JP2016533000A - 特に、導線又はケーブルルームのような長く延びた物品にアウターケーシングを設ける方法 - Google Patents

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Abstract

特に、導線又はケーブルルームのような長く延びた物品にアウターケーシングを設ける方法であり、その際、テキスタイルの支持材及びその支持材の少なくとも一方の面上に施用される硬化性の接着料を含む接着テープを、その長く延びた物品の周囲にらせん状に誘導するか、又はその長く延びた物品を、軸方向においてその接着テープで巻き付け、該長く延びた物品は、それを巻き付けた接着テープと共に、所望の配置、特に、ケーブルルームのプランに置かれ、その長く延びた物品はこの配置で保持され、該硬化性の接着料は、熱のような放射エネルギーの供給によって硬化される。

Description

本発明は、特に、導線又はケーブルルームのような長く延びた物品にアウターケーシングを設ける方法に関する。
長い間、ケーブルハーネスを製造するための産業用の接着テープにおける使用が見出されている。
そのために、組み立てる前に、又は既に据え付けられた状態の多数の導線を束ねて、バンデージによりケーブル束の空間必要量を低減するために、そして追加的に保護機能を与えるために接着テープが使用されている。
一般に、様々な粘着量で片面が塗工されたフィルム支持材及びテキスタイル支持材を有するケーブル用巻き付けテープが普及している。
現在、接着テープで巻き付けられたケーブルルームは、少なくとも原則的に可撓性である。例えば、エンジンに触れることなく、エンジンルーム内でエンジンの周囲に巡らせることができるよう、そのケーブルルームの個々のケーブルを所定の形態で保持するために、通常、後から適切な射出成形部材が使用される。
この射出成形部材は、基本的に、追加の材料を使用する費用、及び組み立ての費用が発生するという欠点を有する。ケーブルルームのガイドを変更する場合、そのような射出成形部材のために新たな形態を作成しなければならず、それによって、相当な追加費用が生じる。これは、特に、例えば、最新の自動車エンジンの場合の改造の範囲で一般的に起こる、後々、ケーブルルームガイドを変更する際に起こる。
専門書“Faserverbund−Kunststoffe”(G. W. Ehrenstein, Hanser, 2006, ISBN 3−446−22716−4)(非特許文献1)からは、繊維複合体を製造するために、繊維(特に、ガラス繊維又はポリエステル繊維)を、樹脂(特に、エポキシ樹脂)と組み合わせて使用することが知られている。
欧州特許出願公開第2 497 805 A1号明細書(特許文献1)には、自動車で使用されるケーブルルームのような長く延びた物品にアウターケーシングを設けるための接着テープが記載されている。その接着テープは、上面及び下面を有する支持材からなり、その際、該支持材は、横断面方向に対して、幅Bを有し、そして、該支持材の少なくとも一つの長手方向縁部において、反応性の熱活性可能な接着剤からなる接着剤の細片が設けられ、これは、少なくとも3mmの幅B、そして最大で、幅Bの50%を有する。アウターケーシングを設けるために、この長く延びた物品を、軸方向において接着テープで巻き付ける。“構造物の接合”をもたらすが、剛性の造形複合体はもたらさないため、上記の反応性の硬化性接着料は、非常に高い封止強度を有するチューブをもたらす。
欧州特許出願公開第2 497 805 A1号明細書 欧州特許出願公開第1 448 744 A1号明細書 欧州特許第0 071 212 B1号明細書
"Faserverbund−Kunststoffe"(G. W. Ehrenstein, Hanser, 2006, ISBN 3−446−22716−4) Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 1982 "テキスタイル技術−フリース材の製造"(Arbeitgeberkreis Gesamttextil, Eschborn, 1996) Roempp, Georg Thieme Verlag, Dokumentkennung RD−19−04489, letzte Aktualisierung: September 2012
本発明は、非常に簡単で、安価、かつ、迅速に、長く延びた物品、例えば、特に導線又はケーブルルームにアウターケーシングを設けることを可能にし、そして硬化したアウターケーシングを設けた物品をもたらす方法を提供するという課題に基づく。
この課題は、独立請求項に記載されているような方法によって解決される。従属請求項の主題は、それ故、該方法の有利なさらなる構成である。
本発明の主題は、長く延びた物品、特に、導線又はケーブルルームにアウターケーシングを設ける方法であって、その際、
・テキスタイルの支持材及び該支持材の少なくとも一方の面上に施用された硬化性接着料を含む接着テープを、該長く延びた物品の周囲に、らせん状に巡らすか、又は該長く延びた物品をその軸方向において、該接着テープで巻き付け、
・該長く延びた物品を、その巻き付けた接着テープと共に、所望の配置、特に、該ケーブルルームのプランに配置し、
・該長く延びた物品を、この配置に保持し、
・該硬化性接着料を、熱などの放射線エネルギーの供給によって硬化させる。
ケーブルルームプランとは、そのケーブルルームにおける個々のケーブル束の実際の空間的な配置に対応しており、要するに、そのケーブル束が、どの位置でどの角度で曲げられるか、分岐又は接続の位置はどこにあるか、そして、そのケーブル束のどの端子プラグを割り当てるかである。
原則的に、テキスタイルの支持材上に接着料を施用する間、その支持材に固着させることができるよう、そのテキスタイルの支持材中へ各接着料を浸透させる。この場合、個々の繊維又は糸の周囲を接着料が流れ、その結果、接着料の層が支持材から剥離しない。
驚くことに、その固着力は、その接着料の固着が引きちぎられることなく、そして、いわゆる接着料の巻き戻りを起こすことなく、そのような接着テープをロールから問題なく巻きほどくことができるほど強い(その場合、支持材の背面上に接着料が見つかる)。さらに、ほとんどの感圧接着テープは、基材から再び剥がすことができる、つまり、可能な限り痕跡を残さずに再び取り上げることができる。すなわち、接着テープは、支持材と接着料との間で粘着的に破損されてはならない。
本発明の最も好ましい実施形態によれば、接着料は、支持材の上に施用された後に、10%超、好ましくは25%超、さらに好ましくは50%超、その支持材中へ浸透する。
ここで、例えば、25%という数値は、接着料が、テキスタイルの支持材の厚さの25%の層の厚さにわたっていることを意味しており、つまり、100μmの厚さを有する支持材の場合、その支持材の内部25μmの層の厚さにわたって接着料が施用されること、すなわち、接着料が施用されるその支持材の表面から始まって、その長手方向又は横方向に対して垂直な方向にわたって及ぶことを意味している。
好ましい実施形態によれば、施用される接着料の量は、支持材の上に、部分的に浸透した接着料の適切な部分だけが突出するように選択される。
好ましくは、部分的に浸透しない接着料層の厚さは、25μm超、より好ましくは50μm超、さらに好ましくは100μm超である。
接着料は、特に、熱的に誘導された硬化後に構造的な接合に供され、そして、それにより、支持材を硬化させ、その際、支持材の繊維又は糸の位置が互いに固定される。
さらに好ましくは、支持材は、その全体に接着料を施用した後、つまり、支持材の厚さの100%にわたり、接着料を浸透させることによって、全ての支持材の繊維が固定される。本発明のこの変形例の場合もまた、施用される接着料の量は、支持材の上に、接着料の部分的な層だけが突出するように選択される。
実施形態によれば、接着テープは、長く延びた物品の周囲にらせん状に設けられる。巻き付けは、接着テープの新たな層がその下にある接着テープの層と部分的に、好ましくは50%まで重なるよう、好ましく行われる。
さらに好ましくは、接着テープは、その物品の周囲に二回導入することができる。好ましくは、この二回目の巻き付けは、同様に、らせん状の形態で、好ましくは、オフセット(Versatz)に行われる。その場合、そのまき付けは、最初の巻き付けと同じ方向に行われる。つまり、同様に、左から右に行われるが、逆向きの方向で行うこともできる。
支持材として織物、フリース又は編み物が使用され、及び/又は、接着料として、ニトリルゴム及びフェノール樹脂からなる反応性の熱活性可能な接着剤が使用された接着テープが特に有利である。
そのような支持材を備えた接着テープは、比較的問題なく手で引きちぎることができ、このことは、自動車における前述の使用目的、及びケーブルを束ねるための巻き付けテープとしての最も好ましい加工に、同様に、特に重要である。
横方向における引裂強度は10N未満であり、これは、AFERA規格4007に準拠して測定され、接着テープの手切れ性の規準として利用されている。
ただし、使用される支持材の面密度又は厚さが非常に高い場合は、その手切れ性を採用したり、制限したりする必要がない。しかしながら、この場合、手切れ性を最適化するために穿孔を設けることができる。
支持材として、編み物素材、スクリム、テープ、ブレイズ、タフトテキスタイル、フェルト、織り地素材(キャンバス織り、ツイル織り及びサテン織りを含む)、編み地素材(トリコット生地及びニットウェアを含む)又はフリースのような公知のテキスタイルの支持材の全てが使用され、ここで、“フリース(Vlies)”とは、少なくとも、EN29092(1988)に準拠したテキスタイルの平坦な形成物、並びに不織布に近いもの及びそれらに類似した系であると解される。
同様に、ラミネート加工によるギャップ織物(Abstandsgewebe)及びギャップ編み物(Abstandsgewirke)も使用できる。
そのようなギャップ織物は、欧州特許第0 071 212 B1号明細書(特許文献3)に開示されている。ギャップ織物は、繊維フリース又はフィラメントフリースからなるトップ層、裏当て層、及びそれらの層の間に設けられたいくつかの、又は保持繊維の束を有するマット形状の層状構造物であり、保持繊維の束をその層状構造物の表面の上に分布させ、粒子層を介してニードルパンチし、そして、トップ層と裏当て層とを互いに結合する。欧州特許第0 071 212 B1号明細書(特許文献3)によれば、必要な特徴ではないが、追加的に、不活性な岩石粒子、例えば、砂、砂利等からなる粒子がその保持繊維中に提供される。
該粒子層を介してニードルパンチされた保持繊維は、トップ層及び裏当て層を互いにある距離で保持し、そして、そのトップ層を裏当て層に結合させる。
フリース材として、強化されたステープル繊維フリースが好ましいが、フィラメントフリース、メルトブローフリース、並びにスパンボンドフリースも挙げられ、これらは大抵、追加的に強化される。フリースのための可能性のある強化方法としては、機械的強化、熱的強化並びに化学的強化が知られている。機械的強化では、大抵は個々の繊維を絡みあわせることによって、繊維束状物を絡ませることによって又は追加的な糸を縫い込むことによって純機械的に保持するが、熱的方法によって及び化学的方法によって(バインダーでの)接合的に又は(バインダーなしでの)凝集的に繊維―繊維結合が達成される。これらは適切な処方及び適切な方法形態の場合には専ら又は少なくとも主として繊維結節点に限定され、その結果フリース中に緩くかつ解放された構造が保持されたままで、安定な三次元ネットワークが形成される。
別の糸で仕上げ縫いすることによって又は絡ませることによって強化されているフリースが特に有利であることがわかっている。
そのような強化されたフリースは、例えば、Karl Mayer社の型“Malimo”のニードルパンチマシン、かつてのMalimoで製造され、そして、その他にはHoftex Group AG社から入手可能なものがある。Maliフリースは、フリースの繊維からメッシュを形成することによって、横繊維フリースが強化されることを特徴とする。
更に支持体として編製フリース又はマルチ編製フリースという種類のフリースを使用することができる。編製フリースは、長手方向に配向した繊維フリースの加工から出発して一方の面にループ(Maschen)を有しそしてもう一方の面にループフット(Maschenstege)又はパイル繊維折り目を有するが、糸も既成のシート状構造も有さないシート状構造物を製造することに特徴がある。この様なフリースも例えばKarl Mayer社の“編製フリース”のステッチングボンディング装置で久しい以前から既に製造されている。このフリースの別の特徴的長所は、長手繊維フリースとして長手方向で強い張力を十分に吸収することができることにある。マルチ編製フリースは編製フリースと比較して、フリースが上側並びに下側において針で両面ステッチされていることによって強化されていることに特徴がある。マルチ編製のための出発製品としては、一般に、編法によって製造された片面がループ状のパイル繊維フリース材料が二つ利用される。最終製品において、二つのフリース材料の表面は、繊維ループによって閉じた表面を形成し、そして、近接する垂直に存在する繊維を介して互いに結合している。その追加的な取り込みの可能性(Einbringbarkeit)は、更なる穿孔可能なシート状構造物及び/又は塗布可能な媒体をもたらす。
最後に、ステッチボンドフリースもまた、本発明の支持材及び本発明の接着テープを形成するための半製品として適している。ステッチボンドフリースは互いに平行の沢山のステッチを有するフリース材料で形成される。これらのステッチは連続する繊維製糸で縫われるか又は編まれることによって生じる。この様な種類のフリースのためには、Karl Mayer社の“マリワット(Maliwatt)”(かつてはMalimoと称した)というステッチボンディング装置が公知である。
ニードルパンチフリースもまた特に適している。ニードルパンチフリースの場合、かえしのある針(ニードル)を使って、繊維の毛羽をシート状構造物にする。針の突き刺し方及びドッフィングを変えることによって、ニードルバー上に材料が固定され、その際、個々の繊維が堅牢なシート状構造物に絡み合う。ニードルパンチの数及び実施形態(ニードルの形状、パンチの深さ、両面からのニードル加工)は、一般には、軽く、空気透過性かつ弾性の繊維構造物の強度及び耐性が決定する。
さらに、第一の層中において機械加工によって予め強化するか又は流体力学的状況にある湿ったフリースであるステープルファイバーフリースが特に有利であり、その際にフリースの2重量%〜50重量%、特に5重量%〜40重量%の繊維が溶融性の繊維である。
このようなフリースは繊維が湿った状態にあるか又は例えばステープルファイバーフリースがフリースの繊維よりなるループを形成することによって又はニードリング、ステッチングあるいはエアジェット及び/又はウォータージェット処理によって予め強化されていることに特徴がある。
第二段階において熱固定を行う。そのときにフリースの強度は溶融性繊維の溶融又は部分溶融によって再び増強される。
フリースを本発明に従って利用するために、予め機械的に強化された、又は湿式法によるフリースを接着剤で強化することが特に興味深く、その際、固形形状、液状形状、発泡形状又はペースト形状のバインダーを添加することによって行うことができる。原則的な施用形態には多様性があり、例えば、固形のバインダーは粉末として添加され、フィルムとして、又はグリッドとして、又はバインダー繊維の形態であることできる。液状のバインダーは、水中又は有機溶媒中に溶解させるか、又は分散液として適用可能である。接着性の接合のために、バインダー分散液は主として次から選択される:フェノール樹脂分散液又はメラミン樹脂分散液の形態の熱硬化性樹脂、天然又は合成ゴムの分散液としてのエラストマー、又は、たいていの熱可塑性プラスチックの分散液、例えば、アクリレート、ビニルアセテート、ポリウレタン、スチレン−ブタジエン系、PVC等並びにそれのコポリマー。その際、通常であれば、無機又はノニオン性の、安定化分散液であるば、特定の場合には、カチオン性の分散液も有利であり得る。
バインダー塗工剤の種類は、従来技術にしたがって行うことができ、例えば、塗工又は“フリース材”(Georg Thieme Verlag, Stuttgart, 1982(非特許文献2))、又は“テキスタイル技術−フリース材の製造”(Arbeitgeberkreis Gesamttextil, Eschborn, 1996(非特許文献3))のようなフリース技術の標準作業工程において読んで確かめることができる。
フリース支持材を接着剤により十分に固定するために、一般に、その繊維フリースの重量に基づいて、1%〜50%、特に3%〜20%の大きさでバインダーを添加する。
バインダーの添加は、フリースの製造時に、機械的な予備固定化時にすでに行われているか、又は別々のプロセス工程で行うことができ、その際、これは、イン−ライン、又はオフ−ラインで遂行することができる。バインダーの添加後には、これが接着性かつ接着により繊維を結合させるバインダーの状態を一時的に生じさせなければならない。これは、例えば、その分散物の乾燥の間ではあるが、加熱によっても達成することができ、その際、全面的な又は部分的な加圧により、さらなるバリエーションの可能性がもたらされる。バインダーの活性化は、公知の乾燥ルートにおいて、しかしながら適当なバインダーの選択の場合には、赤外線照射、UV照射、超音波、高周波放射線等を使って行うことができる。しかしながら、後々の最終用途のために、フリースの製造プロセスの最後の後に、バインダーがその接着性を失ってしまうことは必ずしも必要ではないことは有意である。熱処理によって、揮発正の成分、例えば、繊維助剤が取り除かれ、それにより、有利なかぶり値を有するフリースが生じることは有利であるため、かぶりに乏しい接着料を使用する場合、特に有利なかぶり値を有する接着テープを製造することができ、同様に、それにより、非常に低いかぶり値を有する支持材もまた得られる。
支持材は、少なくとも領域毎に、片面又は両面に、滑らかに加工された表面を有し、好ましくは、いずれの場合も面全体が滑らかに加工された表面を有する。例えば、欧州特許出願公開第1 448 744 A1号明細書(特許文献2)中に説明されているように、滑らかに加工された表面は安っぽい(gechintzt)場合がある。このように、耐汚染性は改善される。
支持材の出発材料としては、特に、合成ポリマー、合成繊維、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリイミド、アラミド、ポリオレフィン、ポリアクリルニトリル又はガラスのようなポリエステルからなる(化学)繊維(ステープル繊維又は連続フィラメント)、セルロース繊維(ビスコース、モダール、リヨセル、キュプロ、アセテート、トリアセテート、Cellulon)のような天然ポリマーからなる(化学)繊維、ゴム繊維、木綿、Sisai、亜麻、絹、麻、リンネル、ヤシ又は羊毛由来の植物タンパク質繊維及び/又は動物タンパク質繊維、天然繊維が提供される。
しかしながら本発明は上記の材料に限定されることはなく、当業者に自明である他の多くの繊維も、むしろいかなる発明活動を必要とすることなく、フリースを製造するために使用することが可能である。
さらに、所与の原料からなる糸も同様に適している。
織物生地又は編み物生地の場合、複合糸からなる個々の繊維が製造でき、つまり、合成及び天然の成分を有する。しかしながら、一般に、縦糸及び横糸はそれぞれ単一種から形成される。
その場合、縦糸及び/又は横糸はそれぞれ、合成糸だけから、又は天然原料からなる糸だけから構成される。
好ましくは、支持材の材料として、ポリエステル又はガラス、特に好ましくは、その卓越した耐エージング性及び油、ベンジン、不凍液等のような化学物質及び製造設備に対するその卓越した耐溶媒性に基づいてポリエステルが使用される。その上に、ポリエステル及びガラスは、非常に耐摩耗性かつ耐熱性の支持材をもたらすという利点を有し、これは、自動車、例えば、エンジンルーム内でケーブルを束ねるという特定の使用目的にとって特に重要である。
テキスタイルの支持材の面密度は、有利には、30g/m〜300g/m、より有利には、50g/m〜200g/m、特に有利には、60g/m〜150g/m、就中、有利には、70g/m〜100g/mである。
本発明の特に有利な実施形態によれば、支持材として、60g/m〜150g/mの面密度を有する、ポリエステルからなる織物生地又はフリースが使用される。
本発明の有利な一実施形態によれば、硬化性接着料は自己接着性であるか、又は硬化性の接着料の上に、少なくとも部分的に自己接着料の層が設けられる。
次いで、その接着テープによりケーブルを束ねることができ、及び/又はその接着テープを、さらなる手段を用いずに、ケーブルルーム上にらせん状に巻き付けて固定することができる。
粘着料とも呼ばれる自己接着料は、比較的弱い加圧下でほとんど全ての下地材と永続的に接合することができ、そして、実質的に残滓を残さずに、使用後、その下地材から取り除くことができる。粘着料は、室温において永続的な粘着効果を示し、これはすなわち、的確に低い粘着性及び高い接触接着性を有しており、そのため、低い加圧の場合でさえ、それぞれの接合土台の表面を湿らせる。接着料の接着性は、その接着特性に基づいており、そしてその再剥離性は粘着特性に基づいている。
ケーブルルームの剛性は、自己接着性の接着料によって高めることができる。というのも、その接着料がケーブルルームのケーブルと接着し、そしてその箇所で互いにかつ(既に剛性の)支持材の周囲を取り巻いて固定するからである。
本発明によれば、硬化性の接着料とは、構造性接着料(構築用接着剤、組み立て用接着剤)であると解される(Roempp, Georg Thieme Verlag, Dokumentkennung RD−19−04489, letzte Aktualisierung: September 2012(非特許文献4)参照)。DIN EN 923: 2006−01によれば、構造性接着剤は、接着性の結合を形成する接着剤であり、これは、所定のより長い期間、ある構造において規定の強度を保持することができる(ASTM定義による: “bonding agents used for transferring required loads between adherends exposed to service environments typical for the structure involved”)。したがって、化学的及び物理的な高負荷に供することが可能な結合のための接着料は、硬化した状態でその結合された基材を強化するのに貢献し、そして、金属、セラミック、コンクリート、木材又は強化プラスチックからなる構造物を製造するのに使用される。本発明の構造用接着剤は、特に、(熱硬化性)反応性接着剤(フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド、ポリウレタン等)をベースとする。
硬化性接着料は、振動及びねじれに対して傷みにくいアウターケーシングを長期間にわたって確実にするために、硬化後に弾性であることができる。
接着料としては、特に、反応性の熱活性可能な接着料が使用される。
上記の接着料は、エラストマー系成分が高い弾性を有する場合に非常に良好な寸法安定性を備える。さらに、該反応性樹脂は架橋反応を起こすことができ、これは、接着力を著しく高める。そのために、例えば、ニトリルゴム及びフェノール樹脂をベースとする熱活性可能な接着料が使用され、例えば、tesa社のtesa(登録商標) 8401という製品として市場から入手できる。
有利な実施形態によれば、接着料は少なくとも次からなる:
a)アミノ基及び/又は酸末端基を有するポリアミド、
b)エポキシ樹脂、
c)場合によっては、軟化剤、
その際、該ポリアミドは、少なくとも150℃の温度で該エポキシ樹脂と反応し、そして、a)とb)との重量割合における比は50:50〜99:1である。
さらに好ましくは、接着料は次からなる:
i)30〜89.9重量%の割合の熱可塑性ポリマー、
ii)5〜50重量%の割合の、一種又は二種以上の接着性付与樹脂、及び/又は、
iii)5〜40重量%の割合の、硬化剤、場合によっては促進剤を有するエポキシ樹脂。
これらの接着料は、室温で架橋し、そして、三次元の非常に堅牢なポリマーネットワークを形成する反応性樹脂の混合物であり、そして、製品の脆化に対抗する、永続的に弾性のエラストマーである。そのエラストマーは、好ましくは、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリウレタン又はポリアミドの群に由来するか、又は変性されたゴム、例えばニトリルゴムであることができる。
特に好ましい熱可塑性のポリウレタン(TPU)は、ポリエステルポリオール又はポリエーテルポリオール及び/又は有機ジイソシアネート、例えば、ジフェニルメタンジイソシアネートからの反応生成物として知られている。これは、通常、線状のマクロ分子から構成されている。そのような生成物は、大抵、弾性の粒状物の形態で、例えば、Bayer AGから“Desmocoll”の商品名で入手可能である。
TPUを、選択された混和性の樹脂と組み合わせることによって、接着料の軟化温度を低下させることができる。それと同時に、接着力さえも高められる。適当な樹脂として、例えば、コロホニウム樹脂、炭化水素樹脂及びクマロン樹脂が適していると判明した。あるいはまた、TPUと、選択された、ビスフェノールA及び/又はF及び潜在的硬化剤をベースとするエポキシ樹脂との組合せによって接着料の軟化温度を低下させることができる。そのような系からの接着料により、接合継ぎ目の後硬化を、外部からのいずれの干渉もなく、室温で徐々に行うか、又は目標とする温度調節によって短時間で行うことが可能となる。
樹脂の化学的な架橋反応によって、接着料と支持材との間の大きな強さが得られ、そして製品の高い内部強度が達成される。この場合、これらの反応性の樹脂/硬化系の添加によって上述のポリマーの軟化温度も低下し、これは、それらの加工温度及び加工速度を有利に低下させる。その適した製品は、室温で、又はわずかに高められた温度で自己粘着性の製品である。該製品を加熱するとすぐに粘度もまた低下し、それによって製品をその粗い表面でさえも湿潤させることができる。
接着料の組成は、原料の種類及び原料の割合を変えることによって広い範囲で変えることができる。同様に、広い範囲の製品特性、例えば、色、熱伝導性又は導電性は、目標とする着色料、鉱物又は有機の充填物及び/又は炭素粉末又は金属粉末を添加することによって達成できる。
ニトリルゴムとして、特に、15〜50重量%のアクリルニトリル含有量を有する、アクリルニトリル−ブタジエン−コポリマーのいずれも、本発明の接着料中に使用することができる。同様に、アクリルニトリル、ブタジエン、イソプレンからなるコポリマーもまた使用可能である。その場合、1,2−結合したブタジエンは様々なものがある。上記のポリマーは、様々な程度に水素化させることができ、そして、1%未満の割合の二重結合を有する完全に水素化したポリマーが利用可能である。
これらのニトリルゴム全ては所望の程度にカルボキシル化され、好ましくは、酸性基の割合が2〜15重量%である。そのような系は、例えば、Zeon社のNipol 1072又はNipol NX 775の名称で市場から入手可能である。水素化カルボキシル化ニトリルゴムは、Lanxess社のTherban XT VP KA 8889の名称で販売されている。
接着力を高めるために、ニトリルゴムと混合可能な接着樹脂を添加することも可能である。
エポキシ樹脂は、通常、一分子当たり一つ以上のエポキシ基を有する単量体化合物及びオリゴマー化合物であると解される。これは、グリシジルエステル又はエピクロルヒドリンと、ビスフェノールA又はビスフェノールFとの反応生成物であるか、又はこれら両方からなる混合物の反応生成物であることができる。同様に使用可能なのは、エピクロルヒドリンと、フェノール及びホルムアルデヒドからの反応生成物との反応によって得られるエポキシドノボラック樹脂である。エポキシ樹脂に希釈剤として投入される、多数のエポキシ基を有する単量体化合物もまた使用可能である。同様に、弾性の変性されたエポキシ樹脂も使用可能である。
エポキシ樹脂の例には、Ciba GeigyのAraldite(商標) 6010、CY−281(商標)、ECN(商標) 1273、ECN(商標) 1280、MY 720、RD−2;Dow ChemicalsのDER(商標) 331、732、736、DEN(商標) 432;Shell ChemicalsのEpon(商標) 812、825、826、828、830等;同様にShell ChemicalsのHPT(商標) 1071、1079;Bakelite AGのBakelite(商標) EPR 161、166、172、191、194等がある。
市場から入手可能な脂肪族エポキシ樹脂は、例えば、Union Carbide CorpのERL−4206、4221、4201、4289又は0400のようなビニルクロロヘキサンジオキシドである。
弾性化されたエポキシ樹脂は、Noveon社からHycarの名称で入手できる。
エポキシ希釈剤である、多数のエポキシ基を有する単量体の化合物は、例えば、Bakelite AGのBakelite(商標) EPD KR、EPD Z8、EPD HD、EPD WF等、又はUCCP社のPolypox(商標) R9、R12、R15、R19、R20である。
さらに好ましくは、本発明の接着料は、一種超のエポキシ樹脂を含有する。
ノボラック樹脂として、例えば、CelaneseのEpi−Rez(商標) 5132;Sumitomo ChemicalのESCN−001;Ciba GeigyのCY−281;Dow ChemicalのDEN(商標) 431、DEN(商標) 438、Quatrex 5010;Nippon KayakuのRE 305S;DaiNippon Ink ChemistryのEpiclon(商標) N673;又はShell ChemicalのEpicote(商標) 152を使用することができる。
さらに、反応性樹脂として、例えば、CytecのCymel(商標)327及び323のようなメラミン樹脂を使用することも可能である。
さらに、反応性樹脂として、例えば、Arizona ChemicalのNIREZ(商標) 2019のようなテルペンフェノール樹脂を使用することもできる。
さらに、反応性樹脂として、例えば、Toto KaseiのYP 50、Union Carbide Corp.のPKHC、及びShowa Union Gosei Corp.のBKR 2620を使用することも可能である。
さらに、反応性樹脂として、フェノールレゾール樹脂も、別のフェノール樹脂と組み合わせても使用することができる。
さらに、反応樹脂として、例えば、Nippon Polyurethan Ind.のCoronate(商標) L、BayerのDesmodur(商標) N3300又はMondur(商標) 489のようなポリイソシアネートを使用することも可能である。
本発明の、ニトリルゴムをベースとする接着料の有利な一形態において、更に、接着力強化(粘着力を高める)樹脂が添加される。その場合、該接着料に基づいて、30重量%までの割合であることが非常に有利である。
添加すべき粘着強化樹脂として、例外なく、公知の、そして文献に記載されている全ての接着樹脂が使用可能である。インデン、コロホニウム、及びコロホニウム誘導体をベースとする水素化されていない樹脂、部分的又は完全に水素化された樹脂、ジクロロペンタジエンの水素化重合体、C−、C/C−又はC−モノマーストリームをベースとする、水素化されていない炭化水素樹脂、選択的に水素化された炭化水素樹脂、又は完全に水素化された炭化水素樹脂、α−ピネン及び/又はβ−ピネン及び/又はδ−リモネンをベースとするポリテルペン樹脂、又は好ましく純粋なC−及びC−芳香族をベースとする水素化された重合体が、中でも特に適している。
最終的な接着料の特性を所望通りに調節するために、これらの樹脂及びその他の樹脂のいずれの組合せも使用することができる。一般に、対応するポリマーと混合可能な(溶解性のある)全ての樹脂を使用することができる。“Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology” von Donatas Satas (van Nostrand, 1989)中の知識の詳細が明確に指し示される。
上記の酸変性ニトリルゴム又は酸無水物変性ニトリルゴム以外に、さらに別のエラストマーを使用することも可能である。更なる酸変性ニトリルゴム又は酸無水物変性ニトリルゴム以外に、変性されていないエラストマー、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセテート、スチレンブロックコポリマー、ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラール又は可溶性ポリエステルを使用することもできる。
マレイン酸無水物によるコポリマー、例えば、ポリビニルメチルエーテル及びマレイン酸無水物からなるコポリマー、例えば、ISP社からGantrez(商標)の名称で販売されているものが使用可能である。
樹脂をエラストマーと化学的に架橋させることによって、接着料の内部で非常に大きな強度が得られる。
更なる添加剤として、典型的には次のものが利用できる:
−一次酸化防止剤、例えば、立体障害フェノール
−二次酸化防止剤、例えば、亜リン酸塩又はチオエーテル
−プロセス安定化剤、例えば、C−ラジカル捕捉剤
−光保護剤、例えば、UV吸収剤又は立体障害アミン
−加工助剤
−充填材、例えば、二酸化ケイ素、ガラス(粉砕されているか又は球形状)、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、炭酸カルシウム、二酸化チタン、カーボンブラック、金属粉末等
−着色顔料および着色料並びに光沢剤
軟化剤を添加することによって、架橋した接着料の弾性を高めることができる。この場合、軟化剤としては、例えば、低分子量のポリイソプレン、ポリブタジエン、ポリイソブチレン又はポリエチレングリコール及びポリプロピレングリコールを投入することができるか、又はポリエチレンオキシド、ホスフェートエステル、脂肪族カルボン酸エステル及び安息香酸エステルをベースとする軟化剤を使用することができる。さらに、芳香族カルボン酸エステル、高分子量ジオール、スルホンアミド及びアジピン酸エステルもまた使用することができる。
使用されるニトリルゴムが、高温においてさえ低粘度を有さないため、接合及び高温プレスの間に、接着料が接合継ぎ目から流出してしまうことがない。この過程の間、エポキシ樹脂はエラストマーと共に架橋し、三次元ネットワークがもたらされる。
いわゆる促進剤を添加することにより、反応速度をさらに高めることができる。
促進剤は例えば次のものである:
−第三級アミン、例えば、ベンジルジメチルアミン、ジメチルアミノメチルフェノール、トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール
−三ハロゲン化ホウ素−アミン−錯体
−置換イミダゾール
−トリフェニルホスフィン
促進剤として、例えば、Shikoku Chem. Corp.の2M7、2E4MN、2PZ−CN、2PZ−CNS、P0505、L07N、又はAir ProductsのCurezol 2MZとして市場から入手可能なイミダゾールが適している。更に、架橋剤としてHMTA(ヘキサメチレンテトラミン)の添加が適している。
さらに、任意に、充填材(例えば、繊維、カーボンブラック、酸化亜鉛、二酸化チタン、チョーク、中空ガラスビーズ又は充実ガラスビーズ、別の材料からなる微小球、シリカ、シリケート)、核形成剤、発泡剤、接着力強化添加剤及び熱可塑性プラスチック、コンパウンド剤及び/又は、例えば、一次及び二次酸化防止剤の形態の、又は光保護剤の形態の老化防止剤を添加することができる。
さらに好ましい実施形態において、接着料に更なる添加剤、例えば、ポリビニルホルマール、ポリアクリレートゴム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレン−ジエンゴム、メチル−ビニル−シリコンゴム、フルオロシリコンゴム、テトラフルオロエチレン−プロピレン−コポリマーゴム、ブチルゴム、スチレン−ブタジエンゴムが添加される。
ポリビニルブチラールは、SoluciaのButvar(商標)、WackerのPioloform(商標)、及びKurarayのMowital(商標)として入手できる。ポリアクリレートゴムは、ZeonのNipol AR(商標)として入手できる。クロロプレンゴムは、BayerのBaypren(商標)として入手できる。エチレン−プロピレン−ジエンゴムは、DSMのKeltan(商標)及びExxon MobilのVistalon(商標)、及びBayerのBuna EP(商標)として入手できる。メチル−ビニル−シリコンゴムは、Dow CorningのSilastic(商標)及びGE SiliconesのSilopren(商標)として入手できる。フルオロシリコンゴムは、GE SiliconesのSilastic(商標)として入手できる。ブチルゴムは、Exxon MobilのEsso Butyl(商標)として入手できる。スチレン−ブタジエンゴムは、BayerのBuna S(商標)、及びEni ChemのEuroprene(商標)、及びBayerのPolysar S(商標)として入手できる。
ポリビニルホルマールは、Ladd ResearchのFormavar(商標)として入手できる。
さらに好ましい実施形態において、接着料に更なる添加剤、例えば、次のポリマーからなる群からの熱可塑性材料:ポリウレタン、ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン−ターポリマー、ポリエステル、硬質ポリ塩化ビニル、軟質ポリ塩化ビニル、ポリオキシメチレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、フッ素化ポリマー、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアミド、エチレンビニルアセテート、ポリビニルアセテート、ポリイミド、ポリエーテル、コポリアミド、コポリエステル、ポリオレフィン、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリイソブテン及びポリ(メタ)アクリレートが添加される。
熱活性可能な接着料の 接着力は、更なる合目的的な添加剤の追加によって高めることができる。その場合、例えば、ポリイミンアセテート又はポリビニルアセテートコポリマーが接着力を促進する添加剤として使用できる。
接着細片を製造するために、接着料の構成成分を適当な溶媒、例えば、ブタノン中に溶解させ、そして、剥離層、例えば、剥離紙又は剥離フィルムが設けられた可撓性の基材上に塗工し、そして乾燥することにより、該基材から物質を簡単に取り除くことができる。適当な組み立て(Konfektionierung)後、ダイカット体、圧延体又はその他の成形体を室温で製造することができる。それから適当な成形体を、好ましくは高められた温度で支持材上に接合する。
混合するエポキシ樹脂は、ラミネート温度では化学を起こさないが、本発明の接着テープからなるアウターケーシングの製造時に初めて、酸性基又は酸無水物基により反応する。好ましくは、接着剤は150℃超の温度で架橋する。
有利には、塗工された接着料の厚さは50μm〜500μm、より有利には100μm〜250μm、就中有利には、100μm〜200μmである。
最後に、接着テープはカバー材を有することができ、それにより、使用するまで一つ又は二つ以上の接着料の層はカバーされる。カバー材としては、上述した全ての材料が適している。
好ましくは、例えば、プラスチックフィルム又は良好に接着された、長繊維紙のような毛羽のない材料が使用される。
上記の接着テープの難燃性が望ましい場合、支持材及び接着料に難燃剤を添加することによってこれを達成することができる。これは有機臭素化合物であることができ、必要に応じて三酸化アンチモンのような相乗活性剤を有するが、その際、接着テープのハロゲン不含性に関連して、赤燐、有機リン系化合物、鉱物系化合物又は膨張性化合物、例えば、アンモニウムポリホスフェートを単独で又は相乗活性剤と組み合わせて好ましく使用される。
一般的な表現の“接着テープ”には、本発明の範囲において、平坦な構造物、例えば、二次元に延ばされたフィルム又はフィルム片、長く延びたテープ、及び限られた幅のもの、テープ切片などが包含され、最終的に、ダイカット体又はラベルも包含される。
接着テープは、ロール形状、つまり、それ自体が巻き上げられたアルキメデスのらせんの形状に製造することができる。アルキメデスのらせんの形態に巻き上げられた接着テープの巻きほどき特性に有利な影響を与えるために、接着テープの背面上に裏打ち塗料を塗工することができる。そのために、この裏打ち塗料は、シリコン化合物又はフルオロシリコン化合物、並びにポリビニルステアリルカルバメート、ポリエチレンイミンステアリルカルバミド又は有機フルオロ化合物で、非接着性(接着性)作用物質として、及び/又は、抗粘着コーティングで仕上げることができる
接着料は、ストライプの形態で接着テープの長手方向に施用することができ、該ストライプは接着テープの支持材として適切な幅を有する。
使用に応じて、複数の平行な接着料のストライプを支持材料上に塗工することができる。支持材上の該ストライプの長さは自由に選択することができ、その際、支持材の縁部に直接配置することが好ましい。
好ましくは、接着料は支持材の全面上に施用される。
物品上に接着テープを確実に固定することが望まれる場合、接着テープ上の一部に、かつ、物品上の別の一部に接着料のストライプを接合するようにアウターケーシングが設けられる。
さらに好ましくは、ケーブル及び接着テープからなるルームを、100℃超の温度で3000時間以下、LV 312に従って貯蔵し、そして引き続いて該ケーブルをマンドレルの周囲で曲げる場合に、PVC−ケーシングを有するケーブル上へ、そして、ポリオレフィン−ケーシングを有するケーブル上へ接合する時に、接着テープは該ケーシングを破壊しない。
本発明の接着テープは、ケーブルの巻き付けに非常に適しており、簡単な処理で容易に巻きほどくことができ、そして、高い温度等級T3及びT4においてさえ3000時間超、ケーブルの破壊を示さない。
本発明の特に有利な実施形態は、以下の様々なバリエーションの接着テープを含む:
●バリエーション1:片面に接着料(支持材に完全に浸透せず)
〇支持材:フリース又は編み地:30g/m〜300g/m(好ましくはポリエステル製)
〇接着料:100μm〜500μm
〇構造:接着料を、支持材の10%超であるが100%未満まで浸透させる。
●バリエーション2:両面に接着料(支持材に完全に浸透せず)
〇支持材:フリース又は編み地:30g/m〜300g/m(好ましくはポリエステル製)
〇接着料:100μm〜500μm
〇構造:接着料を、支持材の両面上に、それぞれ支持材の10%超であるが50%未満まで浸透させる。
●バリエーション3:支持材に完全に浸透させる
〇支持材:フリース又は編み地:50g/m〜300g/m(好ましくはポリエステル製)
〇接着料:100μm〜500μm
〇構造:接着料を、支持材の100%まで浸透させ、そして少なくとも25μm、その支持材の上に突出させる。
●バリエーション4:いくつかの支持材には完全に浸透させない。長く延びた物品が、接着テープの軸方向に巻かれている場合、このバリエーションは、特に興味深い。
〇構造(上から下まで)
■接着料:100μm〜500μm
■支持材:フリース又は編み地:50g/m〜300g/m(好ましくはポリエステル製)
■接着料:100μm〜500μm
■支持材:フリース又は編み地:50g/m〜300g/m(好ましくはポリエステル製)
■及び場合によっては連続的。その際、最上層は、接着料又は支持材のいずれかであることができる。
■該支持材は、必要に応じて、部分的に又は全面的に浸透されていることができる。
以下、いくつかの図に基づいて、接着料を例示的により詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。
図1は、横断面における接着テープを示す図である。 図2は、ケーブルルームの切片を示す図であり、いくつかのケーブルの束から構成されており、そして本発明の接着テープでアウターケーシングが設けられている。
図1では、接着テープが横方向における断面(横断面)で示されており、該テープは、フリース支持材1からなり、その一方の面上に、硬化性の接着料2の層が設けられており、これは追加的に自着性である。
該接着料は、その支持材の25%まで浸透しており、これは、最適な固定効果もたらす。
図2では、ケーブルルームの断面が示されており、これは、個々のケーブル7を束ねたものから構成され、そして、本発明の、ここで簡単に示されている、図1で説明したバリエーションの接着テープ3でケーシングされている。接着テープ3は、ケーブルルームの周囲にらせん形状に曲げられている。
図示するケーブルルームの断面は、接着テープ3の二つの巻きI及びIIを示している。左側に向かって更なる巻きが延びているが、ここでは図示しない。
接着テープ3の巻きは、50%のオフセット3Vで行われ、この図において、暗い色で示されている。
本発明の接着テープを、好ましい実施形態に基づくいくつかの例で説明するが、本発明はいずれかの方法でそれらに限定されるものではない。
例1:熱活性可能な接着料を有する片面を備えたフリース
・支持材:Maliwatt−フリース(70g/m
・接着料:ニトリルゴム及びフェノール樹脂
Maliwatt支持材に、ニトリルゴム及びフェノール樹脂をベースとする接着料を130℃の温度においてヒートラミネート加工し、それにより、その接着料を該支持材中へ25%浸透させる。ラミネーターとして、Taschenlaminator LM 260 (S2 Laminiertechnik GmbH)を、130℃の温度で利用する。流路(Durchlauf)が生じる。
ケーブルルームにアウターケーシングを設ける際、ETFE−アウターケーシングを有する一つのケーブルの8本の心線の周囲のらせん状に、該接着テープが50%重なり合うよう該テープを誘導する。アウターケーシングを設けたケーブルは、120mmの長さを有する。
次いで、LV122“導線の曲げ強度”に類似の方法に従って、曲げ剛性F1を測定する。距離Ivは100mmである。15mm変形させた後(一回だけ曲げる)の曲げ剛性F1を測定する。
引き続いて、対流式オーブン中で15分間、175℃でケーブルルームを硬化させる。
次いで、LV112“導線の曲げ強度”に類似の方法に従って、曲げ剛性F2を測定する。距離Ivは100mmである。15mm変形させた後(一回だけ曲げる)の曲げ剛性F2を測定する。
その剛性因子は、硬化後の曲げ強度における増大を説明しており、分子F2による分母F1の商として算出される。
例2:熱活性可能な接着料を有する両面を備えたフリース
・支持材:Maliwatt−フリース(70g/m
・接着料:ニトリルゴム及びフェノール樹脂
Maliwatt支持材の両面に、ニトリルゴム及びフェノール樹脂をベースとする接着料を130℃の温度においてヒートラミネート加工し、それにより、その接着料を該支持材中へそれぞれ25%浸透させる。ラミネーターとして、Taschenlaminator LM 260 (S2 Laminiertechnik GmbH)を、130℃の温度で利用する。流路(Durchlauf)が生じる。
ケーブルルームにアウターケーシングを設ける際、ETFE−アウターケーシングを有する一つのケーブルの16本の心線の周囲のらせん状に、該接着テープが50%重なり合うよう該テープを誘導する。アウターケーシングを設けたケーブルは、120mmの長さを有する。
次いで、LV122“導線の曲げ強度”に類似の方法に従って、曲げ剛性F1を測定する。距離Ivは100mmである。15mm変形させた後(一回だけ曲げる)の曲げ剛性F1を測定する。
引き続いて、対流式オーブン中で15分間、175℃でケーブルルームを硬化させる。
次いで、LV112“導線の曲げ強度”に類似の方法に従って、曲げ剛性F2を測定する。距離Ivは100mmである。15mm変形させた後(一回だけ曲げる)の曲げ剛性F2を測定する。
その剛性因子は、硬化後の曲げ強度における増大を説明しており、分子F2による分母F1の商として算出される。
Figure 2016533000
tesa(登録商標) HAF 8475及びtesa(登録商標) HAF 8400は、ニトリルゴム及びフェノール樹脂をベースとする、支持材を有さない熱活性可能なフィルムである。
Maliwattを用いた例と、ニードルフリースを用いた例との比較は、ニードルフリースの内部強度が、Maliwattの内部強度よりもはるかに低く、そしてそのために、曲げ強度が著しく低いことを示している。
接着料の硬化によって、曲げ剛性が飛躍的に上昇し、これは、高い剛性因子=F2/F1に反映されている。とりわけ、Mariwatt支持材を用いた本発明の例は驚くほど高く、予期せぬ強度を有する。

Claims (8)

  1. 長く延びた物品、特に、導線又はケーブルルームにアウターケーシングを設ける方法であって、その際、
    テキスタイルの支持材及び該支持材の少なくとも一方の面上に施用された硬化性の接着料を含む接着テープを、該長く延びた物品の周囲にらせん状に誘導するか、又は該長く延びた物品をその軸方向において該接着テープで巻き付け、
    該長く延びた物品を、その巻き付けた接着テープと共に、所望の配置、特に、該ケーブルルームのプランに配置し、
    該長く延びた物品をこの配置に保持し、
    該硬化性接着料を、熱のような放射線エネルギーの供給によって硬化させる、
    上記の方法。
  2. 前記支持材上に施用された後の前記接着料を、該支持材の10%超、好ましくは25%超、さらに好ましくは50%超まで、その支持材中へ浸透させることを特徴とする、請求項1に記載方法。
  3. 前記支持材上に施用された後の前記接着料を、その支持材中へ完全に浸透させることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  4. 前記硬化性接着料が自己接着性であるか、又は該硬化性接着料の上に少なくとも部分的に自己接着料層が施用されることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一つに記載の方法。
  5. 前記支持材が、30〜300g/m、好ましくは50〜200g/m、さらに好ましくは、60〜150g/mの面密度を有することを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一つに記載の方法。
  6. 支持材として、織物、フリース又は編み物、特に、Maliwattが使用されることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一つに記載の方法。
  7. 前記支持材がポリエステル又はガラス繊維からなることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一つに記載の方法。
  8. 硬化性接着料として、ニトリルゴム及びフェノール樹脂からなる反応性の熱活性可能な接着料が使用されることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一つに記載の方法。
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