monomer (b) and optionally monomer (c)) are methyl methacrylate, preferably at least 70.0% by weight, more preferably at least 75.0% by weight, particularly preferably 100 wt%.
  • Suitable monomers (d) are acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid and / or maleic anhydride.
  • Monomer (c) can also be selected from the group consisting of vinyl esters from carboxylic acids containing up to 20 carbon atoms, such as vinyl acetate or vinyl laurate, or vinyl ethers from alcohols containing up to 10 carbon atoms, such as vinyl methyl ether or vinyl isobutyl ether.
  • the polymer dispersion is produced by the process of emulsion polymerization of the components mentioned. Descriptions of this process can be found, for example, in “Emulsion Polymerization and Emulsion Polymers” by Peter A. Lovell and Mohamed S. El-Aasser - Wiley-VCH 1997 - ISBN 0-471-96746-7 or in EP 1 378 527 B1.
  • Adhesives comprising the polymer dispersion with a residual monomer content of less than or equal to 1% by weight, in particular less than or equal to 0.5% by weight (based on the mass of the dried polymer dispersion) are preferably provided.
  • the adhesive is a pressure-sensitive adhesive, that is to say an adhesive which allows a permanent bond to almost all substrates even under relatively light pressure and can be removed again from the substrate after use essentially without leaving any residue.
  • a pressure-sensitive adhesive has a permanent pressure-sensitive adhesive at room temperature, that is to say it has has a sufficiently low viscosity and a high tack so that it wets the surface of the respective adhesive base even with low pressure.
  • the bondability of the adhesive is based on its adhesive properties and the redetachability on its cohesive properties.
  • the adhesive must be above its glass transition temperature at the processing temperature in order to have viscoelastic properties. Since the cable harness is wound at normal ambient temperature (approximately between 15 ° C to 25 ° C), the glass transition temperature of the pressure-sensitive adhesive formulation is preferably below +15 ° C (determined using DSC (Differential Scanning Calorimetry) in accordance with DIN 53765 at a heating rate of 10 K / min).
  • DSC Different Scanning Calorimetry
  • the glass transition temperature of the acrylate copolymers can be estimated according to the Fox equation from the glass transition temperatures of the homopolymers and their relative proportions).
  • the quantitative composition of the monomer mixture is advantageously chosen such that, according to an equation (G1) in analogy to the Fox equation (cf. TG Fox, Bull. Am. Phys. Soc. 1956, 1, 123) gives the desired T G value for the polymer.
  • the polymers according to the invention have a bond strength to steel of at least 1.0 N / cm (with a weight per unit area of the adhesive of 30 g / m 2 on a 23 gm polyester film as a carrier).
  • an “adhesive resin” is understood to mean an oligomeric or polymeric resin which increases the autoadhesion (the tack, the intrinsic tack) of the PSA in comparison to the PSA that does not contain adhesive resin but is otherwise identical.
  • tackifiers to increase the bond strengths of PSAs is known in principle. This effect also occurs when between 3 and 20 parts by weight (corresponds to ⁇ 20 parts by weight), or preferably 5 to 15 parts by weight of tackifier (based on the mass of the dried polymer dispersion) are added to the adhesive. Preference is also given to adding 5 to 12, more preferably 6 to 10 parts by weight of tackifier (based on the mass of the dried polymer dispersion).
  • Adhesive resins with a softening point above 100 ° C. according to ASTM E28-99 (2009) are preferred.
  • Tackifiers are, for example, hydrocarbon resins (for example polymers based on unsaturated C 5 or Cg monomers), terpene phenol resins, polyterpene resins based on raw materials such as a- or ß-pinene, aromatic resins such as coumarone-indene resins or resins based on styrene or ⁇ -methylstyrene such as rosin and its derivatives, for example disproportionated, dimerized or esterified rosin, for example reaction products with glycol, glycerol or pentaerythritol, to name just a few.
  • hydrocarbon resins for example polymers based on unsaturated C 5 or Cg monomers
  • terpene phenol resins for example polymers based on unsaturated C 5 or Cg monomers
  • polyterpene resins polyterpene resins based on raw materials such as a- or ß-pinene
  • aromatic resins such as coumarone-in
  • resins without easily oxidizable double bonds such as terpene phenol resins, aromatic resins and particularly preferably resins which are produced by hydrogenation, such as, for example, hydrogenated aromatic resins, hydrogenated polycyclopentadiene resins, hydrogenated rosin derivatives or hydrogenated polyterpene resins.
  • Resins based on terpene phenols and colophony esters are preferred.
  • Resins based on terpene phenols and colophony esters with a softening point above 100 ° C. according to ASTM E28-99 (2009) are particularly preferred.
  • the resins are expediently used in dispersion form. In this way, they can be mixed with the finely divided polymer dispersion without any problems.
  • the adhesive formulation can optionally be mixed with light stabilizers or primary and / or secondary aging inhibitors.
  • Products based on sterically hindered phenols, phosphites, thiosynergists, sterically hindered amines or UV absorbers can be used as anti-aging agents.
  • Primary antioxidants such as Irganox 1010 or Irganox 254, alone or in combination with secondary antioxidants such as Irgafos TNPP or Irgafos 168, are preferably used.
  • the anti-aging agents can be used in any combination with one another, mixtures of primary and secondary antioxidants in combination with light stabilizers such as, for example, Tinuvin 213 showing particularly good anti-aging effects.
  • Anti-aging agents in which a primary antioxidant is combined in one molecule with a secondary antioxidant have proven particularly advantageous.
  • These anti-aging agents are cresol derivatives whose aromatic ring is substituted with thioalkyl chains at any two different positions, preferably in ortho and meta positions to the OH group, the sulfur atom also being one or more alkyl chains on the aromatic ring of the cresol unit can be connected.
  • the number of carbon atoms between the aromatic and the sulfur atom can be between 1 and 10, preferably between 1 and 4.
  • the number of carbon atoms in the alkyl side chain can be between 1 and 25, preferably between 6 and 16.
  • Compounds of the type are particularly preferred here 4,6-bis (dodecylthiomethyl) -o-cresol, 4,6-bis (undecylthiomethyl) -o-cresol,
  • the amount of anti-aging agent or anti-aging agent package added should be in a range between 0.1 and 10 parts by weight based on the mass of the dried polymer dispersion, preferably in a range between 0.2 and 5 parts by weight based on the mass of the dried polymer dispersion, particularly preferably in one range between 0.5 and 3 parts by weight based on the mass of the dried polymer dispersion.
  • the dosage form in the form of a dispersion for particularly simple miscibility with the adhesive dispersion is preferred.
  • liquid anti-aging agents can also be incorporated directly into the dispersion, the incorporation step should be followed by a standing time of a few hours in order to enable homogeneous distribution in the dispersion or the absorption of the anti-aging agent into the dispersion particles.
  • Another alternative is to add an organic solution of the anti-aging agents to the dispersion.
  • Suitable concentrations are in the range from 0.1 to 8, preferably 01 to 5, parts by weight based on the mass of the dried polymer dispersion.
  • the adhesive formulation can also be mixed with customary processing aids, such as rheology additives (thickeners), defoamers, deaerators, wetting agents or leveling agents. Suitable concentrations are in the range from 0.1 to 5 parts by weight based on the mass of the dried polymer dispersion.
  • customary processing aids such as rheology additives (thickeners), defoamers, deaerators, wetting agents or leveling agents. Suitable concentrations are in the range from 0.1 to 5 parts by weight based on the mass of the dried polymer dispersion.
  • organic thickeners are split into two main active principles: (i) the thickening of the aqueous phase, i.e. non-associative, and (ii) the formation of associations between the thickener molecule and particles, partly with the inclusion of stabilizers (emulsifiers).
  • Representatives of the first (i) group of substances are water-soluble polyacrylic acids and polycoacrylic acids, which form polyelectrolytes with a large hydrodynamic volume in a basic medium. Those skilled in the art also refer to this for short as ASE (alkali swellable emulsion).
  • Another class of substances are the modified polysaccharides, particularly cellulose ethers such as carboxymethyl cellulose, 2-hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl-2-hydroxyethyl cellulose, methyl cellulose, 2-hydroxyethylmethyl cellulose, 2-hydroxyethylethyl cellulose, 2-hydroxypropyl cellulose, 2-hydroxypropylmethyl cellulose, 2-hydroxybutylmethyl cellulose.
  • This class of substances also includes less common polysaccharides such as starch derivatives and special polyethers.
  • the active group of (ii) associative thickeners are in principle block copolymers with a water-soluble central block and hydrophobic end blocks, the end blocks interacting with the particles or themselves and thereby forming a spatial network including the particles.
  • Typical representatives are known to the person skilled in the art as HASE (hydrophobically modified alkali swellable emulsion), HEUR (hydrophobically modified ethylene oxide urethane) or HMHEC (hydrophobically modified hydroxyethyl cellulose).
  • HASE hydrophobically modified alkali swellable emulsion
  • HEUR hydrophobically modified ethylene oxide urethane
  • HMHEC hydrophobically modified hydroxyethyl cellulose
  • the middle block is an ASE
  • the end blocks are mostly long, hydrophobic alkyl chains coupled via polyethylene oxide bridges.
  • the water-soluble central block is a polyurethane, in the HMHEC a 2-hydroxyethyl cellulose.
  • the associative thickeners produce more or less a Newtonian (shear rate-independent) or pseudoplastic (shear-thickening) flow behavior. Sometimes they also show a thixotropic character, that is, in addition to a shear force dependence of the viscosity, they also show a time dependency.
  • the inorganic thickeners are mostly sheet silicates of natural or synthetic origin, examples are hectorites and smectites. In contact with water, the individual layers separate from one another. Due to different charges on the surfaces and edges of the platelets, they form a space-filling house of cards structure at rest, which results in high rest shear viscosities up to flow limits.
  • the house of cards structure collapses and a clear drop in shear viscosity can be observed.
  • the structure build-up can take some time, so that thixotropy can also be achieved with such inorganic thickeners.
  • thickeners can be stirred directly into the adhesive dispersion or, in some cases, are advantageously prediluted or predispersed in water beforehand.
  • Fillers such as silicon dioxides (spherical, needle-shaped, platelet-shaped or irregular like pyrogenic silicas), glass as solid or hollow spheres, microballoons, calcium carbonates, zinc oxides, titanium dioxide, aluminum oxides or aluminum oxide hydroxides can be used to adjust the processability as well as Adhesive properties are used. Suitable concentrations are in the range from 0.1 to 20 parts by weight based on the mass of the dried polymer dispersion.
  • the adhesive formulation of the invention according to ASTM D3330 has a bond strength to steel of at least 2.0 N / cm (with a basis weight of the adhesive of approx. 100 g / m 2 on polyester fabric as a carrier according to the example).
  • carrier materials are suitable as carriers; textile carriers are preferred and fabrics, in particular polyester fabrics, are particularly preferred.
  • nonwoven means at least textile fabrics according to EN 29092 (1988) and stitchbonded nonwovens and similar systems.
  • An adhesive tape in which a woven fabric, a fleece or a knitted fabric is used as the carrier is particularly advantageous.
  • Such carriers are described, for example, in WO 2015/004190 A1.
  • Spacer fabrics and knitted fabrics with lamination can also be used. Such spacer fabrics are disclosed in EP 0 071 212 B1. Spacer fabrics are mat-shaped laminated bodies with a cover layer made of a fiber or filament fleece, an underlayer and individual or tufts of retaining fibers between these layers, which are needled over the surface of the laminate through the particle layer and connect the cover layer and the underlayer to one another. As an additional but not required feature, according to EP 0 071 212 B1, particles made of inert rock, such as sand, gravel or the like, are present in the holding fibers.
  • the holding fibers needled through the particle layer hold the top layer and the backing layer at a distance from one another and they are connected to the top layer and the backing layer.
  • Nonwovens are suitable as nonwovens.
  • Mechanical, thermal and chemical consolidation are known as possible consolidation methods for nonwovens. If the fibers are held together purely mechanically in the case of mechanical consolidation, mostly by swirling the individual fibers, by meshing fiber bundles or by sewing in additional threads, then adhesive (with binder) or cohesive (binder-free) fiber-fiber can be achieved through thermal and chemical processes. Achieve ties. With suitable formulation and process management, these can be limited exclusively or at least predominantly to fiber nodes, so that a stable, three-dimensional network is nevertheless formed while maintaining the loose, open structure in the fleece. Nonwovens have proven to be particularly advantageous which are strengthened, in particular, by stitching over with separate threads or by meshing.
  • Such consolidated nonwovens are produced, for example, on stitchbonding machines of the “Malimo” type from Karl Mayer, formerly Malimo, and can be obtained from Techtex GmbHFI, among others.
  • a Malivlies is characterized in that a transverse fiber fleece is consolidated by the formation of meshes from fibers of the fleece.
  • a fleece of the Kunit or Multiknit type can also be used as a carrier.
  • a Kunit fleece is characterized in that it arises from the processing of a longitudinally oriented fiber fleece into a flat structure that has meshes on one side and mesh webs or pile fiber folds on the other, but has neither threads nor prefabricated flat structures.
  • Such a nonwoven has also been produced for a long time on stitchbonding machines of the "Malimo" type from Karl Mayer.
  • Another characteristic feature of this nonwoven is that, as a longitudinal fiber nonwoven, it can absorb high tensile forces in the longitudinal direction.
  • a multiknit nonwoven is compared to the Kunit nonwoven characterized in that the fleece is solidified both on the upper side and on the lower side by piercing with needles on both sides.
  • the fleece is solidified both on the upper side and on the lower side by piercing with needles on both sides.
  • one or two single-sided intermeshed pile fiber nonwoven fabrics produced according to the Kunit process are usually used.
  • both nonwoven tops are formed into a closed surface by intermingling fibers and connected to one another by almost vertical fibers. Additional pierceable flat structures and / or spreadable media can also be introduced.
  • sewn nonwovens are also available as preliminary tests Product suitable for forming a cover according to the invention and an adhesive tape according to the invention.
  • a stitched fleece is formed from a fleece material with a large number of seams running parallel to one another. These seams are created by sewing in or stitching continuous textile threads.
  • stitchbonding machines of the “Malimo” type from Karl Mayer are known.
  • Needle fleeces are also particularly suitable.
  • a fiber pile is made into a flat structure with the aid of barbed needles.
  • the material is solidified on a needle bar, whereby the individual fibers intertwine to form a solid sheet.
  • the number and The embodiment of the needling points determine the strength and strength of the fiber structure, which is usually light, air-permeable and elastic.
  • a staple fiber fleece that is pre-consolidated by mechanical processing in the first step or that is a wet fleece that was laid hydrodynamically, with between 2% by weight and 50% by weight of the fibers of the fleece being melt fibers, in particular between 5% by weight and 40% by weight of the fibers of the nonwoven.
  • a fleece of this type is characterized in that the fibers are laid wet or, for example, a staple fiber fleece is pre-consolidated through the formation of stitches from fibers of the fleece by needling, sewing, air and / or water jet processing.
  • the heat setting takes place, whereby the strength of the fleece is increased again by the melting or melting of the melt fibers.
  • the adhesive consolidation of mechanically pre-consolidated or wet-laid nonwovens is of particular interest, it being possible for this to take place in solid, liquid, foamed or pasty form via the addition of binders.
  • binders There are many possible basic forms of administration, for example solid binder as a powder to trickle in, as a film or as a grid or in the form of binding fibers.
  • Liquid binders are dissolved in water or organic solvents or can be applied as a dispersion.
  • Binding dispersions are predominantly chosen for adhesive bonding: thermosets in the form of phenolic or melamine resin dispersions, elastomers as dispersions of natural or synthetic rubbers or mostly dispersions of thermoplastics such as acrylates, vinyl acetates, polyurethanes, styrene-butadiene systems, PVC and the like. and their copolymers. Usually, these are anionic or non-ionically stabilized dispersions, but in special cases cationic dispersions can also be advantageous.
  • binding agent can be applied according to the state of the art and can be found, for example, in standard works on coating or non-woven technology such as "Nonwovens” (Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 1982) or “Textiltechnik-Vliesstoffermaschineung”(employers' group Bactextil, Eschborn, 1996).
  • nonwovens Gaorg Thieme Verlag, Stuttgart, 1982
  • Textiltechnik-Vliesstoffermaschineung employers' group Bactextil, Eschborn, 1996.
  • the one-sided spray application of a binding agent is recommended in order to change surface properties in a targeted manner.
  • this type of procedure also significantly reduces the energy required for drying. Since no squeegee rollers are required and the dispersions mainly remain in the upper area of the nonwoven, undesired hardening and stiffening of the nonwoven can be largely prevented.
  • binding agents in the order of magnitude of 1% to 50%, in particular 3% to 20%, based on the weight of the nonwoven fabric, should generally be added.
  • the binder can be added during the manufacture of the nonwoven, during mechanical pre-consolidation, or in a separate process step, which can be carried out in line or off-line. After the binder has been added, a temporary state must be created for the binder in which it becomes sticky and bonds the fibers adhesively - this can be achieved during the drying of dispersions, for example, but also by heating, whereby further variation options are possible by applying surface or partial pressure given are.
  • the activation of the binding agent can take place in known drying tunnels, but with a suitable choice of binding agent also by means of infrared radiation, UV radiation, ultrasound, high-frequency radiation or the like.
  • the binder For the subsequent end use, it makes sense, but is not absolutely necessary, for the binder to have lost its tack after the end of the nonwoven manufacturing process. It is advantageous that volatile components such as fiber auxiliaries are removed by thermal treatment, thus creating a fleece with favorable fogging values, so that when a low-fogging adhesive is used, an adhesive tape with particularly favorable fogging values can be produced; the cover also shows a very low fogging value .
  • Fogging is understood to mean the effect that, under unfavorable conditions, low molecular weight compounds can outgas from the adhesive tapes and condense on cold parts. This can, for example, impair the view through the windshield.
  • Another special form of adhesive bonding is that the binding agent is activated by dissolving or swelling.
  • the fibers themselves or mixed special fibers can also take over the function of the binding agent.
  • solvents are questionable from an environmental point of view or problematic in their handling, this method is rarely used.
  • the carrier can have a surface that is ground smooth on one or both sides, preferably a surface that is ground smooth over the entire area.
  • the smoothly ground surface may be chinted, as is explained in detail, for example, in EP 1 448 744 A1.
  • the carrier can be calendered for compaction in a rolling mill.
  • the two rollers preferably run in opposite directions and at the same peripheral speed, so that the carrier is pressed and compacted.
  • the carrier is additionally ground smooth.
  • the carrier is preferably a fabric, more preferably a polyester fabric.
  • Particularly preferred fabrics are constructed as follows:
  • the warp threads have a yarn weight between 40 and 400 dtex, in particular between 44 and 330 dtex, particularly preferably 167 dtex
  • the weft threads have a yarn weight between 40 and 660 dtex, in particular between 44 and 400 dtex, particularly preferably 167 dtex
  • the number of threads in the warp is 40 to 50 / cm, preferably 44 / cm.
  • the thread count in the weft is 18 to 22 / cm, preferably 20 / cm.
  • the fabric is a polyester fabric. Further possibilities are polyamide fabric, viscose fabric and / or a mixed fabric made from the materials mentioned.
  • the thickness of the fabric is a maximum of 300 gm, particularly preferably 170 to 230 gm, very particularly preferably 190 to 210 gm.
  • the carrier has a weight per unit area of up to 200 g / m 2 , preferably 100 to 150 g / m 2 .
  • the starting materials for the carrier material for the adhesive tape are in particular (chemical) fibers (staple fiber or continuous filament) made of synthetic polymers, also called synthetic fibers, made of polyester, polyamide, polyimide, aramid, polyolefin, polyacrylonitrile or glass, and (chemical) fibers made of natural polymers such as cellulosic fibers (viscose, modal, lyocell, cupro, acetate, triacetate, cellulon), such as rubber fibers, such as vegetable protein fibers and / or such as animal protein fibers and / or natural fibers made of cotton, sisal, flax, silk, hemp, linen, coconut or wool intended.
  • the present invention is not restricted to the materials mentioned, but rather a large number of other fibers can be used to produce the carrier, which is evident to the person skilled in the art without having to be inventive.
  • yarns made from the specified fibers are also suitable.
  • individual threads can be made from a mixed yarn, i.e. they can have synthetic and natural components.
  • the warp threads and the weft threads are each made of one type.
  • the warp threads and / or the weft threads can each consist only of synthetic threads or only of threads made from natural raw materials, that is to say they can be of one type.
  • the yarns or threads of the fabric can be present as filaments.
  • a filament is understood to mean a bundle of parallel, straight individual fibers / individual filaments, also often referred to as multifilament in the literature. If necessary, this fiber bundle can be solidified by twisting, in which case we speak of spun or twisted filaments. Alternatively, the fiber bundle can be solidified by swirling with compressed air or a water jet will. In the following, only the term filament is used in general for all these embodiments.
  • the filament can be textured or smooth and point consolidated or unconsolidated.
  • Polyester is preferably used as the material for the textile carrier, due to its excellent aging resistance and excellent media resistance to chemicals and operating media such as oil, gasoline, antifreeze, etc.
  • polyester has the advantage that it leads to a very abrasion-resistant and temperature-resistant carrier, which is of particular importance for the special purpose of bundling cables in automobiles and, for example, in the engine compartment.
  • a PET fleece or a PET fabric is used as the carrier.
  • the weight per unit area of the textile carrier is advantageously between 30 g / m 2 and 300 g / m 2, more advantageously between 50 g / m 2 and 200 g / m 2 , particularly advantageously between 50 g / m 2 and 150 g / m 2 , entirely particularly advantageously between 70 g / m 2 and 130 g / m 2 .
  • more than 10%, preferably more than 25%, more preferably more than 50% of the adhesive has sunk into the carrier after application to the carrier.
  • a numerical value of, for example, 25% means that the adhesive has penetrated over a layer thickness of 25% of the thickness of the textile carrier, i.e. in the case of a carrier with a thickness of 100 ⁇ m over a layer thickness of 25 ⁇ m within the carrier, starting from the surface of the carrier on which the adhesive is coated, and in a direction perpendicular to the plane spanned by the longitudinal or transverse direction.
  • a carrier material is also suitable for the adhesive tape, which consists of paper, a laminate, a film (for example PP, PE, PET, PA, PU), foam or a foamed film.
  • non-textile flat materials are particularly suitable when special requirements require such a modification of the invention.
  • films are usually thinner than textiles, and their closed layer provides additional protection against the penetration of chemicals and operating materials such as oil, Petrol, antifreeze, etc. in the actual cable area and can be largely adapted to the requirements through a suitable selection of the material: with polyurethanes, copolymers made of polyolefins, for example, flexible and elastic sheaths can be produced, with polyester and polyamides good abrasion and temperature resistance is achieved.
  • Foam or foamed foils have the property of greater space filling and good noise dampening - if a cable harness is laid in a duct or tunnel-like area in the vehicle, for example, clattering and vibrations that are suitable in terms of thickness and dampening can be prevented from the outset.
  • a laminate composed of the textile carrier and a film or plastic layer applied to at least one side of the textile carrier is preferred. Furthermore, films or plastic layers can be applied to the top and bottom of the textile carrier. It can be applied by lamination or by extrusion. A variant is preferred in which the textile carrier is provided on the underside with a film which is equipped on the other side with a pressure-sensitive adhesive.
  • Films such as PP, PE, polyester, PA, PU or PVC are suitable as film or plastic material.
  • the films themselves can in turn consist of several individual layers, for example layers coextruded to form a film.
  • Polyolefins are preferred, but copolymers of ethylene and polar monomers such as styrene, vinyl acetate, methyl methacrylate, butyl acrylate or acrylic acid are also included. It can be a homopolymer such as HDPE, LDPE, MDPE or a copolymer of ethylene with another olefin such as propene, butene, hexene or octene (for example LLDPE, VLLDE). Polypropylenes are also suitable (for example polypropylene homopolymers, polypropylene random copolymers or polypropylene block copolymers).
  • the film preferably has a thickness of 12 ⁇ m to 100 ⁇ m, more preferably 28 to 50 ⁇ m, in particular 35 ⁇ m.
  • the film can be colored and / or transparent.
  • the adhesive tape can have a covering material with which the one or two layers of adhesive are covered until use. All materials listed in detail above are also suitable as covering materials.
  • the described adhesive tape is to be of low flammability, this can be achieved by adding flame retardants to the carrier and / or the adhesive.
  • flame retardants can be organic bromine compounds, if necessary with synergists such as antimony trioxide, but with regard to the halogen-free nature of the adhesive tape, red phosphorus, organophosphorus, mineral or intumescent compounds such as ammonium polyphosphate are preferably used alone or in conjunction with synergists.
  • the amount of adhesive applied, based on the area of the adhesive tape, is preferably between 40 and 160 g / m 2 , preferably between 60 and 130 g / m 2 , more preferably between 80 and 100 g / m 2 .
  • adheresive tape encompasses all flat structures such as films or film sections extended in two dimensions, tapes with extended length and limited width, tape sections and the like, ultimately also diecuts or labels.
  • the adhesive tape thus has a longitudinal dimension and a width dimension.
  • the adhesive tape also has a thickness running perpendicular to both dimensions, the width dimension and the longitudinal dimension being many times greater than the thickness.
  • the thickness is as equal as possible, preferably exactly the same, over the entire surface area of the adhesive tape determined by length and width.
  • the adhesive tape is in particular in web form.
  • a path is understood to mean an object whose length is many times greater than the width and the width is preferably designed to be exactly the same along the entire length.
  • the adhesive tape can be produced in the form of a roll, that is to say rolled up on itself in the form of an Archimedean spiral.
  • a back varnish can be applied to the back of the adhesive tape in order to favorably influence the unwinding properties of the adhesive tape wound into an Archimedean spiral.
  • this backing varnish can be equipped with silicone or fluorosilicon compounds and with polyvinyl stearyl carbamate, polyethylene imine stearyl carbamide or organofluorine compounds as adhesive substances.
  • the adhesive composition can be applied in the longitudinal direction of the adhesive tape in the form of a strip which has a smaller width than the carrier of the adhesive tape. Depending on the application, several parallel strips of the adhesive can also be coated on the carrier material.
  • the position of the strip on the carrier can be freely selected, an arrangement directly on one of the edges of the carrier being preferred.
  • the adhesive is preferably applied over the entire surface of the carrier.
  • At least one strip of covering can be provided on the adhesive coating of the carrier, which strip or which extend in the longitudinal direction of the adhesive tape and which or which cover between 20% and 90% of the adhesive coating.
  • the strip preferably covers a total of between 50% and 80% of the adhesive coating.
  • the degree of coverage is selected depending on the application and the diameter of the cable set. The percentages given relate to the width of the strips of the roofing in relation to the width of the beam.
  • the position of the strip on the adhesive coating can be freely selected, an arrangement directly on one of the longitudinal edges of the carrier being preferred. This results in an adhesive strip which extends in the longitudinal direction of the adhesive tape and is flush with the other longitudinal edge of the carrier. If the adhesive tape is used for sheathing a cable harness by guiding the adhesive tape in a helical movement around the cable harness, the sheathing of the cable harness can be so take place that the adhesive of the adhesive tape is only glued to the adhesive tape itself, while the material does not come into contact with any adhesive.
  • the cable harness sheathed in this way has a very high degree of flexibility because the cables are not fixed by any adhesive. This significantly increases its flexibility during installation - especially in narrow passages or sharp bends.
  • the sheathing can take place in such a way that part of the adhesive strip is glued to the adhesive tape itself and another part to the item.
  • the strip is applied in the middle of the adhesive coating, so that two adhesive strips are produced on the longitudinal edges of the carrier in the longitudinal direction of the adhesive tape.
  • the two adhesive strips present on the longitudinal edges of the adhesive tape are advantageous, especially if one that is usually narrower than the second strip is advantageous Fixation aid is used and the second, wider strip serves as a closure.
  • Fixation aid is used and the second, wider strip serves as a closure.
  • the adhesive tape is glued to the cable in such a way that the cable set is secured against slipping and is nevertheless designed to be flexible.
  • the process of making the adhesive tape according to the invention exhausted is the coating of the carrier directly with the dispersion in one or more work steps carried out one after the other.
  • the untreated textile can be coated directly or using the transfer process.
  • the textile can be finished with a Coating are pretreated (with any film-forming substance from solution, dispersion, melt and / or radiation-curing), in order then to be provided with the pressure-sensitive adhesive in a subsequent work step directly or in the transfer process.
  • the usual application units are used: wire doctor blade, coating bar, roller application, nozzle coating, double chamber doctor blade, multiple cascade nozzle.
  • the adhesive tape can be used excellently for insulating and winding wires or cables.
  • the adhesive tape can be guided in a helical line around the elongated goods or the elongated goods can be enveloped by the tape in the axial direction.
  • the concept of the invention also includes an elongated item, encased with an adhesive tape according to the invention.
  • the elongate good is preferably a cable set.
  • the adhesive tape can be used in a sheathing that consists of a covering in which the self-adhesive tape is present in at least one edge area of the covering, which is bonded to the covering in such a way that the adhesive tape extends over a of the longitudinal edges of the covering, preferably in an edge region that is narrow compared to the width of the covering.
  • EP 1 312 097 A1 Such a product and optimized embodiments of the same are disclosed in EP 1 312 097 A1.
  • EP 1 300 452 A2 A2 DE 102 29 527 A1 and WO 2006 108 871 A1
  • further developments are presented for which the adhesive tape according to the invention is also very well suited.
  • the adhesive tape according to the invention can also be used in a method as disclosed in EP 1 367 608 A2.
  • EP 1 315 781 A1 and DE 103 29 994 A1 describe embodiments of adhesive tapes such as are also possible for the adhesive tape according to the invention.
  • the adhesive tape does not destroy the same when glued to cables with PVC sheathing and cables with polyolefin sheathing if a composite of cables and adhesive tape according to LV 312 is stored at temperatures above 100 ° C and up to 3000 h and then the cables be bent around a mandrel.
  • the adhesive tape according to the invention is ideal for wrapping cables, can be easily unwound for simple processing, shows no or only slight flagging and fraying and shows no cable embrittlement even in the high temperature classes T3 and T4 over 3000 h.
  • a sheathed elongated good such as in particular a cable set, sheathed with an adhesive tape according to the invention, as well as a vehicle containing such a sheathed elongated good.
  • the elongated good is a cable harness which comprises a bundle of several cables such as 3 to 1000 cables, preferably 10 to 500 cables, in particular between 50 and 300 cables.
  • Figure 1 the adhesive tape in a side section
  • FIG. 2 shows a section of a cable harness which is composed of a bundle of individual cables and which is sheathed with the adhesive tape according to the invention
  • FIG. 3 shows an advantageous application of the adhesive tape.
  • FIG. 1 shows a section in the transverse direction (cross section) of the adhesive tape, which consists of a fabric carrier 1 to which a layer of a self-adhesive coating 2 based on an acrylate dispersion is applied on one side.
  • FIG. 2 shows a section of a cable harness which is composed of a bundle of individual cables 7 and which is covered with the adhesive tape 11 according to the invention.
  • the tape is threaded around the wiring harness in a helical motion.
  • the section of the wiring harness shown shows two windings I and II of the adhesive tape. Further windings would extend to the left; these are not shown here.
  • two tapes 60, 70 according to the invention equipped with an adhesive are laminated with their adhesives (preferably by 50% each), so that a product as shown in FIG. 3 is obtained.
  • example adhesive tapes were produced according to the following scheme:
  • the pressure-sensitive adhesive dispersions were adjusted to a viscosity of approx. 1000 Pa * s at a shear rate of 0.01 s 1 by stirring in a polyurethane associative thickener (Borchigel 0625, OMG Borchers) (measured with cone / plate geometry in rotation mode with a DSR 200 N rheometer by Rheometric Scientific).
  • a polyurethane associative thickener Borchigel 0625, OMG Borchers
  • a polyester fabric fineness of the fiber 167 dtex, thread count warp 43 1 / cm, thread count weft 25 1 / cm
  • a polyester fabric fineness of the fiber 167 dtex, thread count warp 43 1 / cm, thread count weft 25 1 / cm
  • an adhesive weight per unit area of 90 g / m 2 resulted.
  • the measurements are carried out at a test climate of 23 ⁇ 1 ° C and 50 ⁇ 5% rel. Humidity carried out.
  • the SWAT test is used to examine the flagging behavior of adhesive tapes after they have been wrapped in a spiral around a cable.
  • the test is carried out under standard climates (23 ⁇ 1 ° C and 50 ⁇ 5% relative humidity) and 40 ° C.
  • the increased temperature simulates the difficult requirements during transport.
  • a 19 mm wide adhesive tape is used for the test. This is manually wound around a cable sheathed with ETFE (ethylene-tetrafluoroethylene) and having a diameter of 1 mm four times (1440 °) without additional pressure. The tape is cut with scissors.
  • ETFE ethylene-tetrafluoroethylene
  • the flags are measured after three days, ten days and 30 days in a standard climate with the help of a ruler. This is shown in FIG. 4.
  • the absolute flagging value is calculated by subtracting 5 mm from the actually measured length of the flag.
  • the flag value is thus 23 mm (28 mm - 5 mm).
  • the flag value given as the result is the result of the mean value of the flag value of the seven windings.
  • the test is carried out analogously at 40 ° C. in conventional drying cabinets.
  • the adhesive tape of the invention is evaluated at 40 ° C. in a drying cabinet using the stated SWAT method.
  • a value of ⁇ 10 mm applies as the lower limit value for the resistance to flagging.
  • Mean values ⁇ 5 receive grade 2 mean values from 5 to 10 receive grade 1 and mean values> 10 receive grade 0.
  • a lack of embrittlement after 3000 h at 150 ° C when bending around a mandrel with a diameter of 2 mm is considered cable-compatible and is rated “2”. If the sample becomes brittle, the sample is rated “0”.
  • a lack of discoloration or the appearance of marginal discoloration after 3000 h at 150 ° C is considered to be very cable-compatible and is rated 2.
  • Clearly visible, but not too dark discolorations can be classified as sufficiently tolerable and receive a rating of “1”. Black or dark brown discolorations are not considered cable compatible and are rated “0”.
  • the dispersions were placed on a PET film (polyethylene terephthalate) with a thickness of 23 ⁇ m and wiped with a film applicator so that, after drying for 5 minutes at 105 ° C. in a circulating air drying cabinet, an adhesive weight per unit area of 30 g / m 2 resulted.
  • PET film polyethylene terephthalate
  • the glass transition temperatures were determined on the DSC 204 F1 “Phönix” dynamic differential calorimeter device from Netzsch, Germany, in 25 ml aluminum crucibles with a perforated lid under a nitrogen atmosphere (20 ml / min gas flow). The sample weight was 8 ⁇ 1 mg. The samples were measured twice from -140 ° C to 200 ° C with a heating rate of 10 K / min. The 2nd heating curve was evaluated.
  • the method is based on DIN 53 765.
  • the viscosity measurement is carried out with a rheometer of the type DSR 200 N from Rheometric Scientific at room temperature and in the rotation mode at a shear rate of 0.01 s 1 with a cone-plate system with a diameter of 50 mm.
  • the method of tearing out warp threads is used to investigate the fraying behavior of the adhesive tapes.
  • a 19 mm wide adhesive tape is used for the test, a weight per unit area of 90 g / m 2 of a pressure sensitive adhesive being applied to a polyester fabric (48 warp threads per cm and 23 weft threads per cm, each polyester thread with a thread weight of 167 dtex).
  • a sample with a length of 10 cm is cut from this adhesive tape.
  • tweezers five warp threads are loosened from the composite over a length of 3 cm at one end on one side. The released five warp threads are twisted into one another.
  • a rectangular cardboard with a thickness of 0.3 mm, a length of 6 cm and a width of 3 cm is glued to the side of the adhesive tape which carries the adhesive.
  • the cardboard is positioned on the adhesive tape in such a way that the cardboard only protrudes on the long side of the adhesive tape on which no warp threads were released.
  • the distance to the long side on which the warp threads have been released should be exactly 3 mm.
  • the distance to the short side on which no warp threads have been released should be exactly 1 cm, so that the opposite side of the cardboard is in line with the start of the released warp threads (see Figure 5).
  • the adhesive tape is then stretched in a CRE tensile testing machine (Zwick), which is equipped with 6 cm wide clamping clamps.
  • the tensile testing machine is characterized in that the lower clamping clamp is stationary while the other moves at a constant speed during the test, and in that its load frame does not show any deflection.
  • the cardboard that was applied to reinforce the adhesive tape is clamped into the lower clamping jaws.
  • the previously released and twisted threads are stretched to the outer edge of the upper jaws.
  • the distance between the two effective clamping points of the test device is exactly 1 cm before the start of the measurement.
  • the tensile testing machine is then moved exactly 3.5 cm apart at a constant speed of 5 cm / min (see FIG. 6). This applies a force to the released threads. This is inserted at a right angle to the long side of the adhesive tape at the beginning of the measurement.
  • the force in millinewtons is determined that has to be applied to further sever the five warp threads.
  • the force changes over the duration of the measurement, also due to the changing extension angle of the threads.
  • the maximum force required (peak value) is used to compare different adhesive tapes.
  • the pull-out value as a measure of the fraying resistance, which is given as the result, is the result of the mean value of the maximum pull-out force from measurements on five samples. From the customer's point of view, product samples rated positively, which are inconspicuous in fraying, have values of at least 1400 mN as maximum values for the pull-out force.
  • test results are shown below: All three test criteria are essential for an application-oriented adhesive tape for cable sheathing.
  • Examples 1 to 4 show an adhesive tape which corresponds to the concept of the invention, whereas the comparative examples are unsuitable.
  • Tesa® 51026 is a polyester fabric adhesive tape for cable winding. It consists of a polyester fabric with a weight per unit area of 125 to 135 g / m 2 and an adhesive layer of 80 to 100 g / m 2 . Warp and weft threads have the same yarn weight of around 167 dtex.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Klebeband insbesondere zum Umwickeln von Kabeln, bestehend aus einem vorzugsweise textilen Träger und aus einer auf mindestens einer Seite des Trägers aufgebrachten Haftklebemasse in Form einer getrockneten Polymerdispersion, wobei das Polymer aufgebaut ist aus: (a) 70,0 bis 90,0 Gew.-% n-Butylacrylat und/oder 2-Ethylhexylacrylat (b) 10,0 bis 20,0 Gew.-% ein oder mehrere ethylenisch ungesättigte Monomeren, wobei mindestens 50,0 Gew.-% der ethylenisch ungesättigten Monomeren (Monomer (b)) Methylmethacrylat umfassen (c) 0 bis 10,0 Gew.-% ein weiteres von Monomer (b) verschiedenes ethylenisch ungesättigtes Monomer (d) 0 bis 5,0 Gew.-% ein ethylenisch ungesättigtes Monomer mit einer Säure- oder Säureanhydridfunktion und die Haftklebemasse zwischen 3 und 20 Gewichtsteile Klebrigmacher (bezogen auf die Masse der getrockneten Polymerdispersion) enthält, wobei die Klebrigmacher einen Erweichungspunkt oberhalb von 90 °C gemäß ASTM E28-99 (2009) aufweisen.

Description

Beschreibung
Klebeband zum Ummanteln von langgestrecktem Gut wie insbesondere Kabelsätzen und Verfahren zur Ummantelung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Klebeband zum Ummanteln von langgestrecktem Gut wie insbesondere Kabelsätzen in Automobilen und Verfahren zur Ummantelung.
Seit geraumer Zeit werden in der Industrie Klebebänder zur Herstellung von Kabelbäumen verwendet. Die Klebebänder werden zum Bündeln einer Vielzahl von elektrischen Leitungen vor dem Einbau oder in bereits montiertem Zustand eingesetzt, um beispielsweise den Raumbedarf des Leitungsbündels durch Bandagieren zu reduzieren und zusätzlich Schutzfunktionen wie Schutz gegen mechanische und/oder thermische Beanspruchung zu erreichen.
Gängige Formen von Klebebändern umfassen Folien- oder Textilträger, die in der Regel einseitig mit Haftklebemassen beschichtet sind. Klebebänder zum Ummanteln von langgestreckten Gütern sind beispielsweise aus der EP 1 848006 A2, der DE 10 2013 213 726 A1 und der EP 2 497 805 A1 bekannt.
Die Prüfung und Klassifizierung von Klebebändern für die Kabelummantelung erfolgt in der Automobilindustrie nach umfangreichen Normenwerken wie zum Beispiel der LV 312-1 „Schutzsysteme für Leitungssätze in Kraftfahrzeugen, Klebebänder; Prüfrichtlinie“ (10/2009) als gemeinsame Norm der Firmen Daimler, Audi, BMW und Volkswagen oder der Ford-Spezifikation ES-XU5T-1 A303-aa (Revision 09/2009) „Harness Tape Performance Specification). Im Folgenden werden diese Normen verkürzt mit LV 312 beziehungsweise mit Ford-Spezifikation bezeichnet. Die Geräuschdämpfung, die Abriebbeständigkeit sowie die Temperaturbeständigkeit eines Klebebandes werden anhand definierter Prüfaufbauten und Prüfverfahren bestimmt, wie sie ausführlich in der LV 312 beschrieben sind.
Kabelwickelbänder sind mit Folien- und Textilträger verbreitet, die in der Regel einseitig mit unterschiedlichen Haftklebemassen beschichtet sind.
Neben einer Reihe an Anforderungen wie Chemikalienverträglichkeit, hohe Klebkraft, Verträglichkeit mit wechselnden Untergründen, die an Klebebänder gestellt werden, müssen in der Automobilindustrie zudem unebene, ungleichmäßige Untergründe durch die Kabelstränge, Wellrohre und Abzweigungen zuverlässig verklebt werden. Dazu kommen noch Biege- und Zugbeanspruchung bei der Herstellung, dem Einbau und der späteren Nutzung im Motorraum eines Automobils oder auch in der Karosserie mit ständiger Biegebeanspruchung beim Öffnen von Türen.
Da das Ende des Klebebandes im Idealfall auf der eigenen Rückseite verklebt wird, muss eine gute Sofortklebkraft (Tack) auf diesem Untergrund vorhanden sein, damit nicht zu Beginn ein Abflaggen des Klebebandes auftritt. Um dauerhaft ein Flagging freies Produkt zu gewährleisten, müssen die Verankerung auf dem Untergrund und die innere Festigkeit der Klebemasse soweit ausgeprägt sein, dass die Klebeverbindung auch unter dem Einfluss von Spannung (Zug- und Biegebeanspruchung) Bestand hat.
Beim Wickeln eines Kabelsatzes wird das Klebeband von gar nicht bis vollständig überlappend um das Kabel verklebt, das im Regelfall einen kleinen Radius hat, so dass das Klebeband sehr stark gekrümmt wird. Am Ende eines Wickelabschnittes wird üblicherweise das Band vorwiegend auf die eigene Rückseite gewickelt, so dass der Überlappungsgrad nahezu vollständig ist, ähnlich der üblichen Darreichungsform als Klebebandrolle, wo die Klebemasse ebenfalls auf der eigenen Rückseite verklebt ist. Beim Abflaggen wirken statische Kräfte zum Beispiel durch die Biegesteifigkeit des Trägers und die Wickelspannung, die dazu führen können, dass sich die offenen Klebebandenden in unerwünschter Weise aufstellen, ähnlich einer beginnenden selbsttätigen Abwicklung. Die Abflaggresistenz ist also die Fähigkeit der Klebmasse, dieser statischen Kraft zu widerstehen. Unter Flagging wird - bei einem um einen Körper gewickelten Klebeband - die Neigung eines Klebebandendes abzustehen verstanden. Die Ursache ergibt sich aus der Kombination von Haltekraft durch den Klebstoff, der Steifigkeit des Trägers und des Durchmessers des Kabelsatzes.
Der Nachweis der Flaggingbeständigkeit von Wire Harnessing (WH)-Kabelwickelbändern wird über die TFT-Methode (Threshold Flagging Time) geführt. Als Zielgröße für ein einwandfrei flaggingfreies Gewebeprodukt wird dabei ein Grenzwert von deutlich über 1000 min TFT, vorzugsweise über 2000 min TFT, definiert.
Eine alternative Methode stellt die SWAT-Methode dar, wie sie unten erklärt wird.
Das Klebeband soll die Leitungen gegen Schäden durch Abrasion zum Beispiel an scharfen Kanten schützen. Daher werden insbesondere entsprechend robuste Trägermaterialien eingesetzt. Die Klebebänder werden daher entsprechend der LV 312 in die Abrasionsklassen A bis E einklassifiziert.
Die Kabelisolierung darf nicht durch den Einfluss des Klebebandes in Kombination mit erhöhter Temperatur über längeren Zeitraum verspröden. Unterschieden wird hier unter anderem nach der LV 312 unter anderem zwischen vier Temperaturklassen T1 bis T4, entsprechend 80 °C (auch Temperaturklasse A genannt), 105 °C (auch Temperaturklasse B(105) genannt), 125 °C (auch Temperaturklasse C genannt) und 150 °C (auch Temperaturklasse D genannt), denen die umwickelten Kabel ohne Versprödung über 3000 h standhalten müssen. Es versteht sich von selbst, dass die Temperaturklassen T3 und T4 höhere Ansprüche an das Klebeband stellen als die unteren Klassen T1 und T2. Über die Einstufung T1 bis T4 entscheidet sowohl das Kabelisolierungsmaterial als auch Haftklebemasse und Trägertyp.
Kabelwickelbänder mit Haftklebemassen auf Basis von Naturkautschuk zeigen zumeist eine gute Abflaggresistenz, weisen jedoch eine über die Lagerzeit, und vor allem bei zunehmenden Temperaturen, ansteigende Abrollkraft auf. Zudem erfüllen sie nur die unteren Temperaturklassen für die Kabelverträglichkeit. Ähnlich verhalten sich Klebebänder auf Basis von Synthesekautschuken (Styrolblockcopolymere) wie SBS/SIS. Selbst die hydrierten Typen sind in der Temperaturklasse beschränkt.
Weiterhin findet man Kabelwickelbänder mit Haftklebemassen auf Basis von UV- vernetzbaren Polyacrylsäureestern. Diese erfüllen die hohen Temperaturklassen, neigen aber zum Abflaggen.
Die Realisierung von leicht abrollbaren Klebebändern (zur Kabelbandagierung) unter gleichzeitiger Beibehaltung guter klebtechnischer Eigenschaften stellt eine große Herausforderung dar, weil beide Eigenschaften sich auszuschließen scheinen, denn die wesentlichen Kriterien bei einseitig klebenden Kabelwickelbändern, angepasste Abrollkraft und ausreichend hohe Klebkraft, stehen dabei in krassem Gegensatz zueinander. Während für gute Klebkraftwerte und ein damit verbundenes geringes Flaggingpotential ein gutes Auffließ- und Verankerungsverhalten der Haftklebemasse vorausgesetzt wird, sind diese Kriterien für ein angenehmes Abrollverhalten eher hinderlich.
Bei Klebebändern, die aus textilen Gewebeträgern hergestellt worden sind, besteht die Gefahr, dass einzelne Fäden, vorrangig die Kettfäden, aus dem Klebeband ausreißen - dem so genannten Fraying. Da das Klebeband für den Transport üblicherweise auf einzelnen Rollen in einer bestimmen Breite vollständig überlappend aufgewickelt wird, muss es zur Verarbeitung zunächst abgewickelt werden, bevor es auf das Kabel aufgebracht werden kann. Während dieses Abrollens ist die Gefahr, dass einzelne Kettfäden ausreißen, am Größten. Der Ausriss der Fäden erschwert die Verarbeitung und kann die Stabilität des Trägers und damit des Klebebandes schwächen. Deswegen müssen bei dem Auftreten eines Ausrisses die ausgerissenen Fäden zunächst abgeschnitten werden, bevor das abgerollte Klebeband und die übrige Klebebandrolle weiter verwendet werden können. Dies verhindert eine zügige und effektive Verarbeitung.
Das Fraying wird hervorgerufen, wenn die Kraft, die auf einzelne Fäden wirkt, höher ist als die, die für den Zusammenhalt der Fäden und damit des Gewebeträgers sorgt. Der Zusammenhalt der Fäden eines Gewebeklebebandes und damit die Frayingresistenz werden durch die Art des Gewebes (Rohstoffe, Produktionsweise, Ausrüstung) sowie der Beschaffenheit der aufgetragenen Klebemasse definiert. Quantifiziert wird die Frayingresistenz durch das Messen der Kraft, die benötigt wird, um eine definierte Menge Kettfäden aus dem Träger des beschichteten Klebebandes zu ziehen.
Als Zielgröße für ein einwandfreies und somit gutes Produkt wird dabei ein Grenzwert von 1 .400 mN definiert.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Klebeband zur Verfügung zu stellen, das trotz leichter Abwickelbarkeit eine gute Abflaggresistenz hat und zugleich ein gutes Fraying aufweist und das das besonders einfache, preiswerte und schnelle Ummanteln von langgestrecktem Gut wie Kabelsätzen in Automobilen ermöglicht.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Klebeband, wie es im Hauptanspruch niedergelegt ist. Gegenstand der Unteransprüche sind dabei vorteilhafte Weiterbildungen des Klebebands und Verfahren zur Anwendung des Klebebands.
Demgemäß betrifft die Erfindung ein Klebeband insbesondere zum Umwickeln von Kabeln, aus einem vorzugsweise textilen Träger und aus einer auf mindestens einer Seite des Trägers aufgebrachten Haftklebemasse in Form einer getrockneten und vernetzerfreien Polymerdispersion, wobei das Polymer aufgebaut ist aus:
(a) 70,0 bis 90,0 Gew.-% n-Butylacrylat und/oder 2-Ethylhexylacrylat
(b) 10,0 bis 20,0 Gew.-% ein oder mehrere ethylenisch ungesättigte Monomeren, wobei mindestens 50,0 Gew.-% der ethylenisch ungesättigten Monomeren (Monomer (b)) Methylmethacrylat umfassen
(c) 0 bis 10,0 Gew.-% ein weiteres von Monomer (b) verschiedenes ethylenisch ungesättigtes Monomer
(d) 0 bis 5,0 Gew.-% ein ethylenisch ungesättigtes Monomer mit einer Säure- oder Säureanhydridfunktion Die Haftklebemasse enthält erfindungsgemäß zwischen 5 und 20 Gewichtsteile Klebrigmacher (bezogen auf die Masse der getrockneten Polymerdispersion), wobei die Klebrigmacher einen Erweichungspunkt oberhalb von 90 °C gemäß ASTM E28-99 (2009) aufweisen.
Vorzugsweise werden n-Butylacrylat und 2-Ethylhexylacrylat gleichzeitig eingesetzt, und zwar vorzugsweise in einem Verhältnis von 2:1 bis 1 :2, weiter vorzugsweise in einem Verhältnis von 1 ,25:1 bis 1 :1 ,25, besonders vorzugsweise in einem Verhältnis von 1 :1 .
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind der Haftklebemasse Vernetzer zugesetzt, also zur Vernetzung befähigte Verbindungen.
Wie hier verwendet, steht der Begriff Vernetzer für chemische Verbindungen, die imstande sind, Molekülketten miteinander zu verbinden, damit sich aus den zweidimensionalen Strukturen über Ausbildung intermolekularer Brücken dreidimensional-vernetzte Strukturen bilden können.
Vernetzer sind solche - insbesondere bi- oder polyfunktionelle, meist niedermolekulare - Verbindungen, die unter den gewählten Vernetzungsbedingungen mit geeigneten - insbesondere funktionellen - Gruppen der zu vernetzenden Polymere reagieren können, somit zwei oder mehrere Polymere oder Polymerstellen miteinander verknüpfen („Brücken“ bilden) und somit ein Netzwerk aus dem zu vernetzenden Polymer beziehungsweise den zu vernetzenden Polymeren schaffen. Hierdurch kommt es in der Regel zur Kohäsionserhöhung.
Typische Beispiele für Vernetzer sind chemische Verbindungen, die innerhalb des Moleküls oder an den beiden Molekülenden zwei oder mehr gleiche oder unterschiedliche funktionelle Gruppen aufweisen und folglich Moleküle gleicher oder auch unterschiedlicher Strukturen miteinander vernetzen können. Außerdem kann ein Vernetzer mit dem reaktiven Monomer oder Reaktivharz, wie oben definiert, reagieren, ohne dass es dabei zu einer Polymerisation im eigentlichen Sinne kommt. Denn im Gegensatz zum Aktivator, wie oben beschrieben, kann ein Vernetzer in das Polymer-Netzwerk eingebaut werden.
Neben den aufgeführten Acrylatpolymeren können der Haftklebemasse neben gegebenenfalls vorhandenen Restmonomeren zusätzlich Zuschlagstoffe wie Lichtschutz oder Alterungsschutzmitteln in den unten genannten Mengen zugesetzt werden. Insbesondere sind keine weiteren Polymere wie Elastomere in der Haftklebemasse enthalten, das heißt, die Polymere der Haftklebemasse bestehen nur aus den Monomeren (a) bis (b) beziehungsweise (a) bis (d) in den angegebenen Mengenverhältnissen.
Als Monomer (b) und Monomer (c) kommen vorteilhaft in Betracht Alkyl(meth)acrylate, bevorzugt C bis C2o-Alkyl(meth)acrylate mit Ausnahme der (a) bildenden Monomere, aromatische Vinylmonomere wie Styrol, a-Methylstyrol und Vinyltoluol, Cr bis C10- Hydroxyalkyl(meth)acrylate wie insbesondere Hydroxyethyl- oder Hydroxypropyl(meth)acrylat, Vinylester aus bis zu 20 Kohlenstoffatomen enthaltenden Carbonsäuren wie Vinylacetat oder Vinyllaurat, Vinylether aus bis zu 10 Kohlenstoffatomen enthaltenden Alkoholen wie Vinylmethylether oder Vinylisobutylether, Vinylhalogenide wie Vinylchlorid oder Vinylidendichlorid, Säureamide wie Acrylamid oder Methacrylamid und ungesättigte Kohlenwasserstoffe mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen wie Ethylen, Propen, Butadien, Isopren, 1 -Hexen oder 1 -Octen.
Erfindungsgemäß besonders bevorzugt ist Ethylacrylat.
Mindestens 50,0 Gew.-% der ethylenisch ungesättigten Monomeren (Monomer (b) und gegebenenfalls Monomer (c)) sind Methylmethacrylat, vorzugsweise mindestens 70,0 Gew.-%, weiter vorzugsweise mindestens 75,0 Gew.-%, besonders vorzugsweise 100 Gew.-%.
Als Monomer (d) kommen vorteilhaft in Betracht zum Beispiel Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure, Maleinsäure, Fumarsäure und/oder Maleinsäureanhydrid.
Bevorzugt ist (Meth-)acrylsäure der Formel I, wobei R3 = H oder CH3 ist, bevorzugt wird gegebenenfalls die Mischung aus Acrylsäure oder Methacrylsäure verwendet. Besonders bevorzugt ist Acrylsäure. Gemäß einer besonders bevorzugten Variante weist das Polymer die folgende Zusammensetzung auf:
(a) 77,5 bis 82,5 Gew.-%, vorzugsweise 79,5 bis 80,5 Gew.-% n-Butylacrylat und 2- Ethylhexylacrylat, wobei n-Butylacrylat und 2-Ethylhexylacrylat in einem Verhältnis von 2:1 bis 1 :2, vorzugsweise von 1 ,25:1 bis 1 :1 ,25 eingesetzt sind,
(b) 5,0 bis 15,0 Gew.-%, vorzugsweise 8,0 bis 12,0 Gew.-% Methylmethacrylat
(c) 4,0 bis 12,0 Gew.-%, vorzugsweise 5,0 Gew.-% bis 9,0 Gew.-% von insbesondere Vinylester
(d) 0,5 bis 3,5 Gew.-%, vorzugsweise 1 ,0 Gew.-% bis 3,0 Gew.-% ein ethylenisch ungesättigtes Monomer mit einer Säure- oder Säureanhydridfunktion
Monomer (c) kann auch gewählt werden aus der Gruppe Vinylester aus bis zu 20 Kohlenstoffatomen enthaltenden Carbonsäuren wie Vinylacetat oder Vinyllaurat oder Vinylether aus bis zu 10 Kohlenstoffatomen enthaltenden Alkoholen wie Vinylmethylether oder Vinylisobutylether.
Die Polymerdispersion wird hergestellt durch das Verfahren der Emulsionspolymerisation der genannten Komponenten. Beschreibungen dieses Verfahrens sind zum Beispiel zu finden in „Emulsion Polymerization and Emulsion Polymers” von Peter A. Lovell and Mohamed S. El-Aasser - Wiley-VCH 1997 - ISBN 0-471-96746-7 oder in EP 1 378 527 B1 .
Bei der Polymerisation ist es nicht auszuschließen, dass nicht alle Monomere zu Polymeren umgesetzt werden. Dabei ist es naheliegend, dass der Restmonomergehalt möglichst klein sein soll.
Bevorzugt werden Klebemassen umfassend die Polymerdispersion mit einem Restmonomerengehalt von kleiner gleich 1 Gew.-%, insbesondere kleiner gleich 0,5 Gew.-% (bezogen auf die Masse der getrockneten Polymerdispersion) bereitgestellt.
Die Klebemasse ist eine Haftklebemasse, also eine Klebemasse, die bereits unter relativ schwachem Andruck eine dauerhafte Verbindung mit fast allen Haftgründen erlaubt und nach Gebrauch im Wesentlichen rückstandsfrei vom Haftgrund wieder abgelöst werden kann. Eine Haftklebemasse wirkt bei Raumtemperatur permanent haftklebrig, weist also eine hinreichend geringe Viskosität und eine hohe Anfassklebrigkeit auf, so dass sie die Oberfläche des jeweiligen Klebegrunds bereits bei geringem Andruck benetzt. Die Verklebbarkeit der Klebemasse beruht auf ihren adhäsiven Eigenschaften und die Wiederablösbarkeit auf ihren kohäsiven Eigenschaften.
Zur Erzielung haftklebriger Eigenschaften muss sich die Klebmasse bei der Verarbeitungstemperatur oberhalb ihrer Glastemperatur befinden, um viskoelastische Eigenschaften zu haben. Da die Kabelsatzwicklung bei normaler Umgebungstemperatur (ungefähr zwischen 15 °C bis 25 °C) erfolgt, liegt die Glasübergangstemperatur der Haftklebemasseformulierung bevorzugt unterhalb von +15 °C (ermittelt mit DSC (Differential Scanning Calorimetry) gemäß DIN 53765 bei einer Aufheizrate von 10 K/min).
Die Glasübergangstemperatur der Acrylatcopolymere lässt sich gemäß der Gleichung von Fox aus den Glasübergangstemperaturen der Homopolymere und ihren relativen Mengenverhältnissen abschätzen).
Zur Erzielung von Polymeren, beispielsweise Haftklebemassen oder Heißsiegelmassen, mit gewünschten Glasübergangstemperaturen wird die mengenmäßige Zusammensetzung der Monomermischung vorteilhaft derart gewählt, dass sich nach einer Gleichung (G1) in Analogie zur Fox-Gleichung (vergleiche T.G. Fox, Bull. Am. Phys. Soc. 1956, 1, 123) der gewünschte TG-Wert für das Polymer ergibt.
Durch den eventuellen Zusatz von Klebrigmachern erhöht sich die Glasübergangstemperatur zwangsläufig, je nach Zugabemenge, Verträglichkeit und Erweichungstemperatur um ca. 5 bis 40 K.
Es sind daher Acrylatcopolymere mit einer Glasübergangstemperatur von höchstens 0 °C bevorzugt. Die erfindungsgemäßen Polymere weisen nach ASTM D3330 eine Klebkraft auf Stahl von mindestens 1 ,0 N/cm auf (bei einem Flächengewicht der Klebmasse von 30 g/m2 auf einer 23 gm Polyesterfolie als Träger).
Unter einem „Klebharz“ wird entsprechend dem allgemeinem Fachmannverständnis ein Oligomeres oder polymeres Harz verstanden, das die Autoadhäsion (den Tack, die Eigenklebrigkeit) der Haftklebemasse im Vergleich zu der keinen Klebharz enthaltenden, ansonsten aber identischen Haftklebemasse erhöht.
Der Einsatz von Klebrigmachern zur Steigerung der Klebkräfte von Haftklebemassen ist grundsätzlich bekannt. Dieser Effekt stellt sich auch ein, wenn der Klebmasse zwischen 3 und 20 Gewichtsteile (entspricht < 20 Gewichtsteile), beziehungsweise vorzugsweise 5 bis 15 Gewichtsteile Klebrigmacher (bezogen auf die Masse der getrockneten Polymerdispersion) hinzugefügt werden. Bevorzugt werden weiterhin 5 bis 12, weiter bevorzugt 6 bis 10 Gewichtsteile Klebrigmacher (bezogen auf die Masse der getrockneten Polymerdispersion) hinzugefügt.
Bevorzugt sind Klebharze mit einem Erweichungspunkt oberhalb von 100 °C gemäß ASTM E28-99 (2009).
Als Klebrigmacher, auch als Klebharze bezeichnet, sind prinzipiell alle bekannten Stoffklassen geeignet. Klebrigmacher sind beispielsweise Kohlenwasserstoffharze (zum Beispiel Polymere auf Basis ungesättigter C5- oder Cg-Monomere), Terpenphenolharze, Polyterpenharze auf Basis von Rohstoffen wie zum Beispiel a- oder ß-Pinen, aromatische Harze wie Cumaron-Inden-Harze oder Harze auf Basis Styrol oder a-Methylstyrol wie Kolophonium und seine Folgeprodukte, zum Beispiel disproportioniertes, dimerisiertes oder verestertes Kolophonium, zum Beispiel Umsetzungsprodukte mit Glycol, Glycerin oder Pentaerythrit, um nur einige zu nennen. Bevorzugt werden Harze ohne leicht oxidierbare Doppelbindungen wie Terpenphenolharze, aromatische Harze und besonders bevorzugt Harze, die durch Hydrierung hergestellt sind wie zum Beispiel hydrierte Aromatenharze, hydrierte Polycyclopentadienharze, hydrierte Kolophoniumderivate oder hydrierte Polyterpenharze. Bevorzugt sind Harze auf Basis von Terpenphenolen und Kolophoniumestern.
Besonders bevorzugt sind Harze auf Basis von Terpenphenolen und Kolophoniumestern mit einem Erweichungspunkt oberhalb von 100 °C gemäß ASTM E28-99 (2009). Die Harze werden zweckmäßigerweise in Dispersionsform eingesetzt. Sie lassen sich so problemlos mit der Polymerdispersion feinverteilt mischen.
Zur weiteren Verbesserung der Kabelverträglichkeit kann die Klebmasseformulierung optional mit Lichtschutz- oder primären und/oder sekundären Alterungsschutzmitteln abgemischt sein.
Als Alterungsschutzmittel können Produkte auf Basis sterisch gehinderter Phenole, Phosphite, Thiosynergisten, sterisch gehinderter Amine oder UV-Absorber eingesetzt werden.
Bevorzugt eingesetzt werden primäre Antioxidantien wie zum Beispiel Irganox 1010 oder Irganox 254, allein oder in Kombination mit sekundären Antioxidantien wie zum Beispiel Irgafos TNPP oder Irgafos 168.
Die Alterungsschutzmittel können dabei in beliebiger Kombination miteinander verwendet werden, wobei Mischungen aus primären und sekundären Antioxidantien in Kombination mit Lichtschutzmitteln wie zum Beispiel Tinuvin 213 besonders gute Alterungsschutzwirkung zeigen.
Ganz besonders vorteilhaft haben sich Alterungsschutzmittel erwiesen, in denen ein primäres Antioxidans mit einem sekundären Antioxidans in einem Molekül vereint ist. Bei diesen Alterungsschutzmitteln handelt es sich um Kresolderivate, deren aromatischer Ring an zwei beliebigen unterschiedlichen Stellen, bevorzugt in ortho- und meta-Stellung zur OH-Gruppe mit Thioalkylketten substituiert ist, wobei das Schwefelatom auch über eine oder mehrere Alkylketten an dem aromatischen Ring des Kresolbausteins verbunden sein kann. Die Anzahl der Kohlenstoffatome zwischen dem Aromaten und dem Schwefelatom kann zwischen 1 und 10, bevorzugt zwischen 1 und 4 liegen. Die Anzahl der Kohlenstoffatome der Alkylseitenkette kann zwischen 1 und 25, bevorzugt zwischen 6 und 16 liegen. Besonders bevorzugt sind hierbei Verbindungen des Typs 4.6-Bis(dodecylthiomethyl)-o-cresol, 4,6-Bis(undecylthiomethyl)-o-cresol,
4.6-Bis(decylthiomethyl)-o-cresol 4,6-Bis(nonylthiomethyl)-o-cresol oder
4.6-Bis(octylthiomethyl)-o-cresol. Derartige Alterungsschutzmittel werden zum Beispiel von der Firm Ciba Geigy unter dem Namen Irganox 1726 oder Irganox 1520 angeboten.
Die Menge des zugesetzten Alterungsschutzmittels beziehungsweise Alterungsschutzmittelpaketes sollte in einem Bereich zwischen 0,1 und 10 Gewichtsteilen bezogen auf die Masse der getrockneten Polymerdispersion, bevorzugt in einem Bereich zwischen 0,2 und 5 Gewichtsteilen bezogen auf die Masse der getrockneten Polymerdispersion, besonders bevorzugt in einem Bereich zwischen 0,5 und 3 Gewichtsteilen bezogen auf die Masse der getrockneten Polymerdispersion liegen.
Bevorzugt ist die Darreichungsform in Form einer Dispersion zur besonders einfachen Mischbarkeit mit der Klebmassedispersion. Alternativ können flüssige Alterungsschutzmittel auch direkt in die Dispersion eingearbeitet werden, wobei sich an den Einarbeitungsschritt noch eine Standzeit über einige Stunden anschließen sollte, um die homogene Verteilung in der Dispersion oder die Aufnahme des Alterungsschutzmittels in die Dispersionspartikel zu ermöglichen. Eine weitere Alternative ist die Zugabe einer organischen Lösung der Alterungsschutzmittel in die Dispersion.
Geeignete Konzentrationen liegen im Bereich von 0,1 bis zu 8, vorzugsweise 01 , bis 5 Gewichtsteilen bezogen auf die Masse der getrockneten Polymerdispersion.
Zur Verbesserung der Verarbeitungseigenschaften kann die Klebmasseformulierung weiterhin mit üblichen Prozesshilfsmitteln wie Rheologieadditiven (Verdicker), Entschäumern, Entlüftern, Netzmitteln oder Verlaufsmitteln abgemischt sein. Geeignete Konzentrationen liegen im Bereich von 0,1 bis zu 5 Gewichtsteilen bezogen auf die Masse der getrockneten Polymerdispersion.
Grundsätzlich unterscheidet man zwischen organischen und anorganischen Rheologieadditiven. Die organischen Verdicker spalten sich wiederum in zwei wesentliche Wirkprinzipien auf: (i) die Verdickung der wässrigen Phase, also nicht assoziierend, und (ii) Assoziatbildung zwischen Verdickermolekül und Partikeln, zum Teil unter Einbeziehung der Stabilisatoren (Emulgatoren). Vertreter der ersten (i) Stoffgruppe sind wasserlösliche Polyacrylsäuren und Polycoacrylsäuren, die im basischen Medium Polyelektrolyte mit großem hydrodynamischem Volumen bilden. Der Fachmann bezeichnet diese auch kurz als ASE (alkali swellable emulsion). Sie zeichnen sich durch hohe Ruhescherviskositäten und starke Scherverdünnung aus. Eine andere Stoffklasse sind die modifizierten Polysaccharide, insbesondere Celluloseether wie Carboxymethylcellulose, 2-Hydroxyethylcellulose, Carboxymethyl-2-hydroxyethylcellulose, Methylcellulose, 2-Hydroxyethylmethylcellulose, 2-Hydroxyethylethylcellulose, 2-Hydroxypropylcellulose, 2-Hydroxypropylmethylcellulose, 2-Hydroxybutylmethylcellulose. Zusätzlich zählen zu dieser Stoffklasse weniger verbreitete Polysaccharide wie Stärkederivate und spezielle Polyether.
Die Wirkgruppe der (ii) Assoziativverdicker sind im Prinzip Blockcopolymere mit einem wasserlöslichen Mittelblock und hydrophoben Endblöcken, wobei die Endblöcke mit den Partikeln oder sich selbst wechselwirken und dadurch ein Raumnetz unter Einbeziehung der Partikel bilden. Typische Vertreter sind dem Fachmann als HASE (hydrophobically modified alkali swellable emulsion), HEUR (hydrophobically modified ethyleneoxide urethane) oder HMHEC (hydrophobically modified hydroxyethyl cellulose) geläufig. Bei den HASE-Verdickern ist der Mittelblock ein ASE, die Endblöcke sind zumeist über Polyethylenoxidbrücken angekoppelte lange, hydrophobe Alkylketten. Bei den HEUR ist der wasserlösliche Mittelblock ein Polyurethan, beim HMHEC eine 2-Hydroxy-ethylcellulose. Besonders die nicht-ionischen HEUR und HMHEC sind weitgehend pH unempfindlich.
Je nach Struktur bewirken die Assoziativverdicker mehr oder weniger ein newtonsches (scherratenunabhängiges) oder pseudoplastisches (scherverflüssigendes) Fließverhalten. Mitunter zeigen sie auch einen thixotropen Charakter, das heißt, sie zeigen neben einer Scherkraftabhängigkeit der Viskosität auch eine Zeitabhängigkeit. Die anorganischen Verdicker sind zumeist Schichtsilikate natürlichen oder synthetischen Ursprungs, Beispiele sind Hektorite und Smektite. Im Kontakt mit Wasser lösen sich die einzelnen Schichten voneinander. Durch unterschiedliche Ladungen an Flächen und Rändern der Plättchen bilden sie in Ruhe eine raumerfüllende Kartenhausstruktur aus, woraus hohe Ruhescherviskositäten bis hin zu Fließgrenzen resultieren. Bei Scherung bricht die Kartenhausstruktur zusammen und es ist ein deutlicher Abfall der Scherviskosität zu beobachten. Je nach Ladung, Konzentration und geometrischen Dimensionen der Plättchen kann der Strukturaufbau einige Zeit in Anspruch nehmen, so dass mit solchen anorganischen Verdickern auch Thixotropie erzielt werden kann.
Die Verdicker lassen sich teilweise direkt in die Klebstoffdispersion einrühren oder werden teilweise zuvor vorteilhaft in Wasser vorverdünnt beziehungsweise vordispergiert.
Anbieter von Verdickern sind zum Beispiel OMG Borchers, Omya, Byk Chemie, Dow Chemical Company, Evonik, Rockwood oder Münzing Chemie.
Füllstoffe (verstärkend oder nicht verstärkend) wie Siliciumdioxide (sphärisch, nadelförmig, plättchenförmig oder unregelmäßig wie die pyrogenen Silicas), Glas als Voll- oder Hohlkugeln, Mikroballons, Kalziumcarbonate, Zinkoxide, Titandioxide, Aluminiumoxide oder Aluminiumoxidhydroxide können sowohl der Justierung der Verarbeitbarkeit als auch der klebtechnischen Eigenschaften dienen. Geeignete Konzentrationen liegen im Bereich von 0,1 bis zu 20 Gewichtsteilen bezogen auf die Masse der getrockneten Polymerdispersion.
In einer bevorzugten Ausführungsform hat die erfindungsgemäße Klebmasseformulierung nach ASTM D3330 eine Klebkraft auf Stahl von mindestens 2,0 N/cm (bei einem Flächengewicht der Klebmasse von ca. 100 g/m2 auf Polyestergewebe als Träger gemäß dem Beispiel).
Als Träger eignen sich prinzipiell alle Trägermaterialien, bevorzugt sind textile Träger und besonders bevorzugt Gewebe, insbesondere Polyestergewebe.
Als Trägermaterial für das Klebeband können alle bekannten textilen Träger wie Gestricke, Gelege, Bänder, Geflechte, Nadelflortextilien, Filze, Gewebe (umfassend Leinwand-, Köper und Atlasbindung), Gewirke (umfassend Ketten wirkware und Strickware) oder Vliese verwendet werden, wobei unter „Vlies“ zumindest textile Flächengebilde gemäß EN 29092 (1988) sowie Nähwirkvliese und ähnliche Systeme zu verstehen sind.
Besonders vorteilhaft ist ein Klebeband, bei dem als Träger ein Gewebe, ein Vlies oder ein Gewirke eingesetzt wird. Derartige T räger sind beispielsweise in der WO 2015/004190 A1 beschrieben.
Ebenfalls können Abstandsgewebe und -gewirke mit Kaschierung verwendet werden. Derartige Abstandsgewebe werden in der EP 0 071 212 B1 offenbart. Abstandsgewebe sind mattenförmige Schichtkörper mit einer Deckschicht aus einem Faser- oder Filamentvlies, einer Unterlagsschicht und zwischen diesen Schichten vorhandene einzelne oder Büschel von Haltefasern, die über die Fläche des Schichtkörpers verteilt durch die Partikelschicht hindurch genadelt sind und die Deckschicht und die Unterlagsschicht untereinander verbinden. Als zusätzliches, aber nicht erforderliches Merkmal sind gemäß EP 0 071 212 B1 in den Haltefasern Partikel aus inertem Gestein, wie zum Beispiel Sand, Kies oder dergleichen, vorhanden.
Die durch die Partikelschicht hindurch genadelten Haltefasern halten die Deckschicht und die Unterlagsschicht in einem Abstand voneinander und sie sind mit der Deckschicht und der Unterlagsschicht verbunden.
Als Vliesstoffe kommen besonders verfestigte Stapelfaservliese, jedoch auch Filament-, Meltblown- sowie Spinnvliese in Frage, die meist zusätzlich zu verfestigen sind. Als mög liche Verfestigungsmethoden sind für Vliese die mechanische, die thermische sowie die chemische Verfestigung bekannt. Werden bei mechanischen Verfestigungen die Fasern meist durch Verwirbelung der Einzelfasern, durch Vermaschung von Faserbündeln oder durch Einnähen von zusätzlichen Fäden rein mechanisch zusammengehalten, so lassen sich durch thermische als auch durch chemische Verfahren adhäsive (mit Bindemittel) oder kohäsive (bindemittelfrei) Faser-Faser-Bindungen erzielen. Diese lassen sich bei geeigneter Rezeptierung und Prozessführung ausschließlich oder zumindest überwiegend auf Faserknotenpunkte beschränken, so dass unter Erhalt der lockeren, offenen Struktur im Vlies trotzdem ein stabiles, dreidimensionales Netzwerk gebildet wird. Besonders vorteilhaft haben sich Vliese erwiesen, die insbesondere durch ein Übernähen mit separaten Fäden oder durch ein Vermaschen verfestigt sind.
Derartige verfestigte Vliese werden beispielsweise auf Nähwirkmaschinen des Typs „Malimo“ der Firma Karl Mayer, ehemals Malimo, hergestellt und sind unter anderem bei der Firma Techtex GmbFI beziehbar. Ein Malivlies ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Querfaservlies durch die Bildung von Maschen aus Fasern des Vlieses verfestigt wird.
Als Träger kann weiterhin ein Vlies vom Typ Kunit oder Multiknit verwendet werden. Ein Kunitvlies ist dadurch gekennzeichnet, dass es aus der Verarbeitung eines längsorientierten Faservlieses zu einem Flächengebilde hervorgeht, das auf einer Seite Maschen und auf der anderen Maschenstege oder Polfaser-Falten aufweist, aber weder Fäden noch vorgefertigte Flächengebilde besitzt. Auch ein derartiges Vlies wird bei spielsweise auf Nähwirkmaschinen des Typs „Malimo" der Firma Karl Mayer schon seit längerer Zeit hergestellt. Ein weiteres kennzeichnendes Merkmal dieses Vlieses besteht darin, dass es als Längsfaservlies in Längsrichtung hohe Zugkräfte aufnehmen kann. Ein Multiknitvlies ist gegenüber dem Kunitvlies dadurch gekennzeichnet, dass das Vlies durch das beidseitige Durchstechen mit Nadeln sowohl auf der Ober- als auch auf der Unterseite eine Verfestigung erfährt. Als Ausgangsprodukt für ein Multiknit dienen in der Regel ein beziehungsweise zwei nach dem Kunit-Verfahren hergestellte einseitig vermaschte Polfaser-Vlieswirkstoffe. Im Endprodukt sind beide Vliesstoffoberseiten durch Faservermaschungen zu einer geschlossenen Oberfläche geformt und durch nahezu senkrecht stehende Fasern miteinander verbunden. Die zusätzliche Einbringbarkeit weiterer durchstech barer Flächengebilde und/oder streufähiger Medien ist gegeben. Schließlich sind auch Nähvliese als Vorprodukt geeignet, eine erfindungsgemäße Ein deckung und ein erfindungsgemäßes Klebeband zu bilden. Ein Nähvlies wird aus einem Vliesmaterial mit einer Vielzahl parallel zueinander verlaufender Nähte gebildet. Diese Nähte entstehen durch das Einnähen oder Nähwirken von durchgehenden textilen Fäden. Für diesen Typ Vlies sind Nähwirkmaschinen des Typs „Malimo“ der Firma Karl Mayer bekannt.
Besonders geeignet sind auch Nadelvliese. Beim Nadelvlies wird ein Faserflor zu einem Flächengebilde mit Hilfe von mit Widerhaken versehenen Nadeln. Durch wechselndes Einstechen und Ausziehen der Nadeln wird das Material auf einem Nadelbalken verfestigt, wobei sich die Einzelfasern zu einem festen Flächengebilde verschlingen. Die Anzahl und Ausführungsform der Vernadelungspunkte (Nadelform, Eindringtiefe, beidseitiges Vernadeln) entscheiden über Stärke und Festigkeit der Fasergebilde, die in der Regel leicht, luftdurchlässig und elastisch sind.
Weiterhin besonders vorteilhaft ist ein Stapelfaservlies, das im ersten Schritt durch mechanische Bearbeitung vorverfestigt wird oder das ein Nassvlies ist, das hydrodyna misch gelegt wurde, wobei zwischen 2 Gew.-% und 50 Gew.-% der Fasern des Vlieses Schmelzfasern sind, insbesondere zwischen 5 Gew.-% und 40 Gew.-% der Fasern des Vlieses.
Ein derartiges Vlies ist dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern nass gelegt werden oder zum Beispiel ein Stapelfaservlies durch die Bildung von Maschen aus Fasern des Vlieses durch Nadelung, Vernähung, Luft- und/oder Wasserstrahlbearbeitung vorverfestigt wird.
In einem zweiten Schritt erfolgt die Thermofixierung, wobei die Festigkeit des Vlieses durch das Auf- oder Anschmelzen der Schmelzfasern nochmals erhöht wird.
Für die erfindungsgemäße Nutzung von Vliesen ist besonders die adhäsive Verfestigung von mechanisch vorverfestigten oder nassgelegten Vliesen von Interesse, wobei diese über Zugabe von Bindemittel in fester, flüssiger, geschäumter oder pastöser Form erfolgen kann. Prinzipielle Darreichungsformen sind vielfältig möglich, zum Beispiel feste Bin demittel als Pulver zum Einrieseln, als Folie oder als Gitternetz oder in Form von Binde fasern. Flüssige Bindemittel sind gelöst in Wasser oder organischen Lösemitteln oder als Dispersion applizierbar. Überwiegend werden zur adhäsiven Verfestigung Bindedisper sionen gewählt: Duroplasten in Form von Phenol- oder Melaminharzdispersionen, Elasto mere als Dispersionen natürlicher oder synthetischer Kautschuke oder meist Dispersionen von Thermoplasten wie Acrylate, Vinylacetate, Polyurethane, Styrol-Butadien-Systeme, PVC u.ä. sowie deren Copolymere. Im Normalfall handelt es sich dabei um anionische oder nicht-ionogen stabilisierte Dispersionen, in besonderen Fällen können aber auch kationische Dispersionen von Vorteil sein.
Die Art des Bindemittelauftrages kann gemäß dem Stand der Technik erfolgen und ist beispielsweise in Standardwerken der Beschichtung oder der Vliestechnik wie „Vliesstoffe“ (Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 1982) oder „Textiltechnik-Vliesstofferzeugung“ (Arbeitgeberkreis Gesamttextil, Eschborn, 1996) nachzulesen. Für mechanisch vorverfestigte Vliese, die bereits eine ausreichende Verbundfestigkeit aufweisen, bietet sich der einseitige Sprühauftrag eines Bindemittels an, um Ober flächeneigenschaften gezielt zu verändern.
Neben dem sparsamen Umgang mit dem Bindemittel wird bei derartiger Arbeitsweise auch der Energiebedarf zur Trocknung deutlich reduziert. Da keine Abquetschwalzen benötigt werden und die Dispersionen vorwiegend in dem oberen Bereich des Vliesstoffes verbleiben, kann eine unerwünschte Verhärtung und Versteifung des Vlieses weitgehend verhindert werden.
Für eine ausreichende adhäsive Verfestigung des Vliesträgers ist im allgemeinen Binde mittel in der Größenordnung von 1 % bis 50 %, insbesondere 3 % bis 20 %, bezogen auf das Gewicht des Faservlieses, zuzugeben.
Die Zugabe des Bindemittels kann bereits bei der Vliesherstellung, bei der mechanischen Vorverfestigung oder aber in einem gesonderten Prozessschritt erfolgen, wobei dieser in line oder off-line durchgeführt werden kann. Nach der Bindemittelzugabe muss temporär für das Bindemittel ein Zustand erzeugt werden, in dem dieses klebend wird und adhäsiv die Fasern verbindet - dies kann während der Trocknung zum Beispiel von Dispersionen, aber auch durch Erwärmung erreicht werden, wobei über flächige oder partielle Druck anwendung weitere Variationsmöglichkeiten gegeben sind. Die Aktivierung des Binde mittels kann in bekannten Trockenkanälen, bei geeigneter Bindemittelauswahl aber auch mittels Infrarotstrahlung, UV-Strahlung, Ultraschall, Hochfrequenzstrahlung oder derglei chen erfolgen. Für die spätere Endanwendung ist es sinnvoll, aber nicht zwingend not wendig, dass das Bindemittel nach Ende des Vlies-Herstellprozesses seine Klebrigkeit verloren hat. Vorteilhaft ist, dass durch thermische Behandlung flüchtige Komponenten wie Faserhilfsstoffe entfernt werden und somit ein Vlies mit günstigen Foggingwerten entsteht, so dass bei Einsatz einer foggingarmen Klebemasse ein Klebeband mit besonders günstigen Foggingwerten produziert werden kann, ebenso zeigt somit auch die Ein deckung einen sehr geringen Foggingwert.
Unter Fogging (siehe DIN 75201 A) wird der Effekt verstanden, dass bei ungünstigen Verhältnissen niedermolekulare Verbindungen aus den Klebebändern ausgasen können und an kalten Teilen kondensieren. Dadurch kann beispielsweise die Sicht durch die Windschutzscheibe beeinträchtigt werden.
Eine weitere Sonderform der adhäsiven Verfestigung besteht darin, dass die Aktivierung des Bindemittels durch Anlösen oder Anquellen erfolgt. Prinzipiell können hierbei auch die Fasern selbst oder zugemischte Spezialfasern die Funktion des Bindemittels übernehmen. Da für die meisten polymeren Fasern derartige Lösemittel jedoch aus Umwelt gesichtspunkten bedenklich beziehungsweise problematisch in ihrer Handhabung sind, wird dieses Verfahren eher selten angewandt.
Vorteilhaft und zumindest bereichsweise kann der Träger eine ein- oder beidseitig glattgeschliffene Oberfläche aufweisen, vorzugsweise jeweils eine vollflächig glattgeschliffene Oberfläche. Die glattgeschliffene Oberfläche mag gechintzt sein, wie es beispielsweise in der EP 1 448 744 A1 im Detail erläutert wird.
Des Weiteren kann der Träger zur Verdichtung in einem Walzwerk kalandert werden. Vorzugsweise laufen die beiden Walzen gegenläufig und mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit, so dass der Träger gepresst und verdichtet wird.
Wenn die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen differiert, dann wird der Träger zusätzlich glattgeschliffen.
Der Träger ist vorzugsweise ein Gewebe, weiter vorzugsweise ein Polyestergewebe. Besonders bevorzugte Gewebe sind wie folgt aufgebaut:
• die Fadenzahl in der Kette 10 bis 60/cm beträgt
• die Fadenzahl im Schuss 10 bis 40/cm beträgt
• die Kettfäden ein Garngewicht zwischen 40 und 400 dtex, insbesondere zwischen 44 und 330 dtex, besonders bevorzugt von 167 dtex besitzen
• die Schussfäden ein Garngewicht zwischen 40 und 660 dtex, insbesondere zwischen 44 und 400 dtex, besonders bevorzugt von 167 dtex besitzen
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung beträgt die Fadenzahl in der Kette 40 bis 50/cm, vorzugsweise 44/cm.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung beträgt die Fadenzahl im Schuss 18 bis 22/cm, vorzugsweise 20/cm. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem Gewebe um ein Polyestergewebe. Weitere Möglichkeiten sind Polyamidgewebe, Viskosegewebe und/oder ein Mischgewebe aus den genannten Materialien.
Weiter bevorzugt beträgt die Dicke des Gewebes maximal 300 gm, besonders bevorzugt 170 bis 230 gm, ganz besonders bevorzugt 190 bis 210 gm. Der T räger weist gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ein Flächengewicht von bis zu 200 g/m2 auf, bevorzugt 100 bis 150 g/m2.
Als Ausgangsmaterialien für das Trägermaterial für das Klebeband sind insbesondere (Chemie)Fasern (Stapelfaser oder Endlosfilament) aus synthetischen Polymeren, auch synthetische Fasern genannt, aus Polyester, Polyamid, Polyimid, Aramid, Polyolefin, Polyacrylnitril oder Glas, (Chemie)Fasern aus natürlichen Polymeren wie zellulosische Fasern (Viskose, Modal, Lyocell, Cupro, Acetat, Triacetat, Cellulon), wie Gummifasern, wie Pflanzeneiweißfasern und/oder wie Tiereiweißfasern und/oder natürliche Fasern aus Baumwolle, Sisal, Flachs, Seide, Hanf, Leinen, Kokos oder Wolle vorgesehen. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht auf die genannten Materialien beschränkt, sondern es können, für den Fachmann erkenntlich ohne erfinderisch tätig werden zu müssen, eine Vielzahl weiterer Fasern zur Herstellung des Trägers eingesetzt werden. Des Weiteren sind Garne, gefertigt aus den angegebenen Fasern, ebenfalls geeignet.
Bei Geweben oder Gelegen können einzelne Fäden aus einem Mischgarn hergestellt werden, also synthetische und natürliche Bestandteile aufweisen. In der Regel sind die Kettfäden und die Schussfäden jedoch jeweils sortenrein ausgebildet. Die Kettfäden und/oder die Schussfäden können dabei jeweils nur aus synthetischen Fäden oder nur aus Fäden aus natürlichen Rohstoffen bestehen, also sortenrein sein.
Die Garne oder Fäden der Gewebe können als Filamente vorliegen. Im Sinne dieser Erfindung wird unter einem Filament ein Bündel paralleler, gerader Einzelfasern/Einzelfilamente verstanden, in der Literatur auch oft als Multifilament bezeichnet. Gegebenenfalls kann dieses Faserbündel durch Verdrehen in sich verfestigt werden, dann spricht man von gesponnenen oder gezwirnten Filamenten. Alternativ kann das Faserbündel durch Verwirbeln mit Druckluft oder Wasserstrahl in sich verfestigt werden. Im Weiteren wird für alle diese Ausführungsformen verallgemeinernd nur noch der Begriff Filament verwendet. Das Filament kann texturiert oder glatt und punktverfestigt oder unverfestigt vorliegen.
Bevorzugt wird als Material für den textilen Träger Polyester verwendet, aufgrund der hervorragenden Alterungsbeständigkeit und der hervorragenden Medienbeständigkeit gegenüber Chemikalien und Betriebsmitteln wie Öl, Benzin, Frostschutzmittel u.ä. Darüber hinaus hat Polyester den Vorteil, dass sie zu einem sehr abriebfesten und temperaturbeständigen Träger führen, was für den speziellen Einsatzzweck zur Bündelung von Kabeln in Automobilen und beispielsweise im Motorraum von besonderer Wichtigkeit ist. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird als Träger ein PET-Vlies oder ein PET-Gewebe verwendet.
Vorteilhaft liegt das Flächengewicht des textilen Trägers zwischen 30 g/m2 und 300 g/m2 weiter vorteilhaft zwischen 50 g/m2 und 200 g/m2, besonders vorteilhaft zwischen 50 g/m2 und 150 g/m2, ganz besonders vorteilhaft zwischen 70 g/m2 und 130 g/m2.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Klebemasse nach dem Aufbringen auf den Träger zu mehr als 10 %, vorzugsweise zu mehr als 25 %, weiter vorzugsweise zu mehr als 50 % in den Träger eingesunken. Ein Zahlenwert von beispielsweise 25 % bedeutet dabei, dass die Klebemasse über eine Schichtdicke von 25 % der Dicke des textilen Trägers eingedrungen ist, also bei einem Träger mit einer Dicke von 100 pm über eine Schichtdicke von 25 gm innerhalb des Trägers, und zwar beginnend von der Fläche des Trägers, auf der die Klebemasse beschichtet ist, und in senkrechter Richtung zu der von der Längs-beziehungsweise Quererrichtung aufgespannten Ebene.
Es eignet sich auch ein Trägermaterial für das Klebeband, das aus Papier, aus einem Laminat, aus einer Folie (zum Beispiel PP, PE, PET, PA, PU), aus Schaumstoff oder aus einer geschäumten Folie besteht.
Diese nicht-textilen flächigen Materialien bieten sich insbesondere dann an, wenn spezielle Anforderungen eine derartige Modifikation der Erfindung erfordern. Folien sind zum Beispiel im Vergleich zu Textilien meist dünner, bieten durch die geschlossene Schicht zusätzlichen Schutz vor dem Eindringen von Chemikalien und Betriebsmitteln wie Öl, Benzin, Frostschutzmittel u.ä. in den eigentlichen Kabelbereich und lassen sich über geeignete Auswahl des Werkstoffes den Anforderungen weitgehend anpassen: mit Polyurethanen, Copolymeren aus Polyolefinen lassen sich beispielsweise flexible und elastische Ummantelungen erzeugen, mit Polyester und Polyamiden werden gute Abrieb- und Temperaturbeständigkeiten erreicht.
Schaumstoffe oder geschäumte Folien beinhalten dagegen die Eigenschaft der größeren Raumerfüllung sowie guter Geräuschdämpfung - wird ein Kabelstrang beispielsweise in einem kanal- oder tunnelartigen Bereich im Fahrzeug verlegt, kann durch ein in Dicke und Dämpfung geeignetes Ummantelungsband störendes Klappern und Vibrieren von vornherein unterbunden werden.
Bevorzugt ist ein Laminat aus dem textilen Träger und zumindest auf einer Seite des textilen Trägers aufgebrachten Folie oder Kunststoffschicht. Weiterhin können auf der Ober- und der Unterseite des textilen Trägers Folien beziehungsweise Kunststoffschichten aufgebracht sein. Das Aufbringen kann durch Auflaminieren oder durch Extrusion erfolgen. Bevorzugt ist eine Variante, bei der textile Träger unterseitig mit einer Folie versehen ist, die auf der anderen Seite mit einer Haftklebemasse ausgerüstet ist.
Als Folien- beziehungsweise Kunststoffmaterial eignen sich Folien wie zum Beispiel PP, PE, Polyester, PA, PU oder PVC. Die Folien selbst können wiederum aus mehreren einzelnen Lagen besteht, beispielsweise aus zu Folie coextrudierten Lagen.
Bevorzugt werden Polyolefine, jedoch sind auch Copolymere aus Ethylen und polaren Monomeren wie Styrol, Vinylacetat, Methylmethacrylat, Butylacrylat oder Acrylsäure eingeschlossen. Es kann ein Homopolymer wie HDPE, LDPE, MDPE oder ein Copolymer aus Ethylen einem weiteren Olefin wie Propen, Buten, Hexen oder Octen (zum Beispiel LLDPE, VLLDE) sein. Geeignet sind auch Polypropylene (zum Beispiel Polypropylen- Homopolymere, Polypropylen-Random-Copolymere oder Polypropylen-Block- Copolymere).
Die Folie weist vorzugsweise eine Dicke von 12 gm bis 100 gm, weiter vorzugsweise 28 bis 50 pm, insbesondere 35 pm auf. Die Folie kann farbig und/oder transparent sein. Schließlich kann das Klebeband ein Abdeckmaterial aufweisen, mit dem bis zum Gebrauch die eine oder die zwei Klebemasseschichten eingedeckt sind. Als Abdeckmaterialien eignen sich auch alle oben ausführlich aufgeführten Materialien.
Bevorzugt wird ein nicht-fusselndes Material eingesetzt wie eine Kunststofffolie oder ein gut verleimtes, langfaseriges Papier.
Ist eine Schwerentflammbarkeit des beschriebenen Klebebands erwünscht, lässt sich diese erzielen, indem dem Träger und/oder der Klebemasse Flammschutzmittel zugesetzt werden. Diese können bromorganische Verbindungen sein, bei Bedarf mit Synergisten wie Antimontrioxid, wobei jedoch in Hinblick auf die Halogenfreiheit des Klebebandes roter Phosphor, phosphororganische, mineralische oder intumeszierende Verbindungen wie Ammoniumpolyphosphat allein oder in Verbindung mit Synergisten bevorzugt Verwendung finden.
Der Klebmasseauftrag, bezogen auf die Klebebandfläche, liegt bevorzugt zwischen 40 und 160 g/m2, vorzugsweise zwischen 60 und 130 g/m2, weiter vorzugsweise zwischen 80 und 100 g/m2 liegt.
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.
Das Klebeband weist somit eine Längsausdehnung und eine Breitenausdehnung auf. Das Klebeband weist auch eine senkrecht zu beiden Ausdehnungen verlaufende Dicke auf, wobei die Breitenausdehnung und Längsausdehnung um ein Vielfaches größer sind als die Dicke. Die Dicke ist über die gesamte durch Länge und Breite bestimmte Flächenausdehnung des Klebebands möglichst gleich, vorzugsweise exakt gleich.
Das Klebeband liegt insbesondere in Bahnform vor. Unter einer Bahn wird ein Objekt verstanden, dessen Länge um ein Vielfaches größer ist als die Breite und die Breite entlang der gesamten Länge in etwa vorzugsweise genau gleich bleibend ausgebildet ist. Das Klebeband kann in Form einer Rolle, also in Form einer archimedischen Spirale auf sich selbst aufgerollt, hergestellt werden. Auf der Rückseite des Klebebandes kann ein Rückseitenlack aufgetragen sein, um die Abrolleigenschaften des zur archimedischen Spirale gewickelten Klebebandes günstig zu beeinflussen. Dieser Rückseitenlack kann dazu mit Silikon- oder Fluorsilikonverbindungen sowie mit Polyvinylstearylcarbamat, Polyethyleniminstearylcarbamid oder fluororganischen Verbindungen als abhäsiv wirkende Stoffe ausgerüstet sein.
Die Klebemasse kann in Längsrichtung des Klebebands in Form eines Streifens aufgebracht sein, der eine geringere Breite aufweist als der Träger des Klebebands. Je nach Verwendungsfall können auch mehrere parallele Streifen des Klebers auf dem Trägermaterial beschichtet sein.
Die Lage des Streifens auf dem Träger ist frei wählbar, wobei eine Anordnung direkt an einer der Kanten des Trägers bevorzugt wird.
Bevorzugt ist die Klebemasse vollflächig auf dem Träger aufgetragen.
Auf der Klebebeschichtung des Trägers kann zumindest ein Streifen einer Eindeckung vorgesehen sein, der oder die sich in Längsrichtung des Klebebands erstrecken und der oder die zwischen 20 % und 90 % der Klebebeschichtung abdecken.
Bevorzugt deckt der Streifen insgesamt zwischen 50 % und 80 % der Klebebeschichtung ab. Der Abdeckungsgrad ist gewählt in Abhängigkeit von der Anwendung und von dem Durchmesser des Kabelsatzes. Die angegebenen Prozentzahlen beziehen sich auf die Breite der Streifen der Eindeckung in Bezug auf die Breite des Trägers.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist genau ein Streifen der Eindeckung auf der Klebebeschichtung vorhanden.
Die Lage des Streifens auf der Klebebeschichtung ist frei wählbar, wobei eine Anordnung direkt an einer der Längskanten des Trägers bevorzugt wird. Auf diese Weise ergibt sich ein in Längsrichtung des Klebebands erstreckender Klebestreifen, der mit der anderen Längskante des Trägers abschließt. Wird das Klebeband zur Ummantelung eines Kabelbaums eingesetzt, indem das Klebeband in einer schraubenlinienförmigen Bewegung um den Kabelbaum geführt wird, kann die Umhüllung des Kabelbaums so erfolgen, dass die Klebemasse des Klebebands nur auf dem Klebeband selbst verklebt wird, während das Gut mit keinem Kleber in Berührung kommt.
Der so ummantelte Kabelbaum weist aufgrund der fehlenden Fixierung der Kabel durch irgendeinen Kleber eine sehr hohe Flexibilität auf. Damit ist seine Biegefähigkeit beim Einbau - gerade auch in engen Durchgängen oder scharfen Abbiegungen - deutlich erhöht.
Falls eine gewisse Fixierung des Klebebands auf dem Gut gewünscht wird, kann die Ummantelung derartig erfolgen, dass der Klebestreifen zu einem Teil auf dem Klebeband selbst und zu einem anderen Teil auf dem Gut verklebt wird.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform ist der Streifen mittig auf der Klebebeschichtung aufgebracht, so dass sich zwei an den Längskanten des Trägers in Längsrichtung des Klebebands erstreckende Klebestreifen ergeben.
Für das sichere und wirtschaftliche Aufbringen des Klebebands in besagter schraubenlinienförmiger Bewegung um den Kabelbaum und gegen das Verrutschen der sich ergebenden Schutzumhüllung sind die zwei jeweils an den Längskanten des Klebebands vorhandenen Klebestreifen vorteilhaft, insbesondere wenn einer, der meist schmaler als der zweite Streifen ist, als Fixierungshilfe dient und der zweite, breitere Streifen als Verschluss dient. Auf diese Weise ist das Klebeband so auf dem Kabel verklebt, dass der Kabelsatz gegen Verrutschen gesichert und dennoch flexibel gestaltet ist.
Daneben gibt es Ausführungsformen, bei denen mehr als ein Streifen der Eindeckung auf der Klebebeschichtung aufgebracht sind. Wenn lediglich von einem Streifen die Rede ist, liest der Fachmann in Gedanken mit, dass durchaus auch mehrere Streifen gleichzeitig die Klebebeschichtung eindecken können.
Der Fierstellprozess des erfindungsgemäßen Klebebandes erschöpft sich in der Beschichtung des Trägers direkt mit der Dispersion in einem oder mehreren nacheinander durchgeführten Arbeitsgängen. Im Falle von textilen Trägern kann das unbehandelte Textil direkt oder im Transferverfahren beschichtet werden. Alternativ kann das Textil mit einer Beschichtung vorbehandelt werden (mit beliebigem filmbildendem Stoff aus Lösung, Dispersion, Schmelze und/oder strahlenhärtend), um dann in einem nachgeschalteten Arbeitsschritt direkt oder im Transferverfahren mit der Haftklebemasse versehen zu werden.
Als Auftragsaggregate werden die üblichen eingesetzt: Drahtrakel, Streichbalken, Walzenauftrag, Düsenbeschichtung, Doppelkammerrakel, Mehrfachkaskadendüse.
Aufgrund der geschilderten positiven Eigenschaften lässt sich das Klebeband hervorragend zum Isolieren und Wickeln von Drähten oder Kabeln verwenden.
Des Weiteren ist es vorteilhaft zum Ummanteln von langgestrecktem Gut wie insbesondere Kabelsätze in Kraftfahrzeugen geeignet, wobei das Klebeband in einer Schraubenlinie um das langgestreckte Gut geführt oder das langgestreckte Gut in axialer Richtung von dem Band umhüllt werden kann.
Schließlich umfasst der Erfindungsgedanke auch ein langgestrecktes Gut, ummantelt mit einem erfindungsgemäßen Klebeband. Vorzugsweise handelt es sich bei dem langgestreckten Gut um einen Kabelsatz.
Aufgrund der hervorragenden Eignung des Klebebandes kann es in einer Ummantelung Verwendung finden, die aus einer Eindeckung besteht, bei der zumindest in einem Kan tenbereich der Eindeckung das selbstklebend ausgerüstete Klebeband vorhanden ist, das so auf der Eindeckung verklebt ist, dass sich das Klebeband über eine der Längskanten der Eindeckung erstreckt, und zwar vorzugsweise in einem im Vergleich zur Breite der Eindeckung schmalen Kantenbereich.
Ein derartiges Produkt sowie optimierte Ausführungsformen desselben werden in der EP 1 312 097 A1 offenbart. In der EP 1 300 452 A2, der DE 102 29 527 A1 sowie der WO 2006 108 871 A1 werden Weiterentwicklungen dargestellt, für die das erfindungsgemäße Klebeband ebenfalls sehr gut geeignet ist. Ebenso kann das erfindungsgemäße Klebeband in einem Verfahren Verwendung finden, wie es die EP 1 367 608 A2 offenbart. Schließlich beschreiben die EP 1 315 781 A1 sowie die DE 103 29 994 A1 Ausführungsformen von Klebebändern, wie sie auch für das erfindungsgemäße Klebeband möglich sind.
Weiter vorzugsweise zerstört das Klebeband bei Verklebung auf Kabeln mit PVC- Ummantelung und auf Kabeln mit Polyolefin-Ummantelung dieselbigen nicht, wenn ein Verbund aus Kabeln und Klebeband gemäß der LV 312 bei Temperaturen über 100 °C und bis zu 3000 h gelagert und anschließend die Kabel um einen Dorn gebogen werden.
Das erfindungsgemäße Klebeband eignet sich hervorragend für das Umwickeln von Kabeln, lässt sich für eine einfache Verarbeitung leicht abwickeln, zeigt kein oder nur geringfügiges Abflaggen und Fraying sowie zeigt keine Kabelversprödung auch bei den hohen Temperaturklassen T3 und T4 über 3000 h.
Ebenfalls vom erfinderischen Gedanken umfasst ist ein ummanteltes langgestrecktes Gut, wie insbesondere ein Kabelsatz, ummantelt mit einem erfindungsgemäßen Klebeband, sowie ein Fahrzeug, enthaltend ein derartig ummanteltes langgestrecktes Gut.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem langgestreckten Gut um einen Kabelstrang, der ein Bündel aus mehreren Kabeln wie 3 bis 1000 Kabeln, bevorzugt 10 bis 500 Kabeln, insbesondere zwischen 50 und 300 Kabeln umfasst.
Im Folgenden soll das Klebeband anhand mehrerer Figuren näher erläutert werden, ohne damit eine wie auch immer geartete Einschränkung hervorrufen zu wollen.
Es zeigen
Figur 1 das Klebeband im seitlichen Schnitt,
Figur 2 einen Ausschnitt eines Kabelbaums, der sich aus einer Bündelung von einzelnen Kabeln zusammensetzt und der mit dem erfindungsgemäßen Klebeband ummantelt ist, und
Figur 3 eine vorteilhafte Anwendung des Klebebands.
In der Figur 1 ist im Schnitt in Querrichtung (Querschnitt) das Klebeband gezeigt, das aus einem Gewebeträger 1 besteht, auf den einseitig eine Schicht einer selbstklebenden Beschichtung 2 auf Basis einer Acrylatdispersion aufgebracht ist.
Die Klebemasse ist zu 20 % in den Träger eingesunken, was eine optimale Verankerung bewirkt und gleichzeitig die Flandeinreißbarkeit des Trägers verbessert.
In der Figur 2 ist ein Ausschnitt eines Kabelbaums gezeigt, der sich aus einer Bündelung von einzelnen Kabeln 7 zusammensetzt und der mit dem erfindungsgemäßen Klebeband 11 ummantelt ist. Das Klebeband wird in einer schraubenlinienförmigen Bewegung um den Kabelbaum geführt.
Der gezeigte Ausschnitt des Kabelbaums zeigt zwei Wicklungen I und II des Klebebands. Nach links hin würden sich weitere Wicklungen erstrecken, diese sind hier nicht dargestellt.
In einer weiteren Ausführungsform für eine Ummantelung werden zwei mit einer Klebemasse ausgerüstete erfindungsgemäße Bänder 60, 70 mit ihren Klebemassen versetzt (bevorzugt um jeweils 50 %) aufeinander laminiert, so dass sich ein Produkt ergibt, wie es in Figur 3 dargestellt ist. Beispiele
Skizze der Beispiele
Das erfindungsgemäße Klebeband wird nachfolgend in bevorzugter Ausführung anhand eines Beispiels beschrieben, ohne damit die Erfindung irgendeiner Beschränkung unterwerfen zu wollen.
Des Weiteren sind Vergleichsbeispiele aufgeführt, in denen untaugliche Klebebänder dargestellt sind.
Zur Erläuterung der Erfindung wurden Beispielklebebänder nach folgendem Schema hergestellt:
Die Haftklebstoffdispersionen wurden durch Einrühren eines Polyurethan Assoziativverdickers (Borchigel 0625, OMG Borchers) auf eine Viskosität von ca. 1000 Pa*s bei einer Schergeschwindigkeit von 0,01 s 1 eingestellt (gemessen mit Kegel/Platte Geometrie im Rotationsmodus mit einem Rheometer DSR 200 N von Rheometric Scientific).
Mit einem Filmziehgerät wurde ein Polyestergewebe (Feinheit der Faser 167 dtex, Fadenzahl Kette 43 1/cm, Fadenzahl Schuss 25 1/cm) so mit der verdickten Beispielhaftklebstoffdispersion bestrichen, dass nach dem Trocknen in einem Umluftofen bei 85 °C über 5 Minuten ein Klebmasseflächengewicht von 90 g/m2 resultierte.
Beurteilungskriterien
Die Kriterien für ein anwendungsgerechtes Klebeband für die Umwicklung von Kabeln sind
• Abflaggresistenz gemäß dem SWAT-Test
• Kabelverträglichkeit nach LV 312 im Hinblick auf Versprödung und Verfärbung
• Fraying gemäß dem unten angegeben Test Durchführung der Tests
Die Messungen werden - soweit nicht ausdrücklich anders erwähnt - bei einem Prüfklima von 23 ± 1 °C und 50 ± 5 % rel. Luftfeuchte durchgeführt.
Messung der Abflaggresistenz nach der SWAT-Methode
Der SWAT-Test wird genutzt, um das Flaggingverhalten von Klebebändern zu untersuchen, nachdem diese spiralförmig um ein Kabel gewickelt worden sind.
Der Test wird unter Normklima (23 ± 1 °C und 50 ± 5 % rel. Luftfeuchte) und 40 °C durchgeführt. Die erhöhte Temperatur simuliert die erschwerten Anforderungen während des Transports.
Für den Test wird ein 19 mm breites Klebeband verwendet. Dieses wird manuell um ein mit ETFE (Ethylen-Tetrafluorethylen) ummanteltes Kabel, das einen Durchmesser von 1 mm aufweist, viermal (1440°) ohne zusätzliche Druck gewickelt. Das Klebeband wird mit einer Schere geschnitten.
Es wird angenommen, dass eine durchschnittlich 5 mm lange Fahne verbleibt, wenn das Klebbandende nicht runtergepresst wird.
Insgesamt werden sieben Wicklungen um das Kabel erzeugt.
Es werden die Fahnen nach drei Tagen, zehn Tagen und 30 Tagen bei Normklima mit Hilfe eines Lineals vermessen. Dies zeigt die Figur 4. Der absolute Flaggingwert wird berechnet, indem von der tatsächlich gemessenen Länge der Fahne 5mm abgezogen werden.
In Figur 4 beträgt der Flaggingwert somit 23 mm (28 mm - 5 mm).
Der Flaggingwert, der als Ergebnis angegeben wird, ist das Ergebnis des Mittelwerts des Flaggingwerte der sieben Wicklungen. Analog wird der Test bei 40 °C in üblichen Trockenschränken durchgeführt.
Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Klebeband bei 40 °C im Trockenschrank nach der angegebenen SWAT-Methode bewertet.
Dabei gilt ein Wert von < 10 mm als unterer Grenzwert bei der Resistenz gegen Abflaggen. Mittelwerte < 5 erhalten die Note 2, Mittelwerte von 5 bis 10 erhalten die Note 1 und Mittelwerte > 10 erhalten die Note 0.
Messung der Kabelverträglichkeit von Kabeln mit einer T3-PVC-lsolierung angelehnt an LV312
Kabel mit einer T3-PVC-lsolierung werden in der LV 312 nicht getestet. Die Durchführung der Messung erfolgt analog der in der LV 312 angegebenen Messmethode. Die Messungen erfolgen jeweils bei 125 °C (T3).
Versprödung
Dabei gilt ein Ausbleiben von Versprödung nach 3000 h bei 150 °C beim Biegen um einen Dorn mit Durchmesser 2 mm als kabelverträglich und wird mit der Note „2“ bewertet. Versprödet die Probe, erhält das Muster die Note „0“.
Verfärbung
Dabei gilt ein Ausbleiben von Verfärbungen oder das Auftreten marginaler Verfärbungen nach 3000 h bei 150 °C als sehr kabelverträglich und wird mit Note 2 bewertet. Deutlich sichtbare, aber nicht zu dunkle Verfärbungen können gegebenenfalls als ausreichend verträglich klassifiziert werden und erhalten die Note „1“. Schwarze oder dunkelbraune Verfärbungen gelten als nicht kabelverträglich und erhalten die Note „0“.
Messung der Klebkraft
Zur Messung der Klebkraft der reinen Dispersionen wurden zunächst Ausstriche der Klebmassen präpariert. Dazu wurden die Dispersionen auf eine PET-Folie (Polyethylenterephthalat) einer Dicke von 23 pm gegeben und mit einem Filmziehgerät so abgerakelt, dass nach dem Trocknen über 5 Minuten bei 105 °C in einem Umlufttrockenschrank ein Klebmasseflächengewicht von 30 g/m2 resultierte.
Aus diesem Bogen wurden mit einem Cuttermesser Streifen von 20 mm Breite und 25 cm Länge herausgeschnitten.
Für die Messung der Klebkraft der Formulierungen mit Harz wurden wie oben beschrieben Ausstriche auf Polyestergewebe herangezogen und ebenfalls mit einem Cuttermesser in Streifen von 20 mm Breite und 25 cm Länge geschnitten. Die Klebkraft auf Stahl wurde gemäß ASTM D3330 gemessen. Messung der Glasübergangstemperaturen
Die Glasübergangstemperaturen wurden auf dem Dynamischen Differenzkalorimeter- Gerät DSC 204 F1 „Phönix“ der Firma Netzsch, Deutschland, in 25 mI Aluminiumtiegeln mit gelochtem Deckel unter Stickstoffatmosphäre (20 ml/min Gasfluss) bestimmt. Die Probeneinwaage betrug 8 ± 1 mg. Die Proben wurden zweimal von -140 °C bis auf 200 °C mit einer Heizrate von 10 K/min vermessen. Ausgewertet wurde die 2. Aufheizkurve.
Die Methode lehnt sich an die DIN 53 765 an.
Dynamische Viskositätsmessung
Die Viskositätsmessung wird mit einem Rheometer des Typs DSR 200 N der Firma Rheometric Scientific bei Raumtemperatur und im Rotationsmodus bei einer Schergeschwindigkeit von 0,01s 1 mit einem Kegel-Platte-System mit einem Durchmesser von 50 mm durchgeführt.
Messung der Frayingresistenz nach der Weiterausreiß-Methode
Die Methode des Weiterausreißens von Kettfäden wird genutzt, um das Frayingverhalten der Klebebänder zu untersuchen.
Für den T est wird ein 19 mm breites Klebeband verwendet, wobei ein Flächengewicht von 90 g/m2 einer Haftklebemasse auf ein Polyestergewebe (48 Kettfäden pro cm und 23 Schussfäden pro cm, jeweils Polyesterfäden mit einem Fadengewicht von 167 dtex) aufgetragen wurde. Von diesem Klebeband wird eine Probe mit einer Länge von 10 cm abgeschnitten. Mit Hilfe einer Pinzette werden an einem Ende auf einer Seite fünf Kettfäden auf einer Länge von 3 cm aus dem Verbund gelöst. Die ausgelösten fünf Kettfäden werden ineinander verzwirbelt. Anschließend wird zur Verstärkung eine rechteckige Pappe mit einer Dicke von 0,3 mm, einer Länge von 6 cm und einer Breite von 3 cm auf die Seite des Klebebandes geklebt, welche die Klebemasse trägt. Dabei wird die Pappe so auf dem Klebeband positioniert, dass die Pappe lediglich auf der langen Seite des Klebebandes, auf der keine Kettfäden ausgelöst wurden, übersteht. Der Abstand zu der langen Seite, auf der die Kettfäden ausgelöst worden sind, soll exakt 3 mm betragen. Der Abstand zu der kurzen Seite, auf der keine Kettfäden ausgelöst worden sind, soll exakt 1 cm betragen, so dass die gegenüberliegende Seite der Pappe in einer Linie mit dem Anfang der ausgelösten Kettfäden liegt (siehe Figur 5). Anschließend wird das Klebeband in eine CRE-Zugprüfmaschine (Zwick) gespannt, welche mit 6 cm breiten Einspannklemmen ausgestattet ist. Die Zugprüfmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass die untere Einspannklemme feststeht, während die andere sich während der Prüfung mit konstanter Geschwindigkeit bewegt, und dadurch, dass deren Lastrahmen keinerlei Durchbiegung aufweist. Dabei wird in die unteren Klemmbacken exakt die Pappe, welche zur Verstärkung des Klebebandes auf diesem aufgebracht wurde, eingespannt. Die zuvor ausgelösten und verzwirbelten Fäden werden an die äußere Kante der oberen Klemmbacken gespannt. Der Abstand zwischen den beiden effektiven Klemmpunkten der Prüfeinrichtung beträgt dazu vor Beginn der Messung exakt 1 cm. Anschließend wird die Zugprüfmaschine mit einer konstanten Geschwindigkeit von 5 cm/min genau 3,5 cm auseinander bewegt (siehe Figur 6). Dadurch wird auf die ausgelösten Fäden eine Kraft aufgebracht. Dieses wir zu Beginn der Messung in einem rechten Winkel zu der Längsseite des Klebebandes eingebracht.
Während der Messung wird die Kraft in Millinewton bestimmt, die zum weiteren Austrennen der fünf Kettfäden aufgewendet werden muss. Die Kraft ändert sich hierbei über die Dauer der Messung auch aufgrund des sich verändernden Auszugwinkels der Fäden. Zum Vergleich zwischen verschiedenen Klebebändern wird die maximal benötigte Kraft (Spitzenwert) herangezogen. Der Ausreißwert als Maß für die Frayingresistenz, der als Ergebnis angegeben wird, ist das Ergebnis des Mittelwerts der maximalen Ausreißkraft aus Messungen an fünf Proben. Aus Sicht der Kunden positiv bewertete Produktmuster, die im Fraying unauffällig sind, weisen als Maximalwert für die Ausreißkraft Werte von mindestens 1400 mN auf.
Zusammensetzung der Beispielpolymerdispersionen
Zur Verdeutlichung des Erfindungsgedankens wurden Polymerdispersionen mit folgender Comonomerzusammensetzung erprobt:
A1 2-Ethylhexylacrylat
A2 n-Butylacrylat
B1 Methylmethacrylat B2 und C ethylenisch ungesättigtes Monomer (Vinylester) D Acrylsäure Diese Polymerdispersionen wurden mit unterschiedlichen irden mit folgender Comonomerzusammensetzung erprob
Im Folgenden sind die Prüfergebnisse dargestellt: Für ein anwendungsgerechtes Klebeband für die Kabelummantelung sind alle drei Prüfkriterien unabdingbar. Die Beispiele 1 bis 4 zeigen ein Klebeband, das dem Erfindungsgedanken entspricht, die Vergleichsbeispiele hingegen sind untauglich.
Auch das im Markt erhältliche Kabelbandagierungsklebeband tesa® 51026 erfüllt nicht alle Kriterien tesa® 51026 ist ein Polyestergewebeklebeband für die Kabelwicklung. Es besteht aus einem Polyestergewebe mit dem Flächengewicht 125 bis 135 g/m2 und einer Klebmasseschicht von 80 bis 100 g/m2. Kett- und Schussfäden haben das gleiche Garngewicht von etwa 167 dtex.

Claims

Patentansprüche
1. Klebeband insbesondere zum Umwickeln von Kabeln, bestehend aus einem vorzugsweise textilen Träger und aus einer auf mindestens einer Seite des Trägers aufgebrachten Haftklebemasse in Form einer getrockneten Polymerdispersion, wobei das Polymer aufgebaut ist aus:
(a) 70,0 bis 90,0 Gew.-% n-Butylacrylat und/oder 2-Ethylhexylacrylat
(b) 10,0 bis 20,0 Gew.-% ein oder mehrere ethylenisch ungesättigte Monomeren, wobei mindestens 50,0 Gew.-% der ethylenisch ungesättigten Monomeren (Monomer (b)) Methylmethacrylat umfassen
(c) 0 bis 10,0 Gew.-% ein weiteres von Monomer (b) verschiedenes ethylenisch ungesättigtes Monomer
(d) 0 bis 5,0 Gew.-% ein ethylenisch ungesättigtes Monomer mit einer Säure- oder Säureanhydridfunktion und die Haftklebemasse zwischen 3 und 20 Gewichtsteile Klebrigmacher (bezogen auf die Masse der getrockneten Polymerdispersion) enthält, wobei die Klebrigmacher einen Erweichungspunkt oberhalb von 90 °C gemäß ASTM E28-99 (2009) aufweisen.
2. Klebeband nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass n-Butylacrylat und 2-Ethylhexylacrylat in einem Verhältnis von 2:1 bis 1 :2, vorzugsweise von 1 ,25:1 bis 1 :1 ,25, weiter vorzugsweise in einem Verhältnis von 1 :1 eingesetzt werden.
3. Klebeband nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebrigmacher einen Erweichungspunkt oberhalb von 100 °C gemäß ASTM E28- 99 (2009) aufweisen.
4. Klebeband nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Monomer (b) und Monomer (c) werden Alkyl(meth)acrylate, bevorzugt C bis C20- Alkyl(meth)acrylate mit Ausnahme der (a) bildenden Monomere, aromatische Vinylmonomere wie Styrol, a-Methylstyrol und Vinyltoluol, C1- bis C10- Hydroxyalkyl(meth)acrylate wie insbesondere Hydroxyethyl- oder Hydroxypropyl(meth)acrylat, Vinylester aus bis zu 20 Kohlenstoffatomen enthaltenden Carbonsäuren wie Vinylacetat oder Vinyllaurat, Vinylether aus bis zu 10 Kohlenstoffatomen enthaltenden Alkoholen wie Vinylmethylether oder Vinylisobutylether, Vinylhalogenide wie Vinylchlorid oder Vinylidendichlorid, Säureamide wie Acrylamid oder Methacrylamid und ungesättigte Kohlenwasserstoffe mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen wie Ethylen, Propen, Butadien, Isopren, 1 -Hexen oder 1-Octen verwendet, insbesondere Ethylacrylat.
5. Klebeband nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Monomer (d) Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure, Maleinsäure, Fumarsäure und/oder Maleinsäureanhydrid verwendet werden.
6. Klebeband nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebemasse 5 bis 15 Gewichtsteile Klebrigmacher (bezogen auf die Masse der getrockneten Polymerdispersion) hinzugefügt werden, bevorzugt 5 bis 12, weiter bevorzugt 6 bis 10 Gewichtsteile Klebrigmacher (bezogen auf die Masse der getrockneten Polymerdispersion).
7. Klebeband nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasübergangstemperatur der Haftklebemasse unterhalb von +15 °C (ermittelt mit DSC (Differential Scanning Calorimetry) gemäß DIN 53 765 bei einer Aufheizrate von 10 K/min) liegt.
8. Klebeband nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haftklebemasse nach ASTM D3330 eine Klebkraft auf Stahl von mindestens 2,0 N/cm aufweist (bei einem Flächengewicht der Klebmasse von 100 g/m2 auf Polyestergewebe als Träger).
9. Klebeband nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger ein textiler Träger ist, bevorzugt ein Vliesmaterial oder ein Gewebe, insbesondere ein Polyestergewebe.
10. Klebeband nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger Gewebe, vorzugsweise ein Polyestergewebe ist und weiter vorzugsweise aufgebaut ist wie folgt:
• die Fadenzahl in der Kette 10 bis 60/cm beträgt
• die Fadenzahl im Schuss 10 bis 40/cm beträgt
• die Kettfäden ein Garngewicht zwischen 40 und 400 dtex, insbesondere zwischen 44 und 330 dtex, besonders bevorzugt von 167 dtex besitzen
• die Schussfäden ein Garngewicht zwischen 40 und 660 dtex, insbesondere zwischen 44 und 400 dtex, besonders bevorzugt von 167 dtex besitzen
11 . Klebeband nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der textile Träger, vorzugsweise ein Vlies, unterseitig mit einer aufgebrachten Folie (Folie zwischen textilem Träger und Klebemasse) versehen ist.
12. Verwendung eines Klebebandes nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche zum Ummanteln von langgestrecktem Gut, wobei das Klebeband in einer Schraubenlinie um das langgestreckte Gut geführt wird.
13. Verwendung eines Klebebandes nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche zum Ummanteln von langgestrecktem Gut, wobei das langgestreckte Gut in axialer Richtung von dem Band umhüllt wird.
14. Langgestrecktes Gut, wie insbesondere ein Kabelsatz, ummantelt mit einem Klebeband nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche.
15. Fahrzeug, enthaltend ummanteltes langgestrecktes Gut nach Anspruch 14.
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