DE10151818A1

DE10151818A1 - Selbstklebendes Abdeckklebeband für Fahrzeuge und Fahrzeugteile

Info

Publication number: DE10151818A1
Application number: DE10151818A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Muessig; Ingo Neubert
Original assignee: Tesa SE
Current assignee: Tesa SE
Priority date: 2001-10-20
Filing date: 2001-10-20
Publication date: 2003-05-22
Also published as: US20030077439A1; JP2003201453A

Abstract

Selbstklebendes Abdeckklebeband für Fahrzeuge und Fahrzeugteile aus einem Trägermaterial und einer darauf zumindest einseitig aufgebrachten Klebebeschichtung, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial aus einem bahnförmigen Material besteht, das aufweist DOLLAR A eine Zugkraft längs bei 1% Drehung von mindestens 4,5 N/cm, DOLLAR A eine Kraft längs bei einer Drehung von 10% und 150% von 12 bis 28 N/cm, DOLLAR A eine Reißkraft längs von 12 bis 30 N/cm sowie DOLLAR A eine Reißdehnung längs im Bereich von 150% bis 300%.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein dehnbares selbstklebendes Abdeckband, das im speziellen zum Abdecken von Flächen vor dem Lackieren vorrangig für Fahrzeuge wie zum Beispiel Automobilen oder Teilen wie zum Beispiel Stoßfängern, Motorradtanks etc. und zur Erzeugung scharfer Lackkanten im Lackierprozeß geeignet ist.
Selbstklebende Abdeckbänder einschließlich daraus geformter Schablonen, im folgenden als Abdeckklebeband bezeichnet, müssen einige wesentliche Eigenschaften aufweisen, damit sie die besonderen an sie gestellten Anforderungen erfüllen.
Leichte Dehnbarkeit beim Kurvenkleben bei gleichzeitig hohem E-Modul im Bereich der Kräfte während des Abrollens oder der Applikation auf geraden Strecken, keinerlei beziehungsweise minimale Schrumpfneigung im verklebten Zustand sowie eine geringe Dicke sind wichtige Haupanforderungen, um eine scharfe und gleichmäßige Lackkante auf gewölbten Oberflächen erzeugen zu können sowie eine saubere Verklebung in Kurven zu ermöglichen.
Des weiteren muß die Klebmasse eine ausreichende aber nicht zu hohe Klebkraft aufweisen, damit eine rückstandsfreie Wiederablösbarkeit nach der Anwendung gewährleistet werden kann. Neben diesen Eigenschaften ist eine gute Haftung von Anstrichstoffen (Lacken) auf der Rückseite des Abdeckbandes erforderlich. Andernfalls führt das Abziehen des Abdeckbandes nach Gebrauch zu ungleichmäßigen, gezackten Lackkanten sowie zum Abplatzen der Anstrichstoffe und somit zur Verunreinigung und Beschädigung der frisch lackierten Flächen.
Während einige der Eigenschaften auf die Klebmasse oder andere Funktionsschichten des Abdeckklebebands zurückzuführen sind, so basieren Dehnbarkeit, Zugfestigkeit, Schrumpf und Lackhaftung wesentlich auf den physikalischen Eigenschaften des verwendeten Rohträgers. Insbesondere die Dehnbarkeit ist eine unverzichtbare Eigenschaft von Abdeckklebebändern, denn erst sie ermöglicht eine vollflächige und faltenfreie Verklebung in Kurven und auf sphärischen Oberflächen, wie sie zum Beispiel bei der Reparaturlackierung von Pkws notwendig ist. Ein dehnbares Abdeckklebeband kann bei einer Handapplikation Konturen perfekt nachgeführt werden und führt so zu einer sauberen, unterläuferfreien Farbkante.

Bisher werden für diese Anwendung üblicherweise Abdeckklebebänder bestehend aus einem Trägerfilm aus PVC, Papier, Polyester, Polyethylen oder Polypropylen verwendet.

Klebebänder auf Basis einer Weich-PVC-Folie werden zum Beispiel in GB 2,171,712 B beschrieben. Konventionelle Weich-PVC-Klebebänder enthalten einen Anteil von größer 35 Gew. Teilen eines Monomerweichmachers auf Phthalatbasis auf 100 Gew. Teile PVC- Polymer.

Nach der Anwendung von diesen Weich-PVC-Klebebändern werden allerdings Rückstände auf der Lackoberfläche, vom Fachmann je nach Menge Ghosting oder Masserückstände genannt, beobachtet. Der Ghosting-Effekt ist zum Beispiel auf die Verwendung von niedermolekularen Additiven in der PVC-Trägerfolie oder in der Klebmasse zurückzuführen. Besonders negativ macht sich hierbei die Verwendung von Monomerweichmachern bemerkbar.

Des weiteren wandern bei thermischer Behandlung, wie sie bei der Aushärtung von Lackschichten erfolgt, niedermolekulare Additive wie Monomerweichmacher verstärkt in die Klebmasse. Die Folge ist ein Weichwerden der Klebmasse, was wiederum bereits bei einer Lagerung bei Temperaturen von 60°C zu Klebmasserückständen auf der Lackoberfläche nach Abziehen des Abdeckklebebandes führt.

Ein weiterer Nachteil der Weich-PVC-Abdeckklebebänder ist durch ihre unzureichende Applizierbarkeit gegeben. Verantwortlich hierfür ist eine geringe Zugkraft bei geringer Dehnung der Folie, so daß das Abdeckklebeband bei der Applikation verdehnt wird. Bei der thermischen Lackhärtung wird ein Rückschrumpf dieser verstreckten Abdeckklebebänder beobachtet, was wiederum zu Masserückständen in den Enden sowie einem Abheben der Randbereiche von der Lackoberfläche führt. Folglich entstehen unsaubere Lackkanten sowie Unterläufer.

Des weiteren haben üblicherweise Weich-PVC-Trägerfolien eine zu hohe Reißkraft und Reißdehnung, so daß ein Abreißen des Abdeckklebebandes ohne technische Hilfsmittel wie Scheren oder Messer nur schwer möglich ist. Eine leichte Handeinreißbarkeit bei der Applikation ist aber vom Verarbeiter gewünscht.

Bekannt sind ebenfalls Abdeckklebebänder, die aus einem bahnförmigen PVC- Trägermaterial bestehen, das sich aus einem PVC-Polymeren mit einem K-Wert größer 63, üblicherweise 65 bis 80, sowie einem Gemisch aus Monomer und Polymerweichmacher zusammensetzt. Diese weisen geringere Belags- und Rückstandsbildung als die rein Monomerweichmacherhaltigen PVC-Klebebänder auf. Diese Abdeckklebebänder zeigen das für PVC-Materialien typische Zugdehnungsverhalten, daß sich in einem steten Anstieg der Zugkraft mit zunehmender Dehnung äußert.

Diese Abdeckklebebänder haben in der Regel eine zu geringe Reißdehnung sowie eine zu hohe Reißkraft. Des weiteren liegt die Kraft bei geringer Dehnung von 1% unterhalb von 3 N/cm, so daß analog der konventionellen Monomerweichmacherbasierten Weich- PVC-Klebebänder das Abdeckklebeband bei der Applikation verstreckt wird und somit unter Erwärmung zum Schrumpfen und zum Abheben der Kanten neigt.

Des weiteren lassen sich diese Abdeckklebebänder nur mit hohem Kraftaufwand abreißen. Dieses Verhalten spiegelt sich in einer Schlagzugzähigkeit größer 1100 kJ/m² wider.

Zum Abdecken und Maskieren im Lackierprozeß werden ebenfalls Klebebänder bestehend aus einem Papierträgermaterial verwendet. Diese Materialien sind jedoch aufgrund ihrer geringen Dehnbarkeit für diese Anwendung wenig geeignet. Mit den herkömmlichen glatten Papierklebebändern ist eine Verklebung in gewölbten Geometrien und um Kurven nicht möglich. Aufgrund der geringen Dehnbarkeit reißen die Papierklebebändern bei der Anwendung.

Bei der Verwendung von dehnfähigeren gekreppten Papierklebebändern besteht hingegen der Nachteil, daß im Lackierprozeß der Lacke unter das Klebeband unterläuft und somit keine scharfen Lackkanten erzeugt werden kann. Kunststoffteile wie Stoßfänger dehnen sich während des Einbrennprozeß des Lackes bei erhöhten Temperaturen erheblich aus. Die Papierabdeckklebebänder können aufgrund ihrer geringen Dehnbarkeit dieser thermischen Ausdehnung nicht folgen. Das führt zu Masserückständen an den Enden und in den Randbereichen.

Es werden in der Praxis ebenfalls Abdeckklebebänder bestehend aus einem Trägerfilm aus Polyester wie Polyethylenterephthalat verwendet. Diese Abdeckklebebänder zeichnen sich durch eine sehr gute Temperaturbeständigkeit aus. Andererseits ist durch die sehr hohe Zugfestigkeit sowie geringe Dehnbarkeit dieser Trägermaterialien eine Verklebung in gewölbten Flächen und um Kurven nicht möglich. Das gleiche gilt für Abdeckklebebänder auf Basis von Hart-PVC-Filmen, hier wird jedoch ebenfalls eine erhebliche Schrumpfneigung bei Temperaturen oberhalb 90°C beobachtet.

Stand der Technik sind des weiteren Abdeckklebebänder basierend auf einem Polyolefin- Träger. Beispiele für derartige Klebebänder werden in WO 00/05305 A1, EP 0 823 467 A1 und EP 0 875 548 A1 beschrieben. Polyolefin-Klebebänder haben gegenüber PVC- Materialien den Vorteil, daß sie prinzipiell frei von Weichmachern sind. Dadurch sind ein Ghosting sowie Rückstände, hervorgerufen durch die Wanderung von niedermolekularen Bestandteilen, weniger häufig zu beobachten.

Die Polyolefin-Folien neigen jedoch grundsätzlich bei mechanischer Zugbelastung zum seitlichen Einschnüren, vom Fachmann Necking genannt. Dadurch ergeben sich für Polyolefin-basierte Abdeckklebebänder erhebliche anwendungstechnische Nachteile. Im Falle einer Verklebung in Kurven und Bögen sowie bei Aufbringen des Klebebands mit einer Zugbelastung oberhalb der Streckgrenze der Folien, was bei Applikation meist der Fall ist, kommt es zu einer Verstreckung und somit zum seitlichen Einschnüren des Abdeckklebebandes. Ein Necking-freies Verkleben um Kurven und somit das Erzeugen von gleichmäßigen Lackkanten in Kurvenform ist nicht möglich.

Ein weiterer Nachteil für die Anwendung ergibt sich aus der großen Rückschrumpfneigung der Polyolefin-Folien bei Erwärmung. Ebenfalls weisen Polyolefin- Abdeckklebebänder eine nur geringe thermische Belastbarkeit auf. Trägermaterialien auf Basis von Polypropylen lassen sich kurzzeitig bis Temperaturen von maximal 150°C und auf Basis von Polyethylen sogar nur bis maximal 110°C verwenden. Oberhalb dieser Temperaturen schmelzen die Trägermaterialen auf und sind somit unbrauchbar.

In WO 00/05305 A1 wird versucht, durch ein Polyolefin-Gemisch dem Necking durch Vermeidung einer Streckgrenze zu begegnen. Jedoch kann auch hier ein Necking vor allem bei größeren Dehnungen (20 bis 50%), wie sie bei Verklebungen um enge Kurven sowie in starkgewölbten Flächen durchaus erreicht werden, nicht vermieden werden. Durch die Verwendung dieses Polyolefin-Gemisches werden die mechanischen Eigenschaften - vor allem der Modul bei geringer Dehnung und die Rückschrumpfneigung - negativ beeinflußt.

Bei der Applikation wird das Abdeckklebeband übermäßig gedehnt. Die Folge ist ein erhöhter Schrumpf sowie ein Abheben der Kanten bei erhöhten Temperaturen. Des weiteren wird auf Polyolefin-Folien eine schlechte Lackhaftung beobachtet. Bei den Abdeckklebebändern mit einem Polyolefin-Träger kommt es somit zu einem Abplatzen der ausgehärteten Lackschicht. Es ist nicht möglich, eine saubere, gleichmäßige Lackkante zu erzeugen. Ebenso ist ein Abreißen von Hand bei diesen Materialien nur mit einem hohen Kraftaufwand möglich.

WO 00/05305 A1 zielt auf einen abgeflachten Kurvenverlauf im Kraft-Dehnungs- Diagramm, wobei die Ausbildung einer Streckgrenze (Yield-Point) vermieden wird. Damit ähnelt das mechanische Verhalten aber den konventionellen Weich-PVC-Klebebändern und weist somit auch die erwähnten Nachteile der geringen Zugfestigkeit bei kleiner Dehnung und erhöhter Rückschrumpfneigung auf.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Abdeckklebeband mit einem bahnförmigen Trägermaterial zur Verfügung zu stellen, wobei das Trägermaterial mit einer Dehnbarkeit in Betrag und Charakter so eingestellt ist, daß es den vorgesehenen Anforderungen in besonderem Maße, vor allem einer geringen Dehnung beim Abrollen oder Aufkleben aber gleichzeitig einer leichten Dehnbarkeit beim Kleben von Kurven und auf gewölbten Oberflächen, gerecht wird.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Abdeckklebeband, wie es im Hauptanspruch niedergelegt ist. Gegenstand der Unteransprüche sind vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstands. Des weiteren umfaßt die Erfindung Verwendungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Abdeckklebebands.

Für den Fachmann überraschend und nicht vorhersehbar kann ein Abdeckklebeband mit einem Trägermaterial mit erfindungsgemäßen mechanischen Eigenschaften die widersprüchlichen Anforderungen einer hohen Kraft bei kleiner Dehnung und gleichzeitiger guten Verformbarkeit (moderater Kraft bei hoher Dehnung) sowie Anschmiegsamkeit die gestellten Aufgaben lösen.

Das Trägermaterial weist auf:

- eine Zugkraft längs bei 1% Dehnung von mindestens 4,5 N/cm
- eine Kraft längs bei einer Dehnung von 10% und 150% von 12 bis 28 N/cm
- eine Reißkraft längs von 12 bis 30 N/cm sowie
- eine Reißdehnung längs im Bereich von 150% bis 300%

Charakteristische Größen des Trägermaterials im Sinne der vorliegenden Erfindung sind Reißdehnung und Höchstzugkraft. Sie werden üblicherweise als Endpunkt des Kraft- Dehnungs-Diagramms bei der Zugprüfung eines Prüfstreifens ermittelt und in % bezogen auf die Ursprungslänge beziehungsweise in N/cm angegeben (DIN EN ISO 527-3).

Eine ausgewogene Reißkraft längs im Bereich von 12 bis 30 N/cm ermöglicht ein leichtes Abreißen von Hand. Eine Kraft von 12 bis 28 N/cm bei einer Dehnung zwischen 10% und 150% ermöglicht eine faltenfreie Kurvenverklebung der Abdeckklebebänder und eine plane Verklebung auf sphärischen Untergründen.

In diesen Fällen darf sich das Abdeckklebeband weder teilweise vom Untergrund lösen, noch an den gedehnten Kanten einschnüren (Halsbildung, Necking), um Farbunterläufer beziehungsweise ungleichmäßige Lackkanten zu vermeiden. Ein seitliches Einschnüren (Necking) bei dem erfindungsgemäßen Abdeckklebeband wird im Gegensatz zu den Polyolefinklebebändern nicht beobachtet.

Eine hohe Reißdehnung längs von 150% bis 300%, insbesondere 180% bis 250%, ist unerläßlich, um ein Reißen des Abdeckklebebandes bei der Anwendung zu verhindern und ein Abreißen von Hand zu ermöglichen.

Eine weitere charakteristische Größe ist die Kraft längs bei 1% Dehnung (F1%-Wert). Hierbei ist ein Mindestwert von 4,5 N/cm, vorzugsweise größer 5,5 N/cm, erwünscht, um beim Abrollen und Verkleben und im speziellen bei der automatisierten Applikation eine Verstreckung des Abdeckbandes zu verhindern, was zum Rückschrumpfen bei der thermischen Aushärtung der Lackschichten führen kann.

Um diesen anwendungsrelevanten Eigenschaften gerecht zu werden, besitzt das erfindungsgemäße Abdeckklebeband ein spezielles Kraft-Dehungs-Verhalten, welches durch das Verhältnis der Zugkraft längs bei 1% und 50% Dehnung im Bereich von 0,2 bis 0,33 charakterisiert wird. Dieses spezielle Kraft-Dehnungs-Verhalten zeichnet sich aus durch einen steilen Kraftanstieg bei geringer Dehnung, wichtig um ein Verstrecken der Folie bei der Applikation zu vermeiden, und der Ausbildung eines Kraftplateaus (siehe Fig. 1) beziehungsweise ein mäßiges Ansteigen im Bereich von 12 bis 28 N/cm, vorzugsweise 15 bis 22 N/cm, oberhalb einer Dehnung von 10%, was eine faltenfreie Kurvenverklebung und eine plane Verklebung auf sphärischen Untergründen ermöglicht. Dieses Verhalten wird durch die Kraft längs bei einer Dehnung von 10% und 150% charakterisiert.

Des weiteren ist das erfindungsgemäße Abdeckklebeband leicht von Hand abreißbar, was dem Verarbeiter ein Abreißen ohne hohen Kraftaufwand beziehungsweise ohne Zuhilfenahme von Hilfsmittel wie Schere oder Messer nach der Applikation ermöglicht. Dadurch ergibt sich eine erhebliche Zeitersparnis im Verarbeitungsprozeß. Die Eigenschaft der Handeinreißbarkeit spiegelt sich in der Schlagzugzähigkeit (DIN 53453, ISO/R 179) wider. Um eine ausreichende Einreißbarkeit sicherstellen zu können, sollten die Folien vorzugsweise einen Wert kleiner 1000 kJ/m², vorzugsweise kleiner 700 kJ/m², längs zur Maschinenrichtung haben.

Die Anforderungen verlangen die Verwendung einer Trägerfolie mit einem speziellen rheologischen Verhalten. Bei geringen Geschwindigkeiten beziehungsweise kleinen Frequenzen (entspricht der Applikation) muß sich das Abdeckklebeband weich und geschmeidig und bei hohen Geschwindigkeiten beziehungsweise großen Frequenzen (entspricht dem Abreißen von Hand) hart und spröde verhalten. Das Verhalten bei kleiner Geschwindigkeit spiegelt sich in den Kraft-Dehnungs-Eigenschaften und das Verhalten bei hohen Geschwindigkeiten in der Schlagzugzähigkeit der Trägerfolie wider.

Des weiteren erfordert die Aushärtung der frischlackierten Oberflächen eine thermische Behandlung, je nach verwendetem Lacktyp von 110°C in Einzelfällen auch bis 160°C für 45 Minuten. Auch nach einer thermischen Belastung von 150°C, vorzugsweise 160°C, ist das erfindungsgemäße Abdeckklebeband rückstandsfrei von der Lackoberfläche ablösbar.

Diese atypischen Folieneigenschaften (geringe Dehnbarkeit beim Abrollen bei gleichzeitig leichter Verformbarkeit und Kurvenklebbarkeit) des erfindungsgemäßen Abdeckklebebandes werden am besten durch eine PVC-Folie - vorzugsweise bestehend aus einem oder mehreren PVC-Polymeren mit einem mittleren K-Wert kleiner 63 (DIN 53726, ISO 174) - realisiert.

Erreichbar sind diese Folieneigenschaften zum Beispiel durch die Verwendung von PVC- Polymeren mit einer breiten oder bimolekularen Molmassenverteilung und vorzugsweise durch Mischung von zwei PVC-Polymeren mit unterschiedlichem Molekulargewicht (ausgedrückt als K-Wert) auf Basis von Emulsions-, Suspensions- und/oder Masse-PVC- Rohstoffen insbesondere Suspensions-PVC.

Zur Optimierung der Eigenschaften, insbesondere des Kraft-Dehnungs-Verhaltens der Trägerfolie des erfindungsgemäßen Abdeckklebebandes, werden vorzugsweise 25 bis 35 Gew. Teile, insbesondere 30 bis 33 Gew. Teile, eines oder mehrerer Weichmacher auf 100 Gew. Teile PVC-Polymer verwendet.

Um Rückstände auf den frisch lackierten Oberflächen nach dem Demaskieren des Abdeckklebebandes sowie eine Migration des Weichmachers in die Klebmasse zu verhindern, werden vorzugsweise nicht-migrierende Weichmacher auf Basis von Polymeren verwendet. Bei diesen sogenannten Polymerweichmachern handelt es sich um Polyester auf Basis von zum Beispiel Adipin-, Sebacin-, Azelain- oder Phthalsäure. In der vorliegenden Erfindung haben sich besonders Weichmacher auf Basis von Polyadipatestern zum Beispiel Palamoll 652 (BASF), Uraplast RA 19 (DSM) als geeignet erwiesen. Eine Beschreibung von Weichmachern ist zum Beispiel im Kunststoff- Handbuch - Polyvinylchlorid 2/1 (2.) Hanser Verlag Kap. 6.7 zu finden. Auf den Inhalt des besagten Kapitels wird hiermit Bezug genommen, und dessen Inhalt wird Teil dieser Offenbarung und Erfindung.

Monomerweichmacher auf Basis von Dicarbonsäureester wie zum Beispiel Phthalsäurediester oder Tricarbonsäureestern wie zum Beispiel Trimillitsäureester haben aufgrund ihrer leichten Migration eine Tendenz zur Belags- und Rückstandbildung. Der Anteil an Monomerweichmachern wie zum Beispiel Di-2-ethylhexylphthalat (DOP) oder Diisononylphthalat (DINP) sollte daher vorzugsweise kleiner als 4 Gew. Teile besonders vorzugsweise kleiner als 1 Gew. Teil auf 100 Gew. Teile PVC-Polymer sein.

Der Zusatz von Stabilisatoren ist anzustreben, um eine thermische Schädigung der PVC- Folien bei der Verarbeitung und Anwendung zu vermeiden. Die Funktion der Stabilisatoren besteht vorrangig in der Vermeidung von Versprödung und Verfärbung der PVC-Trägerfolie während des Herstellungs- und Verarbeitungsprozesses und späteren Verwendung. Derartige Stabilisatoren sind zum Beispiel in Plastics Additives Handbook (5. Ed.) Hanser Verlag, Kap. 3 und Kunststoff-Handbuch - Polyvinylchlorid 2/1 (2.) Hanser Verlag Kap. 6.3 beschrieben. Auf den Inhalt des besagten Kapitels wird hiermit Bezug genommen, und dessen Inhalt wird Teil dieser Offenbarung und Erfindung.

Insbesondere Stabilisatoren auf Basis von Barium/Zink-, Calcium/Zink- oder Zinn- Verbindungen sind für das erfindungsgemäße Abdeckklebeband geeignet. Die Verwendung von Blei- oder Cadmium-haltigen Stabilisatoren ist ebenfalls möglich, wird aber aus toxikologischen und Umweltaspekten heutzutage eher vermieden.

Der Gehalt an Stabilisator beträgt zum Beispiel 2 bis 5 Gew. Teile bezogen auf 100 Gew. Teile PVC-Polymer.

Die Verwendung von zusätzlich 1 bis 4 Gew. Teilen epoxidierten Naturölen (zum Beispiel epoxidiertes Sojabohnenöl) als Costabilisatoren ist möglich, aber wegen der Migrationsneigung analog den Monomerweichmachern nicht besonders vorteilhaft.

Des weiteren können die zur Herstellung von PVC-Folien üblichen Additive wie Füllstoffe, Verarbeitungshilfsmittel und Gleitmittel bei der Trägerfolie des erfindungsgemäßen Abdeckklebebandes verwendet werden. Übliche Additive werden im Kunststoff- Handbuch - Polyvinylchlorid 2/1 (2.) Hanser Verlag Kap. 6 beschrieben. Auf den Inhalt des besagten Kapitels wird hiermit Bezug genommen, und dessen Inhalt wird Teil dieser Offenbarung und Erfindung.

Zur Optimierung der Folieneigenschaften können ebenfalls PVC-verträgliche Polymer wie zum Beispiel chloriertes PVC, Nitril-Butyl-Kautschuk und Ethylen-Vinylacetat-Copolymere verwendet werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung erfolgt eine Prägung der Folie zur Einstellung der Abrollkraft.

Das PVC-Trägermaterial wird einseitig mit einer Klebebeschichtung versehen. Als Kleberbeschichtung für das Abdeckklebeband eignen sich insbesondere Polyisopren-, Polyisobutylen- und Acrylatklebemassen.

Eine Vernetzung ist vorteilhaft für die Verbesserung der Wiederabziehbarkeit des Abdeckklebebandes nach der Anwendung und kann thermisch oder durch Bestrahlung mit UV-Licht oder Elektronenstrahlen erfolgen.

Um eine ausreichende Haftung aber auch eine leichte Abrollbarkeit sowie eine Wiederablösbarkeit nach der Anwendung zu gewährleisten, sollte die Klebkraft auf Stahl im Bereich von 2,0 und 4,8 N/cm liegen.

Gegebenenfalls kann rückseitig ein Trennlack zur Verbesserung der Abrollbarkeit aufgebracht werden.

Vorteilhaft ist die Verwendung einer Primerschicht zwischen Trägerfolie und Klebmasse zur Verbesserung der Haftung der Klebmasse auf der Folie und somit der rückstandsfreien Wiederabziehbarkeit nach der Anwendung.

Beschreibungen der üblicherweise für Abdeckklebebänder verwendeten Klebmassen sowie Trennlacken und Primern finden sich zum Beispiel in Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology, D. Satas, (3. Aufl.).

Auf den Inhalt des besagten Kapitels wird hiermit Bezug genommen, und dessen Inhalt wird Teil dieser Offenbarung und Erfindung.

Das erfindungsgemäße Abdeckklebeband ist hervorragend geeignet, die widersprüchlichen Anforderungen einer leichten Dehnbarkeit und eines hohen E-Moduls zu erfüllen.

Im Vergleich zum erfindungsgemäßen Abdeckklebeband wird bei Abdeckklebebändern, die aus einem bahnförmigen PVC-Trägermaterial bestehen, das sich aus einem PVC- Polymeren mit einem K-Wert größer 63, üblicherweise 65 bis 80, sowie einem Gemisch aus Monomer und Polymerweichmacher zusammensetzen, gemäß Fig. 1 kein Plateau der Kraft bei einer Kraft zwischen 10 und 150% Dehnung ausgebildet. Gegenüber der vorliegenden Erfindung haben diese Abdeckklebebänder in der Regel eine zu geringe Reißdehnung sowie eine zu hohe Reißkraft.

Vorzugsweise erlaubt das Abdeckklebeband ein rückstandsfreies Abziehen bei Anwendung auf Fahrzeuglacken bis zu 150°C, bevorzugt bis zu 160°C.

Das erfindungsgemäße Abdeckklebeband kann ebenfalls für spezielle Anwendungen, bei den eine erhöhte Reißfestigkeit benötigt wird - wie zum Beispiel das Maskieren von Fensterflanschen während des Lackierprozesses - vor der Applikation mit einem weiteren Klebeband zum Beispiel aus einem Polyesterträgermaterial zusammenlaminiert werden.

Im folgenden werden die Prüfmethoden charakterisiert, die in den Beispielen zum Einsatz kommen.

Das Zugdehnungsverhalten des Abdeckklebebandes wird an Prüflingen vom Typ 2 (15 cm breiten und 150 cm langen Prüfstreifen, Einspannlänge 100 mm) nach DIN EN ISO 527-3/2/300 mit einer Prüfgeschwindigkeit von 300 mm/min ermittelt. Die Messungen werden bei einem Prüfklima von 23 ± 1°C und 50 ± 5% rel. Luftfeuchte durchgeführt.

Die Zugkraft bei 1% Dehnung (F1%-Wert) wird an einem 15 mm breiten und 150 mm langen Prüfstreifen (Einspannlänge 100 mm) entsprechend DIN EN ISO 527-3/2/10 mit einer Prüfgeschwindigkeit von 10 mm/min bei einem Prüfklima von 23 ± 1°C und 50 ± 5% rel. Luftfeuchte ermittelt.

Zum Bestimmung der Temperaturbeständigkeit sowie von Rückständen nach der Applikation werden 15 mm breite Abdeckklebebänder auf einem mit Kunstharz-Prüflack (Schwarzlack, BASF) lackierten Blech verklebt und anschließend bei 150°C beziehungsweise 160°C für eine Stunde gelagert. Nach anschließender Temperierung auf 25°C beziehungsweise 60°C wird das Abdeckklebeband bei diesen Temperaturen in einem Winkel von 180° von der Lackoberfläche abgezogen.

Anschließend erfolgt die visuelle Beurteilung der Rückstände auf der Lackoberfläche nach folgenden Kriterien:
(++) keinerlei Rückstände und Ghosting;
(+) leichtes Ghosting;
(-) Ghosting oder Rückstände;
(--) starke Masserückstande oder Umspulen der Masse.

Die Lackhaftung sowie die Qualität der Lackkante werden geprüft, indem ein Metallblech, daß stellenweise mit dem Abdeckklebeband maskiert ist, lackiert wird. Der Lack darf im Lackierprozeß nicht von der Klebebandoberfläche abperlen. Nach Trocknung und Einbrennen der Lackschicht bei 80°C und anschließendem Abziehen des Abdeckklebebandes darf das Klebeband nicht reißen sowie die auf ihm haftende Lackschicht auch beim Biegen und Knicken nicht abplatzen. Anschließend erfolgt die Beurteilung der Qualität der Lackkante.

Zur Untersuchung des Schrumpfverhaltens der Abdeckbänder werden Prüfstreifen von 20 cm Länge auf einen Prüfgrund (lackiertes Blech) verklebt, an den Enden mit einem Klebeband fixiert, in der Streifenmitte durchgeschnitten und 30 min. bei 130°C gelagert. Der dabei auftretende Spalt wird ermittelt und in % der Ausgangslänge als Maß des Schrumpfes angegeben.

Die Schlagzugzähigkeit des Abdeckklebebandes wird entsprechend DIN EN ISO 8256 bei einem Prüfklima von 23 ± 1°C und 50 ± 5% rel. Luftfeuchte an Proben der Abmaße 15 mm Breite und 27 mm Länge bestimmt. Bei der Schlagzugzähigkeit längs werden die Prüflinge parallel zur Maschinenrichtung geschnitten und der Rißverlauf erfolgt demzufolge quer zur Maschinenrichtung. Es wird jeweils das arithmetische Mittel aus 10 Messungen angegeben. Die Schlagzugzähigkeit berechnet sich gemäß DIN EN ISO 8256 nach:

E = E_c/(x.d).1000

E Schlagzugzähigkeit
E_c Schlagarbeit
x Probenbreite
d Probendicke.

Die Klebkräfte werden bei einem Abzugswinkel von 180° nach AFERA 4001 an 15 mm breiten Teststreifen bei einem Prüfklima von 23 ± 1°C und 50 ± 5% rel. Luftfeuchte bestimmt. Hierbei werden Stahlplatten als Prüfuntergrund verwendet.

Im folgenden soll die Erfindung anhand mehrerer Beispiele näher erläutert werden, ohne daß mit diesen die Erfindung in irgendeiner Weise beschränken zu wollen.

Weiterhin sind Vergleichsbeispiele angegeben, die die hervorragenden Eigenschaften des erfindungsgemäßen Abdeckdeckbandes unterstreichen.

Beispiele

Beispiel 1

Zur Herstellung des Trägerfilmes wird zunächst in einem schnelldrehenden Mischer ein Dryblend aus
100 Gew. Teilen Solvin 258 RF (Solvin)
32 Gew. Teilen Palamoll 652 (BASF)
20 Gew. Teilen Omya EHX1 (Omya)
4 Gew. Teilen Baerostab UBZ 639 (Baerlocher)
2 Gew. Teilen Baerostab LSA (Baerlocher)
1,5 Gew. Teilen Paroloid K 120 (Rohm und Haas)
hergestellt. Der Dryblend wird anschließend in einem Extruder plastifiziert und mit Hilfe eines Kalanders zu einem Film mit einer Breite von 2500 mm und einer Dicke von 0,08 mm ausgeformt. Der Trägerfilm wird mit einer Haftvermittlerschicht bestehend aus einer Lösung aus 1 Gew. Teil Naturkautschuk und 1 Gew. Teil Nitrilkautschuk in Toluol mit einem Auftragsgewicht von 0,6 g/m² beschichtet und getrocknet. Die Klebmassenbeschichtung wird direkt auf die Haftvermittlerschicht mittels Kommarakel mit einem Auftragsgewicht von 25 g/m² aufgetragen.
Die Klebmasse besteht aus einer Lösung einer Naturkautschukklebemasse in Benzin mit einem Feststoffgehalt von 30 Gewichtsprozent.
Diese besteht aus
50 Gew. Teilen Naturkautschuk
10 Gew. Teilen Zinkoxid
3 Gew. Teilen Kolophoniumharz
6 Gew. Teilen Alkylphenolharz
17 Gew. Teilen Terpenphenolharz
12 Gew. Teilen Poly-β-Pinenharz
2 Gew. Teilen mineralisches Öl.
Die Trocknung des Nachstriches erfolgt im Trockenkanal bei 70°C.
Die selbstklebende Oberflächenschutzfolie läßt sich ohne sichtbare Dehnung abwickeln und beim Gebrauch zum Maskieren von Automobilteilen auch schwierigen Geometrien applizieren. Eine gleichmäßige Verklebung um enge Kurven ist faltenfrei und ohne Abheben der Randbereiche möglich. Das Abreißen von Hand erfordert einigen Kraftaufwand, was sich in einem relativ hohen Wert für die Schlagzugzähigkeit widerspiegelt.
Nach dem Gebrauch (Lackierprozeß) läßt sich das Abdeckklebeband problemlos und ohne Abrisse vom Verklebungsuntergrund abziehen und ergibt eine sehr scharfe und gleichmäßige Lackkante. Bei der Verwendung von höheren Lack-Einbrenntemperaturen (> 140°C) werden leichte Beläge (Ghosting) auf der Lackoberfläche beobachten.

Beispiel 2

Analog Beispiel 1 wird eine Trägerfolie bestehend aus
100 Gew. Teilen Solvin 258 RF (Solvin)
29 Gew. Teilen Palamoll 652 (BASF)
1,5 Gew. Teilen Palatinol N (BASF)
20 Gew. Teilen Omya EHX1 (Omya)
4 Gew. Teilen Baerostab UBZ 639 (Baerlocher)
2 Gew. Teilen Baerostab LSA (Baerlocher)
1,5 Gew. Teilen Paroloid K 120 (Rohm und Haas)
hergestellt und mit Haftvermittlerschicht sowie Klebmasse beschichtet.
Die selbstklebende Oberflächenschutzfolie läßt sich dehnungsfrei abwickeln und beim Gebrauch zum Maskieren von Automobilteilen auch schwierigen Geometrien einwandfrei applizieren. Nach dem Gebrauch (Lackierprozeß) läßt sich das Abdeckklebeband problemlos und ohne Abrisse vom Verklebungsuntergrund abziehen und ergibt eine sehr scharfe und gleichmäßige Lackkante. Bei der Verwendung von höheren Lack- Einbrenntemperaturen (> 140°C) werden leichte Beläge (Ghosting) und Rückstände auf der Lackoberfläche beobachtet.

Beispiel 3

Analog dem Beispiel 1 wird eine Trägerfolie bestehend aus
80 Gew. Teilen Solvin 265 PC (Solvin)
20 Gew. Teilen Solvin 250 SB (Solvin)
4 Gew. Teilen Vinnolit K 221 (Vinnolit)
31 Gew. Teilen Palamol 652 (BASF)
20 Gew. Teilen Omya EHX1 (Omya)
4 Gew. Teilen Baerostab UBZ 731 (Baerlocher)
1,5 Gew. Teilen Paroloid K 120 (Rohm und Haas)
hergestellt und mit Haftvermittlerschicht sowie einer Polyisobutylen-Klebmasse beschichtet.
Die selbstklebende Oberflächenschutzfolie läßt sich faltenfrei abwickeln und beim Gebrauch zum Maskieren von Automobilteilen auch schwierigen Geometrien einwandfrei applizieren. Durch das niedrigere Zugkraftplateau bei Dehnungen zwischen 10 und 150% ist eine besonders gute Anschmiegsamkeit an Gewölbte Oberflächen sowie Kurvenklebbarkeit gewährleistet. Es zeichnet sich durch eine besonders leichte Handeinreißbarkeit aus, ohne daß im gleichen Maße die mechanischen Eigenschaften negativ beeinflußt werden.
Nach dem Gebrauch (Lackierprozeß) läßt sich das Abdeckklebeband problemlos und ohne Abrisse rückstandsfrei vom Verklebungsuntergrund abziehen und ergibt eine sehr scharfe und gleichmäßige Lackkante. Auch bei der Verwendung von höheren Lack- Einbrenntemperaturen von 150°C bis 160°C werden keinerlei Beläge (Ghosting) auf der Lackoberfläche beobachten.

Beispiel 4

Eine Trägerfilm analog dem Beispiel 3 wird mit einer Haftvermittlerschicht bestehend aus einer Lösung aus Desmolac (Bayer) in Toluol mit einem Auftragsgewicht von 0,6 g/m² beschichtet und getrocknet. Die Klebmassenbeschichtung wird direkt auf die Haftvermittlerschicht mittels Kommarakel mit einem Auftragsgewicht von 25 g/m² aufgetragen.
Die Klebmasse besteht aus einer Lösung einer Acrylatklebemasse in Toluol mit einem Feststoffgehalt von 40 Gewichtsprozent. Diese besteht aus 0,3 Gew. Teilen Isocyanat sowie einem Copolymer aus 90 Gew. Teilen n-Butylacrylat und 10 Gew. Teilen Hydroxyethylacrylat. Die Trocknung des Nachstriches erfolgt im Trockenkanal bei 70°C.
Die selbstklebende Oberflächenschutzfolie zeichnet sich durch Eigenschaften analog dem Beispiel 2 aus. Jedoch ist die Verwendung von höheren Lack-Einbrenntemperaturen von 160°C bis 170°C möglich. Es werden keinerlei Beläge (Ghosting) und Rückstände auf der Lackoberfläche beobachten. Vergleich der Eigenschaften der Beispiele

Vergleichsbeispiel 1

Analog Beispiel 1 wird eine Trägerfolie bestehend aus
100 Teilen Vinnolit H 65 D (Vinnolit)
40 Teilen Palatinol AH (BASF)
10 Teilen Omya EHX1 (Omya)
4 Teilen Baerostab UBZ 639 (Baerlocher)
3 Teilen Baerostab LSA (Baerlocher)
hergestellt und mit Haftvermittlerschicht sowie Klebmasse beschichtet.
Das Abdeckklebeband wird beim Gebrauch erheblich versteckt, so daß eine erhebliche Schrumpfneigung bei erhöhten Temperaturen beobachtet wird. Ein Abreißen von Hand ist nur mit sehr hohem Kraftaufwand möglich. Des weiteren läßt es sich nach dem Gebrauch (Lackierprozeß) nicht rückstandsfrei vom Verklebungsuntergrund abziehen. Es wird vollflächiges Umspulen der Klebmasse beobachtet.

Vergleichsbeispiel 2

Analog Beispiel 1 wird eine Trägerfolie bestehend aus
100 Gew. Teilen Vinnolit S4170 (Vinnolit)
32 Gew. Teilen Palamoll 652 (BASF)
20 Gew. Teilen Omya EHX1 (Omya)
4 Gew. Teilen Baerostab UBZ 639 (Baerlocher)
2 Gew. Teilen Baerostab LSA (Baerlocher)
1,5 Gew. Teilen Paroloid K 120 (Rohm und Haas)
hergestellt und mit Haftvermittlerschicht sowie Klebmasse beschichtet.
Das Abdeckklebeband läßt sich beim Gebrauch einwandfrei applizieren. Bei thermischer Belastung im Einbrennprozeß des Lackes wird nur eine geringe Schrumpfneigung beobachtet. Es ist jedoch nicht möglich das Abdeckklebeband von Hand abzureißen. Des weiteren ist ein rückstandsfreies Abziehen vom Verklebungsuntergrund nach dem Gebrauch (Lackierprozeß) nicht möglich. Es wird vollflächiges Umspulen der Klebmasse beobachtet.

Vergleichsbeispiel 3

Analog Beispiel 1 wird eine Trägerfolie bestehend aus
100 Gew. Teilen Solvin 265 PC (Solvin)
22 Gew. Teilen Palamoll 652 (BASF)
6 Gew. Teilen Palatinol N (BASF)
20 Gew. Teilen Omya EHX1 (Omya)
4 Gew. Teilen Mark 17 M (Akcros Chem.)
2 Gew. Teilen Baerostab LSA (Baerlocher)
1,5 Gew. Teilen Paroloid K 120 (Rohm und Haas)
hergestellt und mit Haftvermittlerschicht sowie Klebmasse beschichtet.
Die selbstklebende Oberflächenschutzfolie läßt sich beim Gebrauch einwandfrei applizieren. Bei der Verwendung von Lack-Einbrenntemperaturen um 100°C werden zunächst Rückstände sowie Beläge und bei höheren Temperaturen (> 130°C) Umspulen der Klebmasse auf der Lackoberfläche beobachten.

Vergleichsbeispiel 4

Eine Folie bestehend aus
60 Gew. Teilen Rexflex W 101 (Huntsman),
40 Gew. Teilen Escorene 4792 E1 (Exxon)
0,1 Gew. Teilen Irganox 1010 (Ciba)
wird nach einer Corona-Oberflächenbehandlung analog Beispiel 1 mit einer Haftvermittlerschicht und Klebmasse beschichtet und vernetzt.
Dieses Abdeckklebeband läßt sich nicht einwandfrei applizieren. Bei einer Verklebung in schwierigen Geometrien wie engen Kurven und Kanten kommt es zum Einschnüren (Necking) des Klebebandes. Das Erzeugen von sauberen Lackkanten ist nicht möglich. Bei der Applikation wird das Abdeckkleberband erheblich gedehnt, da die Kraft bei 1% Dehnung sehr niedrig ist. Des weiteren werden eine unzureichende Lackhaftung auf der Folienrückseite, was sich in einem Abplatzen der Lackschicht beim Abziehen äußert, sowie aufgrund der hohen Rückschrumpfneigung ein Abheben der Lackkanten bei Wärmelagerung beobachtet. Vergleich der Eigenschaften der Vergleichsbeispiele
In der Fig. 1 ist ein Vergleich des Kraft-Dehnungs-Verhalten

a) des erfindungsgemäßen Abdeckklebeband (Beispiel 3; ≙) und
b) eines konventionellen Weich-PVC-Klebebandes (Vergleichsbeispiel 1; ≙)

Claims

1. Selbstklebendes Abdeckklebeband für Fahrzeuge und Fahrzeugteile aus einem Trägermaterial und einer darauf zumindest einseitig aufgebrachten Klebebeschichtung, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial aus einem bahnförmigen Material besteht, das aufweist
eine Zugkraft längs bei 1% Dehnung von mindestens 4,5 N/cm,
eine Kraft längs bei einer Dehnungen von 10% und 150% von 12 bis 28 N/cm,
eine Reißkraft längs von 12 bis 30 N/cm sowie
eine Reißdehnung längs im Bereich von 150% bis 300%.

2. Abdeckklebeband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerfilm aus PVC besteht.

3. Abdeckklebeband nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem bahnförmigen Material
die Zugkraft längs bei 1% Dehnung einen Wert von mindestens 5,5 N/cm aufweist,
die Reißdehnung längs im Bereich von 180% bis 250% liegt,
die Kraft längs bei einer Dehnung von 10% und 150% einen Wert im Bereich von 15 bis 22 N/cm aufweist und/oder
das Verhältnis zwischen der Kraft längs bei 1% Dehnung und bei 50% Dehnung zwischen 0,2 und 0,33 liegt.

4. Abdeckklebeband nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem bahnförmigen Material die Schlagzugzähigkeit längs kleiner 1000 kJ/m² ist, insbesondere kleiner 700 kJ/m².

5. Abdeckklebeband nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere K-Wert des PVC-Polymers der Trägerfolie einen Wert von 63 nicht überschreitet und/oder die Trägerfolie aus zwei PVC- Homopolymeren mit unterschiedlichen K-Werten zusammengesetzt ist.

6. Abdeckklebeband nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Trägerfolie 25 bis 35 Gew. Teile Polymerweichmacher auf 100 Gew. Teile PVC-Polymer, insbesondere 30 bis 33 Gew. Teile, enthält und/oder
der Anteil an Monomerweichmacher in der Trägerfolie kleiner 4 Gew. Teile auf 100 Gew. Teile PVC-Polymer, insbesondere kleiner 1 Gew. Teile auf 100 Gew. Teile PVC-Polymer, ist.

7. Abdeckklebeband nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein rückstandsfreies Abziehen bei Anwendung bis zu 150°C, bevorzugt bis zu 160°C, auf Fahrzeuglacken möglich ist.

8. Abdeckklebeband nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdeckklebeband aus einer Trägerfolie besteht, die mit einer Selbstklebemasse auf Basis von Polyisopren, Polyisobutylen oder Polyacrylate beschichtet ist.

9. Abdeckklebeband nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebkraft im Bereich von 2,0 bis 4,8 N/cm liegt.

10. Abdeckklebeband nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfolie mit einer Primer- und Haftklebeschicht beschichtet ist.

11. Abdeckklebeband nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdeckklebeband mit einem weiteren Klebeband, insbesondere aus einem Polyesterträgermaterial, zusammenlaminiert ist.

12. Verwendung eines Abdeckklebebands gemäß zumindest einem der vorherigen Ansprüche zur Abdeckung in der Lackierung von Fahrzeugen und Fahrzeugteilen