DE102008025979A1

DE102008025979A1 - Klebeband insbesondere für Außenanwendungen mit einem textilen Träger

Info

Publication number: DE102008025979A1
Application number: DE102008025979A
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr. Külper; Bernhard Dr. Müssig
Original assignee: Tesa SE
Current assignee: Tesa SE
Priority date: 2008-05-30
Filing date: 2008-05-30
Publication date: 2009-12-03

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Klebeband insbesondere für Außenanwendungen mit einem textilen Träger mit einem Flächengewicht von 15 bis 150 g/m2, welcher auf der Oberseite mit einer Zusatzschicht versehen ist, die durch Extrusionsbeschichtung, durch Dispersionsbeschichtung oder durch Folienlaminierung aufgebracht ist, und welcher auf der Unterseite mit einer Klebemasse aus einem Ethylenpolymer mit einer Dichte zwischen 0,86 und 0,89 g/cm3 und einem Kristallitschmelzpunkt von mindestens 105°C und aus einem Klebharz ausgerüstet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Klebeband insbesondere für Außenanwendungen mit einem textilen Träger.
Gewebeklebebänder, bestehend aus einem gewebten Textil als Trägermaterial und einer einseitig aufgebrachten Schicht einer Selbstklebemasse, gehören zu einer der ältesten Arten von selbstklebenden Systemen als Rollenware. Zuerst im medizinischen Bereich eingesetzt, lösten sie in der zweiten Hälfte des letzten Jahrhunderts teilweise Isolierbänder aus Weich-PVC bei der Bandagierung von Kabelsätzen in Automobilen ab. Wegen der außergewöhnlichen Eigenschaftskombination von Flexibilität und Anschmiegsamkeit, hoher mechanischer Festigkeit bei gleichzeitiger Quereinreißbarkeit per Hand erweiterte sich das Einsatzspektrum stark. Gewebeklebebänder können zum Bandagieren, Reparieren, Abdecken, Fixieren, Markieren etc. verwendet werden und lassen sich ohne Schere, Messer oder andere Hilfsmittel per Hand passend ablängen. Sie stellen deshalb Universal-Klebebänder (so genannte „Multi Purpose” oder „General Purpose” Tapes) dar, die auf einer Vielzahl von Untergründen, ob polar oder unpolar, rau oder glatt, kleben und für nahezu alle denkbaren Anwendungen genutzt werden.
Als Klebemasse wird fast ausschließlich auf Rezepturen aus Natur- oder Synthesekautschuk zurückgegriffen. Neben dem historischen Aspekt (Naturkautschuk als Hauptbestandteil der ersten industriell verfügbaren Selbstklebemassen) sind es insbesondere die klebtechnischen Eigenschaften, die hinsichtlich Adhäsion, Tack und Kohäsion ausbalanciert und für derartige Universalklebebänder bestens geeignet sind. Als Trägermaterialien werden dichte gewebte Textilien aus bevorzugt (modifizierten) Naturfasern wie Baumwolle, Zellwolle, Viskose etc. eingesetzt.
Anfänglich wurden Gewebeklebebänder aus unbeschichtetem Gewebe, als Rohgewebe oder aber im Garn gefärbt, nur einseitig mit Klebemasse beschichtet hergestellt. Durch die offene Gewebestruktur ist die Kautschukklebemasse auf der Rückseite jedoch leicht angreifbar: Sauerstoff, aggressive Substanzen wie Lösemittel, UV- oder Sonnenstrahlung etc. haben fast ungehinderten Zutritt.
Deshalb und auch zum Schutz des Gewebes selbst wurden Kunststoffbeschichtungen auf der Oberseite des Klebebandes aufgebracht. Dabei lassen sich drei Typen von Gewebeklebebändern anhand des Produktaufbaus unterscheiden:

• Die hochwertigsten Produkte nutzen ein dichtes Gewebe mit einem Flächengewicht von überwiegend 70 bis 150 g/m² bei einer Meshzahl (Summe der Fäden in Kett- und Schussrichtung, jeweils pro inch) in der Größenordnung von 100 bis 250 inch^–2 mit einer meist farbigen Kunststoffbeschichtung aus PVC, Acrylat, Polyurethan oder ähnlichem, die aus Dispersionen oder Organosolen einseitig aufgebracht wird. Diese Produkte haben ihren Ursprung in Mitteleuropa und werden überwiegend auch dort hergestellt. Als Beispiel für ein derartiges „Premium Tape” sei hier tesa^® 4651 genannt.
• Eher asiatischen Ursprungs sind Gewebeklebebänder mit einem leichteren, offenen, netzartigen Gewebe von 40 bis 100 mesh, auf das eine 50 bis 200 μm dicke PE-Folie aufextrudiert wird. Gewebe und Folie bilden zumeist einen stabilen, belastbaren Verbund. Wegen ihrer Positionierung bezüglich Preises und der Eigenschaften werden sie auch als „Midgrades” bezeichnet. Als Beispiel kann hier tesa^® 4688 gelten.
• Ursprünglich aus Nordamerika kommend haben sich die so genannten „Duct Tapes” global verbreitet. Hierbei kommen sehr offene Gewebe, Gelege oder Gewirke mit 25 bis 40 mesh mit einem Flächengewicht von 15 bis 40 g/m² zum Einsatz, auf die mit einem Teil der Selbstklebemasse eine meist farbige, undurchsichtige PE-Folie auflaminiert wird. Die Dauerhaftigkeit des Trägerverbunds aus Folie und Textil wird allein durch die Klebkraft und Alterungsstabilität der Klebemasse bestimmt. Diese Art von Gewebebändern stellt preislich die unterste Kategorie dar und wird meist in der Farbe Silber verwendet. Beispielhaft aus der Vielzahl der kommerziellen Duct Tapes kann hier tesa^® 4662 genannt werden.

Derartige Klebebänder weisen im Regelfall eine Gesamtdicke von 200 bis 400 μm auf, wobei die Klebemasseschicht ca. 50 bis 250 μm beiträgt, und sind vom Aufbau her prinzipiell für Innenanwendungen konzipiert.
Als Universalklebebänder werden sie aber auch in Außenanwendungen eingesetzt. Durch die Einwirkung von Licht, direkter Sonneneinstrahlung, Feuchtigkeit, Wärme, Mikroorganismen etc. treten dann aber Schwächen zu Tage, die zu Schädigungen der Klebebänder bis hin zu deren vollständiger Zerstörung führen können:

• Kautschukklebemassen mit Doppelbindungen in den Elastomeren werden durch UV-Licht, Sauerstoff und Ozon angegriffen und geschädigt und verlieren dadurch ihre ursprünglichen Klebeigenschaften.
• Gewebe aus Baumwolle, Viskose, Zellwolle etc. werden durch Mikroorganismen angegriffen. Bei Anwesenheit von Feuchtigkeit, Wärme und Licht verrottet diese für die mechanischen Festigkeitseigenschaften des Klebebandes maßgebliche Komponente.
• Wasseraufnahme im Gewebe durch die Saugfähigkeit der Garne führt durch Aufquellen zur Verbundschwächung sowie zu Festigkeitsverlusten.

Bisherige Versuche, geeignete hochwertige Universal-Gewebeklebebänder für längerfristige Außenanwendungen als so genannte „Outdoor Tapes” zu entwickeln, sind bisher nicht oder nur mit Einschränkungen erfolgreich gewesen.
Ein hochwertiges, aber kostspieliges Gewebeklebeband mit einem dichtem 200 bis 250 mesh Viskoseactetat-Gewebe wird in US 3,853,598 A1 beschrieben. Das Gewebe ist mit einer Polyacrylat-Primerschicht versehen, auf die Klebemasse aus Synthese- und Naturkautschuk aufgebracht wird. Bedingt durch das Gewebe mit sehr hoher Meshzahl und die Gewebeausrüstung mit einem Polyacrylat-Primer weist das Klebeband gute und sehr leichte Handeinreißbarkeit auf. Hinweise auf Outdoor-Eignung finden sich jedoch nicht. Die gewählte Klebemasse und insbesondere das oberseitig ungeschützte Gewebe auf Basis von modifizierten Naturfasern sprechen auch dagegen. Explizit werden nur medizinische, das heißt Innenanwendungen genannt.
Ein technisches Klebeband, insbesondere für den Baubereich, wird in EP 1 548 080 A1 beschrieben. Zwar wird mit einer UV-vernetzten Acrylatklebemasse auf einem bandförmigen Träger eine witterungsstabile Klebemasse verwendet, aber die Trägerauswahl mit Papieren sowie Folien, Geweben oder Vliesstoffen aus PE, PP oder PET lässt eine Ausrichtung auf Outdoor-Anwendungen nicht erkennen. Eine leichte Quereinreißbarkeit per Hand, wie sie für ein General Purpose Tape zwingend ist, ist nicht gegeben. Des Weiteren ist bei UV-vernetzbaren Acrylatklebemassen das latente Risiko vorhanden, dass unter Einwirkung von Sonnenlicht eine während der Herstellung nicht vollständige eingestellte Vernetzung weiterläuft und sich damit die klebtechnischen Eigenschaften im Laufe der Verwendungszeit negativ verändern.
Ein spezielles Tape für langfristige Außenanwendungen, das nach 500 Stunden im Bewitterungstest nach ASTM G155 weniger als 10% Klebemasserückstände aufweist, wird in WO 03/097758 A1 beschrieben. Wesentlich ist hierbei der mehrlagige PE-Kunststofffilm an der Oberseite, der bis zu 35% Lichtschutzadditive enthält. Für die weiteren Klebebandkomponenten wie ein 10 bis 90 mesh Gelege (scrim) sowie die Selbstklebemasse werden keine besonderen Ausprägungen beschrieben. Deshalb ist davon auszugehen, dass großflächig durch den mehrlagigen Film an der Oberfläche ein Schutz gegen (UV-)Licht erreicht wird, aber Zugriff von Sauerstoff, Ozon etc. am Rand zu unerwünschten Veränderungen der Klebemasse an den Klebebandkanten führen kann. Außerdem ist bei dem beschriebenen Trägeraufbau aus einer 50 bis 100 μm dicken mehrlagigen PE-Folie und einem Gelege von 10 bis 90 mesh mit den für Duct Tapes typischen, ausgefransten Risskanten zu rechnen, die für ein hochwertiges Gewebeklebeband nicht akzeptiert werden. Des Weiteren lassen der hohe Anteil an Lichtschutzadditiven sowie die mehrlagige Folienstruktur entsprechend hohe Herstellkosten erwarten.
In EP 1 074 595 A1 wird ein Polyester-Gewebeband beschrieben, das durch die Auswahl von speziellen Garnen sowie definierter Gewebekonstruktion (maximal 2500 dtex/cm als Titer der Längsfäden pro Längeneinheit) sowie durch die als notwendig beschriebene Fixierung der Kettfäden durch die Kleberbeschichtung handeinreißbar wird. Somit müssen hier spezielle Bedingungen erfüllt sein, um zumindest eine Reißfestigkeit von weniger als 10 N in Querrichtung zu erzielen. Die Beschreibung der Garn- und Gewebeparameter weist für den Fachmann auf ein leichtes Gewebe merklich unter 100 g/m² hin, das nicht ganz überraschend per se allein durch die Reduzierung des Flächengewichtes bereits weniger Festigkeit besitzt, aber erst im Weiteren durch die Kleberschicht, die die Kettfäden an ihrem Platz fixieren muss, handeinreißbar wird. Des Weiteren wird hier fälschlicherweise eine Weiterreißfestigkeit von unter 10 N mit der Eigenschaft der Handeinreißbarkeit verknüpft. In der Praxis ist für eine einfache Handeinreißbarkeit aber neben der oben beschriebenen Weiterreißfestigkeit die Kraft zum initialen Einreißen des Trägers von hoher Wichtigkeit – diese wird aber maßgeblich durch weitere Parameter wie das Zug-Dehnungsverhalten des Trägers, die verwendete Schneidtechnologie und -gute etc. beeinflusst, über die in der Offenlegungsschrift keine Informationen zu finden sind.
In DE 10 2005 044 942 A1 wird ein quer einreißbares Klebeband mit einem unbeschichteten textilen Gewebeträger auf Basis von Polyester oder Polyamid beschrieben, wobei die Reduzierung der Faserfestigkeit und damit die Handeinreißbarkeit durch gezielte Schädigung des Garns (bei PET mit Alkalien, bei Polyamid mit Säuren) erfolgt. Durch zusätzliche Imprägnierung mit Schiebefestchemikalien wie Silikaten soll die Handeinreißbarkeit weiter verbessert werden. Die Alkalisierung von PET-Gewebe beispielsweise geht aber einher mit einem merklichen Festigkeitsverlust, der sich bei Alterung, thermischer Beanspruchung, Biege- und/oder Zugbelastungen negativ bemerkbar macht, und mit einer Erhöhung der Gas- und Dampfdurchlässigkeit. Letzterer bei medizinischen Anwendungen vorteilhafte Effekt kehrt sich bei technischen Anwendungen ins Gegenteil, da Sauerstoff, Ozon und vergleichbar aggressive Gase und Flüssigkeiten ungehindert bis zur Klebemasse durchdringen können und so diese stärker schädigen als bei unbehandelten oder gar beschichteten Geweben.
Obwohl es eine Vielzahl von Gewebeklebebändern sowohl im technischen, medizinischen und Consumer-Bereich gibt, ist ein handeinreißbares witterungsstabiles Universal-Gewebeband für längerfristige Außenanwendungen nicht bekannt.
Deshalb ist es Aufgabe der Erfindung, hier die Defizite bestehender Produkte zu beseitigen und ein

– leicht handeinreißbares Gewebeklebeband aufzufinden,
– welches auf einer Vielzahl von im täglichen Gebrauch gängigen Untergründen sicher klebt und
– auch bei längerer Anwendung von mindestens sechs Monaten im Außenbereich (Mitteleuropa) seine klebende Funktionalität nicht verliert.

Als Messlatte wird hierzu eine Abnahme der relevanten Messwerte um maximal 50% angesetzt, beispielsweise für die Höchstzugkraft und Reißdehnung in Längsrichtung sowie die Klebkraft auf Stahl gemäß AFERA 5001. Auch Veränderungen der Optik wie deutlich erkennbare Zerstörungen oder Einrisse, merkliche Ver- oder Entfärbungen, Ablösungen von den Haftuntergründen sind erfindungsgemäß zu vermeiden.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Klebeband, wie es im Hauptanspruch niedergelegt ist. Gegenstand der Unteransprüche sind dabei vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Demgemäß betrifft die Erfindung ein Klebeband insbesondere für Außenanwendungen mit einem textilen Träger mit einem Flächengewicht von 15 bis 150 g/m², welcher auf der Oberseite mit einer Zusatzschicht versehen ist, die durch Extrusionsbeschichtung, durch Dispersionsbeschichtung oder durch Folienlaminierung aufgebracht ist, und welcher auf der Unterseite mit einer Klebemasse aus einem Ethylenpolymer mit einer Dichte zwischen 0,86 und 0,89 g/cm³ und einem Kristallitschmelzpunkt von mindestens 105°C und aus einem Klebharz ausgerüstet ist.
Der allgemeine Ausdruck „Klebeband” umfasst im Sinne dieser Erfindung alle flächigen Gebilde wie in zwei Dimensionen ausgedehnte Bänder mit ausgedehnter Länge und begrenzter Breite, Bandabschnitte und dergleichen, letztlich auch Stanzlinge oder Etiketten.
Gemäß einer ersten vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist das Klebeband einen textilen Träger aus einem sehr offenen Gewebe, Gelege oder Gewirke von 25 bis 40 mesh und mit einem Flächengewicht von 15 bis 40 g/m² auf. Auf der Oberseite ist eine UV-stabilisierte PE-Folie mit einer Dicke von 50 bis 200 μm vorhanden, die vorzugsweise durch Füllstoffe und Farbstoffpigmente nicht transparent und insbesondere UV- undurchlässig ist. Durch vorteilhafte zusätzlich in der PE-Folie eingesetzte UV-Stabilisatoren und Alterungsschutzmittel sowie durch die UV-Undurchlässigkeit der PE-Folie wird die Klebemasse unterhalb des Trägers zusätzlich gegen photooxidative Angriffe geschützt.
Bei dieser Ausführungsform ist der eigentliche Träger ein Laminat, das aus dem Textil und der PE-Folie insbesondere in situ beim Klebemassenbeschichtungsprozess erzeugt wird. Ein geringer Teil der Klebemasse wird unter Druck durch das offene Textil durchgepresst und fungiert als Laminierkleber. Die Seite des textilen Trägers mit der geringen Menge an Klebemasse wird mit der PE-Folie kaschiert. Es entsteht so ein Verbund aus Folie, Kaschierkleber und Textil.
Bei Bedarf kann die PE-Folie auf der der Klebemasse abgewandten, offenen Seite vorher inline oder offline mit einem Release versehen werden, um ein leichtes Abrollen zu gewährleisten.
Prinzipiell führt die Vorab-Herstellung eines Laminates aus einer Folie, auf die der Laminierkleber aufgebracht und die anschließend mit dem Textil eingedeckt wird, bevor die Kleberbeschichtung auf der Gegenseite des Textils erfolgt, zu vergleichbaren Produkten.
Bei der hier beschriebenen Ausführungsform handelt es sich um einen Träger für die bereits oben beschriebene Kategorie der Duct Tapes wie beispielsweise tesa^® 4662.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung besteht der textile Träger des Klebebands aus einem offenen, netzartigen Gewebe von 40 bis 100 mesh und mit einem Flächengewicht von 20 bis 60 g/m², auf das eine 50 bis 200 μm dicke PE-Folie aufextrudiert wird. Gewebe und Folie bilden zumeist einen stabilen, belastbaren Verbund. Eine geeignete UV-Stabilisierung kann auch hier wie bei den Duct Tapes über UV-Stabilisatoren, Alterungsschutzmittel und die Einfärbung erfolgen. Bei Bedarf kann auf der der Klebemasse abgewandten, offenen Seite der PE-Folie eine Releaseausrüstung aufgebracht werden.
Bei dieser Art von Träger handelt es sich um die bereits weiter oben beschriebene Kategorie der Midgrades wie beispielsweise tesa^® 4688.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung besteht der textile Träger des Klebebands aus einem 80 bis 250 mesh PET-Gewebe mit einer Grammage von 50 bis 150 g/m², auf dessen Oberseite eine Dispersionspaste, insbesondere wässrige Acrylatpaste mit einem Auftragsgewicht von 15 bis 75 g/m² aufgebracht ist.
Das Gewebe mit einer Grammage von 50 bis 150 g/m², insbesondere mit 70 bis 130 g/m², wird so ausgewählt, dass durch die besondere Konstruktion eine zumindest mäßige Ein- und Durchreißbarkeit per Hand in Querrichtung (auch als Schussrichtung oder CD bezeichnet) aufweist. Dieses Gewebe wird einseitig mit einer farbigen, wässrigen Acrylatpaste oder ähnlich mit einem Auftragsgewicht von 15 bis 75 g/m², insbesondere 25 bis 50 g/m², beschichtet.
Besonders vorteilhaft fällt der Gewebeträger aus, wenn die farbgebende Beschichtung in zwei Strichen nacheinander mit zwei unterschiedlichen Rezepturen aufgebracht wird. Der Hauptanteil wird als farbgebender Grundstrich mit 10 bis 60 g/m² direkt auf das Gewebe aufgetragen. Durch Verwendung eines Acrylatbindemittels mit einem Glasübergangspunkt von 0°C und weniger wird eine weiche und elastische Beschichtung erzielt, die sich positiv auf die Flexibilität sowie den Griff des Trägers auswirkt und ein anschmiegsames Verkleben des Gewebeklebebandes fördert.
Auf diese manchmal etwas blockende (unter Druck klebende) Farbbeschichtung werden in einem zweiten Strich 5 bis 20 g/m² eines harten, widerstandsfähigen Decklack (Topcoat) aufgebracht. Damit erhöht sich die Widerstandsfähigkeit der Klebebandoberfläche sowohl gegen die eigene Klebemasse (direkter Kontakt während der Herstellung, Transport und bei der Lagerung als Klebebandrolle) sowie in der späteren Anwendung gegen alle möglichen Einflüsse wie mechanische Beanspruchungen, sichtbare, Infrarot- oder Ultraviolett-Strahlung, Wasser, Chemikalien etc.
Der so genannte Topcoat wird bevorzugt aus Acrylatdispersionen ausgewählt, in denen hart machende Comonomere wie beispielsweise Styrol, Methacrylat, Acrylnitril einpolymerisiert wurden.
Der erfindungsgemäße Träger als Verbundsystem aus einem PET-Gewebe und der bevorzugten Acrylatbeschichtung weist nicht nur sehr gute Beständigkeiten gegen unterschiedlichste Beanspruchungen auf, wie sie im Zusammenhang mit Außenanwendungen auftreten, sondern auch ein gegenüber dem Rohgewebe verbessertes Handling. Es stellen sich eine leichte Ein- und Durchreißbarkeit in Querrichtung ohne Verwendung von Schneidwerkzeugen sowie eine Flexibilität für konturenangepasste Verklebungen ein.
Mit diesem Verbundträger wird ein Gewebeklebeband der Premiumklasse erhalten, wie es beispielsweise tesa^® 4651 darstellt.
Durch geschickte Wahl der Garne, der Gewebekonstruktion sowie der Prozessschritte ist es möglich, PET-Gewebe in dem angestrebten Grammagebereich von 50 bis 150 g/m², insbesondere 70 bis 130 g/m², bei Dicken von unter 100 bis 250 μm mit befriedigenden Handein- und weiterreißbarkeiten herzustellen. Mit dem in DE 10 2005 044 942 A1 beschriebenen Verfahren zur Schädigung des Garnes werden die Festigkeiten gezielt herabgesetzt, so dass sich ein ausgewogenes Verhältnis von verbleibender Höchstzugkraft in Kettrichtung und Quereinreißbarkeit einstellen lässt.
Alternativ dazu kann das Gewebe so konstruiert werden, dass die Kette, die im späteren Gewebe beim Querdurchreißen durchgetrennt werden muss, so gewählt wird, dass die einzelnen Kettfäden dies ohne unmäßigen Kraftaufwand erlauben.
Entweder wird der Fadenquerschnitt reduziert, so dass das Durchreißen ohne Probleme möglich ist, oder aber über die Materialauswahl für die Kette wird akzeptables Durchtrennverhalten eingestellt. Um genügend Gesamtfestigkeit in Kettrichtung (MD = machine direction) bei dem späteren Gewebe zu erreichen, ist die Anzahl der Fäden pro Längeneinheit so zu wählen, dass die gewünschte Höchstzugkraft MD von minimal 40 N/cm und maximal 100 N/cm erreicht wird. Idealerweise anzustreben ist für das Premium-Gewebeklebeband eine Höchstzugkraft MD von 60 bis 80 N/cm. Geeignet für die Kette ist beispielsweise PET-Garn von 75 den oder feinerem Titer, aber auch spröde Materialien, die bei impulsartigem Einbringen der Energie beim Reißvorgang ein Brechen des Kettfadens ergeben: PET-Fasern mit geeigneten Comonomeren oder Kristallisierung oder auch Kettgarn auf Basis von PA6,6. Um bei derartigen Ketten ein Gewebe mit angestrebter Haptik und Optik zu erhalten, müssen die Schussfäden entsprechend dicker und schwerer gewählt werden. Dadurch steigt zum einen das Flächengewicht in den Bereich von 70 g/m² und mehr, zum anderen werden die angestrebten Dicken für das Gewebe von 100 bis 250 μm erzielt; auch wirkt das Gewebe trotz der dünnen Kettfäden hochwertig, da die dickeren Schussfäden die Optik bestimmen. PET-Schussgarne ab 150 den sind möglich, besonders vorteilhaft hinsichtlich Optik und Haptik ist aber ein 300 den PET-Garn.
Analoges gilt für die Verwendung von anderen synthetischen Polymeren anstelle von PET als Werkstoff für das Garn wie beispielsweise andere Polyestertypen (PBT, PEN), Polyamid (PA), Polyacrylate, Polyimide, Polypropylen.
Eine weitere Möglichkeit, ein erfindungsgemäßes Grundgewebe mit einer akzeptablen Ein- und Durchreißbarkeit in Querrichtung zu erzeugen, ist, insbesondere für die Kette Garne aus einer Fasermischung zu verwenden, wobei zumindest eine dieser Faserarten löslich und damit nachträglich entfernbar ist. Somit würde ein Garn mit ausreichender Festigkeit für den Spinn- und Webprozess vorliegen und erst in einem nachgelagerten Prozessschritt eine Ausdünnung und Schwächung erfolgen, die die gewünschte Eigenschaft der Quereinreißbarkeit für das Gewebe zur Folge hat. Als Fasermischungen sind vielfältige Kombinationen denkbar, wobei sich die Verwendung von widerstandsfähigen Polymeren als permanentes Kettgarn wie beispielsweise PET-Fasern in Kombination mit wasserlöslichen beziehungsweise chemisch oder enzymatisch abbaubaren Materialien wie Polyvinylalkohol, Polylactate und ähnliches anbietet. Je nach gewählter Faserkombination sind die Mischungsanteile so zu wählen, dass die Endfestigkeit des (Kett-)Garns in dem Zielbereich zu liegen kommt.
Auch wenn mit derartigen, unbeschichteten Geweben Selbstklebebänder hergestellt werden können, so erfordert ein Premium-Universalgewebeband eine hochwertige einseitige Kunststoffbeschichtung, damit eine glatte, homogene Oberfläche erzielt und das Gewebe geschlossen, wird so dass aggressive Chemikalien von der Klebemasse und dem Verklebungsuntergrund ferngehalten werden. Des Weiteren erfolgt eine kostengünstige und flexible Farbgebung über diese Beschichtung, da ein Färben des Gewebes selbst aufwändiger ist. Überraschenderweise ergab sich neben diesen bekannten Aspekten, dass die erfindungsgemäße Farbbeschichtung die Handeinreißbarkeit des Rohgewebes bei geeigneten Rezepturen deutlich verbessert, so dass diesbezügliche Ansprüche an das Gewebe selbst reduziert werden können. Bei der einseitigen Beschichtung mit einer geeigneten Farbpaste auf der Oberseite dringt diese Beschichtung zumindest mit halber Gewebedicke in das Gewebe ein bedingt durch die dreidimensional strukturierte Oberfläche. Nach dem Trocken beziehungsweise Aushärten der Kunststoffschicht sind die Kett- und Schussfäden geometrisch fixiert, ähnlich wie es EP 1 074 595 A1 zwingend für die Kettfäden durch die Kleberbeschichtung fordert.
Für die Kunststoffbeschichtungen sind vom Grundsatz her eine Vielzahl von Systemen möglich wie Organosole, strahlenvernetzbare Präpolymersysteme, nicht-klebende Hotmelts, Polymerlösungen etc. Bevorzugt und etabliert sind dagegen wässrige Dispersionen aus Gründen der Kosten, Verfügbarkeit und vorhandenen Standardauftragstechnologien im Textilbereich.
Als Werkstoffe können beispielsweise Polyurethane, (Ethylen-)Vinylacetat-, PVC-, Styrol-Butadien- oder Acrylatsysteme gewählt werden. Aus Gründen der Ökologie, der Kosten, Verfügbarkeit und hinsichtlich der Anforderung „Außenanwendung/Witterungsbeständigkeit' sind Acrylate zu bevorzugen. Diese werden je nach vorhandener Beschichtungstechnologie verdickt und mit entsprechenden Farbpasten/pigmenten dispergiert, um die farbgebende einseitige Beschichtung zu erzeugen.
Als besonders vorteilhaft hat sich eine Zweistrich-Beschichtung erwiesen: Um einen guten „Griff” des finalen Gewebebandes zu erreichen, das heißt, angenehmes Anfassen, anschmiegsames und flexibles Verhalten, so dass das Klebeband auch auf gewölbten, unebenen Flächen gut verklebt werden kann, sollte der farbgebende Grundstrich weich und flexibel sein; die Glasübergangstemperatur für das Bindemittel in der Farbpaste sollte unterhalb der Raumtemperatur liegen, insbesondere bei im Bereich von 0°C oder tiefer.
Für eine gute Widerstandsfähigkeit des Klebebandes ist dagegen ein harter, chemisch resistenter Abschlusslack günstig. Ein derartiger Topcoat schützt nicht nur die Lagen darunter, sondern wirkt bei richtiger Auswahl auch als Barriereschicht gegen die Klebemasse, die bei der späteren Klebebandrolle in direktem Kontakt mit dem Topcoat liegt. Wechselwirkungen wie Migration von Bestandteilen des Klebers in die Kunststoffbeschichtung oder umgekehrt sind unerwünscht, da sie zu Veränderungen der jeweiligen Eigenschaften führen und im Extremfall die definierte Grenzfläche zwischen Klebemasse und Kunststoffoberfläche aufgelöst wird. Die Folge hiervon wäre ein starkes Aufziehen der Klebemasse und damit hohe Abrollkräfte. Topcoats, insbesondere auf Acrylatbasis, mit einer Glasübergangstemperatur oberhalb Raumtemperatur, insbesondere von 30 bis 50°C und darüber, sind geeignet, ebenso chemisch oder thermisch vernetzende Systeme, wenn die finalen Filmeigenschaften in demselben Bereich liegen. Zu hart darf der Topcoat aber auch nicht ausfallen, damit bei Verklebungen um enge Radien durch Biegen oder Knicken im Topcoat keine Risse auftreten und damit die geschlossene Lackschicht geschädigt wird.
Die farbgebende Kunststoffbeschichtung ist mit 15 bis 75 g/m², insbesondere 20 bis 50 g/m², gesamthaft aufzubringen, um eine gute Farbgebung, geschlossene Schicht und eine gleichmäßige Oberflächenstruktur zu erreichen. Bei dem Zweistrichkonzept stellt der Grundstrich mit 50 bis 95% den Hauptanteil dar. Aus Gründen geringer Komplexität hat es sich als günstig erwiesen, den Grundstrich pigmentiert mit 70 bis 95% der Gesamtmenge als farbgebende Schicht aufzubringen und den Topcoat mit 5 bis 30% als unpigmentierte, transparente Decklackierung. Hinsichtlich Rezeptierung und Prozessparametern ist darauf zu achten, dass einerseits die Haftung des Grundstrichs zu dem Rohgewebe hoch ist, andererseits aber auch die Verbundhaftung zwischen Grundstrich und Topcoat, damit es bei dem späteren Klebeband nicht zu Ausrissen oder Ablösen der farbgebenden Kunststoffschicht kommt, beispielsweise beim Abrollen von der Rolle.
Bei Bedarf, wenn beispielsweise eine leichte Abrollbarkeit von der Klebebandrolle erwünscht ist, können dem Decklack ein oder mehrere Releaseadditive zugemischt oder aber auf der der Klebemasse abgewandten, offenen Seite eine separate Releaselackierung/-bedruckung aufgebracht werden.
Das erfindungsgemäße Universal-Gewebeband mit Eignung für längerfristige Außenanwendungen ist gekennzeichnet durch folgenden Aufbau und Herstellung, wobei die Beschreibung als beispielhaft anzusehen ist und von einem Fachmann in modifizierter Form genutzt werden kann, ohne damit den Schutzrechtsbereich dieser Anmeldung zu verlassen. Auf den oben als vorteilhaft beschriebenen Trägern werden einseitig als Klebmasseschicht 50 bis 300 g/m², insbesondere 70 bis 150 g/m², einer UV- und feuchtigkeitsbeständigen Selbstklebemasse aufgebracht, um eine sichere Verklebung bei Innen- und Außenanwendungen auf glatten, strukturierten sowie rauen Untergründen zu gewährleisten.
Erfindungsgemäß werden als Klebemasse Klebemassen aus einem Ethylenpolymer eingesetzt.
Ethylenpolymere galten dem Fachmann für hochwertige Haftklebemassen als nicht geeignet. Dennoch können überraschenderweise aus Ethylenpolymeren mit einer Dichte zwischen 0,86 und 0,89 g/cm³, vorzugsweise zwischen 0,86 und 0,88 g/cm³, besonders bevorzugt zwischen 0,86 und 0,87 g/cm³, und einem Kristallitschmelzpunkt von mindestens 105°C, vorzugsweise mindestens 115°C, Haftklebemassen mit hoher Klebkraft, Tack in der Kälte, UV- und Alterungsbeständigkeit und Scherfestigkeit hergestellt werden, welche für die Verklebung auf rauen und verschmutzten Untergründen wie sägeraues Holz, Beton, Ziegel oder Putz geeignet sind.
Das erfindungsgemäße Ethylenpolymer weist vorzugsweise einen Schmelzindex von weniger als 6 g/10 min, besonders bevorzugt weniger als 1,5 g/10 min auf. Der Biegemodul des Ethylenpolymers beträgt vorzugsweise weniger als 26 MPa, besonders bevorzugt weniger als 17 MPa.
Das Ethylenpolymer enthält vorzugsweise ein C₃- bis C₁₀-Olefin insbesondere 1-Octen als Comonomer. Das Ethylenpolymer weist bevorzugt eine Struktur aus kristallinen Poyethylenblöcken und im Wesentlichen amorphen Blöcken aus Ethylen und einem C₃- bis C₁₀-Olefin auf.
Die Dichte des Ethylenpolymers wird nach ISO 1183 ermittelt und in g/cm³ ausgedrückt. Der Schmelzindex wird nach ISO 1133 bei 190°C und 2,16 kg geprüft und in g/10 min ausgedrückt. Der Kristallitschmelzpunkt (T_cr) wird mit DSC bei einer Aufheizrate von 10°C/min nach ISO 3146 ermittelt. Der Biegemodul (flexural modulus) ist nach ASTM D 790 (Sekantenmodul bei 2% Dehnung) zu bestimmen.
Das erfindungsgemäße Ethylenpolymer kann mit den bei Kautschukmassen bekannten Elastomeren wie Naturkautschuk oder Synthesekautschuken kombiniert werden. Vorzugsweise werden ungesättigte Elastomere wie Naturkautschuk, SBR, NBR oder ungesättigten Styrolblockcopolymere nur in geringen Mengen oder besonders bevorzugt gar nicht verwendet. In der Hauptkette gesättigte Synthesekautschuke wie Polyisobutylen, Butylkautschuk, EPM, HNBR, EPDM oder hydrierte Styrolblockcopolymere werden für den Fall einer gewünschten Modifikation bevorzugt.
Es stellte sich überraschenderweise heraus, dass Klebrigkeit (Tack) und Klebkraft bei der neuen polyethylenbasierten Klebemasse im Gegensatz zu konventionellen Kautschukmassen von der Polydispersität des Harzes extrem abhängig sind. Die Polydispersität ist das Verhältnis von Gewichtsmittel zu Zahlenmittel der Molmassenverteilung und kann durch Gelpermeationschromatographie ermittelt werden. Als Klebharz werden daher solche mit einer Polydispersität von weniger als 2,1, vorzugsweise weniger als 1,8, besonders bevorzugt weniger als 1,6 eingesetzt. Der höchste Tack ist mit Harzen mit einer Polydispersität von 1,0 bis 1,4 zu erreichen.
Als Klebharz hat sich herausgestellt, dass Harze auf Basis von Kolophonium (zum Beispiel Balsamharz) oder Kolophoniumderivaten (zum Beispiel disproportioniertes, dimerisiertes oder verestertes Kolophonium), vorzugsweise partiell oder vollständig hydriert, gut geeignet sind. Sie weisen von allen Klebharzen den höchsten Tack (Klebrigkeit, Anfassvermögen) auf. Vermutlich liegt das an der geringen Polydispersität von 1,0 bis 1,2. Terpenphenolharze zeichnen sich wie die hydrierten Harzen durch eine besonders hohe Alterungsbeständigkeit aus.
Bevorzugt werden ebenfalls Kohlenwasserstoffharze, die vermutlich aufgrund Ihrer Polarität gut verträglich sind. Dies sind zum Beispiel aromatische Harze wie Cumaron-Inden-Harze oder Harze auf Basis Styrol oder α-Methylstyrol oder cycloaliphatische Kohlenwasserstoffharze aus der Polymerisation von C₅-Monomeren wie Piperylen aus oder C₅- oder C₉-Fraktionen von Crackern oder Terpenen wie β-einen oder δ-Limonen oder Kombinationen hiervon, vorzugsweise partiell oder vollständig hydriert, und Kohlenwasserstoffharze gewonnen durch Hydrierung von aromatenhaltigen Kohlenwasserstoffharzen oder Cyclopentadien-Polymeren.
Die Menge an Klebharz beträgt vorzugsweise 130 bis 350 phr, besonders bevorzugt 200 bis 240 phr (phr bedeutet Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile Kautschuk, das heißt hier Ethylenpolymer).
Die Klebemasse enthält vorzugsweise einen flüssigen Weichmacher wie beispielsweise aliphatische (paraffinische oder verzweigte), cycloaliphatische (naphthenische) und aromatische Mineralöle, Ester der Phthal-, Trimellit-, Zitronen- oder Adipinsäure, Wollwachs, flüssige Kautschuke (zum Beispiel niedermolekulare Nitril-, Butadien- oder Polyisoprenkautschuke), flüssige Polymerisate aus Isobutenhomopolymer und/oder Isobuten-Buten-Copolymer, Flüssig- und Weichharze mit einem Schmelzpunkt unter 40°C auf Basis der Rohstoffe von Klebharzen, insbesondere der oben aufgeführten Klassen an Klebharz. Besonders bevorzugt werden flüssige Polymerisate aus Isobuten und/oder Buten und Ester der Phthal-, Trimellit-, Zitronen- oder Adipinsäure insbesondere deren Ester von verzweigten Octanolen und Nonanolen.
Anstelle eines flüssigen Weichmachers kann auch ein sehr weiches und kaum kristallines Ethylenpolymer verwendet werden. Dieses ist vorzugsweise ein Copolymer aus Ethylen und Buten-(1), Hexen-(1) oder Octen-(1), zum Beispiel unter den Handelsnamen Exact^®, Engage^®, Versify^® oder Tafmer^® bekannt, oder ein Terpolymer aus Ethylen, Propylen und Buten-(1), Hexen-(1) oder Octen-(1), wobei der Biegemodul vorzugsweise unter 10 MPa und der Kristallitschmelzpunkt vorzugsweise unter 50°C liegt. Weitere bevorzugte Ethylenpolymere sind ölfreie EPM oder EPDM, also Co- oder Terpolymere aus Ethylen und Propylen und optional einem Dien wie Ethylidennorbornen, vorzugsweise mit einem Ethylengehalt von 40 bis 70 Gew.-%, einer Mooney-Viskosität (Bedingungen 1+4, 125°C) unter 50 und/oder einer Dichte unter 0,88 g/cm³, besonders bevorzugt unter 0,87 g/cm³. Da solche Ethylenpolymere zwar sehr weich – verglichen mit einem flüssigen Weichmacher – sind, sollte die Menge im Verhältnis zum erfindungsgemäßen Ethylenpolymer sehr hoch sein, also deutlich über 100 phr.
Dem Schmelzpunkt des Klebharzes (Bestimmung nach DIN ISO 4625) kommt ebenfalls eine Bedeutung zu. Üblicherweise steigt die Klebkraft einer Kautschukmasse (auf Basis Natur- oder Synthesekautschuk) mit dem Schmelzpunkt des Klebharzes an. Bei dem erfindungsgemäßen Ethylenpolymer scheint sich das umgekehrt zu verhalten. Klebharze mit hohem Schmelzpunkt von 115°C bis 140°C sind deutlich ungünstiger als solche mit Schmelzpunkt unter 105°C, welche bevorzugt werden. Harze mit einem Schmelzpunkt von unter 85°C sind wenig im Handel erhältlich, da die Flakes oder Pastillen bei Transport und Lagerung zusammenbacken. Daher wird erfindungsgemäß vorzugsweise ein gängiges Klebharz (zum Beispiel mit einem Schmelzpunkt aus dem Bereich 85°C bis 105°C) mit einem Weichmacher kombiniert, um faktisch den Harzschmelzpunkt zu senken. Der Mischschmelzpunkt wird an einer homogenisierten Mischung aus Klebharz und Weichmacher ermittelt, wobei die beiden Komponenten im gleichen Verhältnis vorliegen wie in der Klebmasse. Er liegt vorzugsweise im Bereich von 45°C bis 95°C.
Konventionelle Klebmassen auf Basis Naturkautschuk oder ungesättigten Styrolblockcopolymeren als Elastomerkomponente enthalten üblicherweise ein phenolisches Antioxidans zur Vermeidung des oxidativen Abbaus dieser Elastomerkomponente mit Doppelbindungen in der Polymerkette. Die erfindungsgemäße Klebemasse enthält jedoch ein Ethylenpolymer ohne oxidationsempfindliche Doppelbindungen und könnte daher ohne Antioxidans auskommen. Für eine hohe Langzeitstabilität wird vorzugsweise ein primäres Antioxidans und besonders bevorzugt auch ein sekundäres Antioxidans verwendet. Die erfindungsgemäßen Klebemassen enthalten in den bevorzugten Ausführungsformen mindestens 2 phr, besonders bevorzugt 6 phr primäres Antioxidans oder vorzugsweise mindestens 2 phr insbesondere mindestens 6 phr einer Kombination aus primären und sekundären Antioxidans, wobei die primäre und sekundäre Antioxidansfunktion nicht in verschiedenen Molekülen vorliegen muss, sondern auch in einem Molekül vereinigt sein kann. Die Menge an sekundärem Antioxidans beträgt bevorzugt bis 5 phr, besonders bevorzugt 0,5 bis 1 phr. Überraschend wurde gefunden, dass eine Kombination von primären Antioxidantien (zum Beispiel sterisch gehinderten Phenolen oder C-Radikalfängern wie CAS 181314-48-7) und sekundären Antioxidantien (zum Beispiel Schwefelverbindungen, Phosphiten oder sterisch gehinderten Aminen) eine verbesserte Verträglichkeit ergibt. Vor allem wird die Kombination von einem primären Antioxidans, vorzugsweise sterisch gehinderten Phenolen mit einer relativen Molmasse von mehr als 500 Dalton, mit einem sekundären Antioxidans aus der Klasse der Schwefelverbindungen oder aus der Klasse der Phosphite bevorzugt mit einer relativen Molmasse von mehr als 500 Dalton bevorzugt, wobei die phenolische, die schwefelhaltigen und die phosphitische Funktionen nicht in drei verschiedenen Molekülen vorliegen müssen, sondern auch mehr als eine Funktion in einem Molekül vereinigt sein können.
Bei längeren Anwendungen im Außenbereich und/oder unter UV-Strahlung wird in der Klebemasse ein Lichtschutzmittel, bevorzugt ein HALS wie Tinuvin 111, ein UV-Absorber wie Tinuvin P oder deckendes Pigment, eingesetzt.
Zur Optimierung der Eigenschaften kann die zum Einsatz kommende Selbstklebemasse mit weiteren Additiven wie Füllstoffen, Flammschutzmitteln, Pigmenten, Antiozonantien, Photoinitiatoren, Flammschutz- oder Vernetzungsmitteln oder Vernetzungspromotoren abgemischt sein. Geeignete Füllstoffe und Pigmente sind beispielsweise Ruß, Titandioxid, Calciumcarbonat, Zinkcarbonat, Zinkoxid, Silicate oder Kieselsäure.
Die Herstellung und Verarbeitung der Haftklebemassen kann aus Lösung sowie aus der Schmelze erfolgen. Bevorzugte Herstell- und Verarbeitungsverfahren erfolgen aus der Schmelze. Für den letzteren Fall umfassen geeignete Herstellprozesse sowohl Batchverfahren als auch kontinuierliche Verfahren. Besonders bevorzugt ist die kontinuierliche Fertigung der Haftklebemasse mit Hilfe eines Extruders und anschließender Beschichtung direkt auf das zu beschichtende Substrat bei entsprechend hoher Temperatur der Klebmasse. Als Beschichtungsverfahren werden Extrusionsbeschichtung mit Breitschlitzdüsen und Kalanderbeschichtung bevorzugt.
Der Masseauftrag (Beschichtungsstärke) liegt vorzugsweise zwischen 50 und 300 g/m², besonders bevorzugt zwischen 70 und 150 g/m².
Aus Handhabungsgründen und wegen der hohen Klebkräfte ist es bei den erfindungsgemäßen Universal-Gewebebändern die Regel, die klebmassenabgewandte Oberseite des Trägers mit einem anti-adhäsiven Releasesystem zu versehen. Wie dem Fachmann bekannt ist, bieten Silikonsysteme die Option für eine leichte bis sehr leichte Abrollkraft, während Fettsäurederivate wie beispielsweise Polyvinylstearylcarbamat eher mittlere Abrollkräfte von einigen N/cm bewirken. Da sich bei Gewebebändern mittlere Abrollkräfte von 2 bis 8 N/cm etabliert haben, ist bevorzugt eine Oberflächenlackierung oder -bedruckung mit einem Releasemittel wie Polyvinylstearylcarbamat oder einem Umsetzungsprodukt aus Stearylisocyanat und Polyethylenimin zu wählen.
Mit diesem erfindungsgemäßen Produktaufbau werden Gewebeklebebänder erhalten, die auf den unterschiedlichen Haftuntergründen gut und sicher kleben. Auf Stahl als Standardhaftuntergrund für polare Substrate wird eine Klebkraft im Frischzustand (maximal eine Woche nach Herstellung) von minimal 5 N/cm und auf Polyethylen als unpolares Substrat eine Klebkraft im Frischzustand von mindestens 4 N/cm erreicht, die wie gefordert zumindest zu 50% über sechs Monate erhalten bleiben.
Aufgrund der hohen Klebkräfte und dem starken Aufziehen sowohl auf polaren als auch unpolaren Oberflächen haftet das erfindungsgemäße Klebeband bereits nach kurze Zeit so stark, dass es danach und verständlicherweise insbesondere nach bis zu sechsmonatiger Verwendung nicht mehr rückstandsfrei zu entfernen ist. Die Haftung und sonstige Funktionalität als Selbstklebeband wird jedoch nicht oder nur gering beeinflusst. Aus diesem Grunde bieten sich derartige Klebebänder insbesondere für längerfristige Permanentverklebungen im Außenbereich an.
Erfindungsgemäße Universal-Gewebebänder lassen sich leicht und mit einer geraden Risskante ohne Ausfransen per Hand in Querrichtung ablängen. In Maschinenrichtung weist das Gewebeband dagegen ausreichende Festigkeiten auf und kann somit für viele Bandagierungs- und Fixieranwendungen eingesetzt werden, bei denen es auf Zugfestigkeit ankommt. Meist wird eine leicht erhöhe Initialkraft zum Einreißen der Kante benötigt, wobei das weitere Durchreißen dann leicht und gleichmäßig erfolgen kann. Diese leicht erhöhte Einreißkraft schützt vorteilhaft das Gewebeband vor unbeabsichtigtem Durchreißen beim Handling sowie in der endgültigen Anwendung.
In Außenanwendungen erweist sich das erfindungsgemäße Universal-Gewebeklebeband als äußerst stabil und für Daueranwendungen von mindestens sechs Monaten geeignet. Während insbesondere die bisher bekannten Duct Tapes durchweg nach wenigen Wochen bei direkter Einwirkung von Sonnenlicht und Regen in ihre Bestandteile zerfallen, bleibt bei dem erfindungsgemäßen Gewebeband die Funktionalität und Produktintegrität erhalten:

• ausreichende Festigkeit für mechanische Beanspruchungen,
• Erhalt der Integrität des mehrlagigen Aufbaus des Klebebandes,
• gute dauerhafte Haftung auf dem Substrat.

Dieses ist bei den bekannten Naturkautschuk- und Synthesekauschuk-Gewebebändern nicht gegeben, da über den Angriff an den Doppelbindungen das Gerüstelastomer zerstört wird und teilweise auch die Trägerkomponente merklich irreversibel geschädigt wird.
Neben der Eignung für Außenanwendungen, bei denen bisher bekannte Gewebebänder deutliche Schwächen aufweisen, sind die erfindungsgemäßen Klebebänder als Universalklebebänder selbstverständlich auch für Innenanwendungen geeignet, was für den Fachmann nicht gesondert erwähnt werden muss.
Nahezu unabhängig von der Art der verwendeten Klebemasse benötigt ein erfindungsgemäßes Universal-Gewebeband eine gewisse Schichtdicke für die Klebemasse, um auch auf rauen oder strukturierten Haftuntergründen wie Holz, Stein, Beton etc. sicher zu kleben. Bei einem Masseauftrag von 50 bis 300 g/m², insbesondere 70 bis 150 g/m², wird das angestrebte Klebverhalten erzielt; die absolute Menge der klebtechnisch wirksamen Schichtdicke hängt unter anderem auch von der Struktur des Gewebes ab. Je nach Rauhigkeit der zu beschichtenden Seite werden Mengen bis zu 50 g/m² benötigt, allein um die Vertiefungen im Gewebe auszufüllen, ohne dass dieser Teil der Klebemasse über die „Gipfel des Gewebegebirges” hinausragt und für Verklebungen zur Verfügung steht. Als grobe Orientierung für den Massebedarf bei dem angestrebten Klebverhalten ist eine „wirksame” Schichtdicke von 50 bis 150 μm zu nennen.
Auf der Streichseite (Beschichtungsseite) können die Oberflächen der Träger haftfreundlich ausgerüstet werden, beispielsweise über einen Verankerungsstrich oder physikalisch vorbehandelt wie beispielsweise mittels Coronabestrahlung. Im Normalfall bietet aber die raue Struktur des Gewebes sowie die Affinität der Oberfläche der Klebemasse ausreichende Verankerung, so dass auf separate Prozessschritte verzichtet werden kann.
In Abhängigkeit von der Rezeptur und Viskosität der Klebemasse ist die Beschichtungstechnologie zu wählen. Hier kann auf bekannte Systeme wie Rakel, Walzen, Düsen etc. zurückgegriffen werden. Die geeignete Auswahl kann durch einen Fachmann ohne Probleme vorgenommen werden. Während in vielen Fällen die Kombination Klebemasse/Beschichtungstechnologie zu einem ausreichenden Eindringen der Klebemasse in die Vertiefungen des Gewebes und damit für eine gute Verankerung der Kleberschicht auf dem Träger führt, muss in Fällen, in denen eine Klebmasseschicht als Film beispielsweise aus der Düse ausgezogen und nur aufgelegt wird, durch zusätzlichen Einsatz von Druck und Temperatur für eine intensivere und dauerhafte Kontaktbildung zwischen den beiden Schichten gesorgt werden. Dies kann durch einen nachgelagerten Druck- und Anpressvorgang wie beispielsweise eine Kalanderstation erreicht werden. Alternativ lässt sich dies aber auch durch eine Trägervorbehandlung wie beispielsweise durch einen zusätzlichen Primerstrich erreichen, die die Haftung und Verankerung der Klebemasse auf dem Träger physikalisch/chemisch verstärkt.
Das Klebeband wird dadurch gebildet, dass auf den Träger partiell oder vollflächig vorzugsweise ein- oder gegebenenfalls beidseitig die Klebemasse aufgetragen wird. Die Beschichtung kann auch in Form eines oder mehrerer Streifen in Längsrichtung (Maschinenrichtung) erfolgen, gegebenenfalls in Querrichtung, sie ist insbesondere aber vollflächig. Weiterhin können die Klebemassen rasterpunktförmig mittels Siebdruck, wobei die Klebstoffpünktchen auch unterschiedlich groß und/oder unterschiedlich verteilt sein können, durch Tiefdruck in Längs- und Querrichtung zusammenhängenden Stegen, durch Rasterdruck oder durch Tiefdruck aufgebracht werden. Die Klebemasse kann in Kalottenform (hergestellt durch Siebdruck) vorliegen oder auch in einem anderen Muster wie Gitter, Streifen, Zickzacklinien. Ferner kann sie beispielsweise auch aufgesprüht sein, was ein mehr oder weniger unregelmäßiges Auftragsbild ergibt.
Trocknung, Vernetzung, Aushärtung der Klebeschicht schließen sich nach Bedarf an und sind als Stand der Technik hinlänglich bekannt.
Prüfmethoden
Klebkraft
Die Bestimmung der Klebkraft wurde in Anlehnung an AFERA 5001 wie folgt durchgeführt. Als definierter Haftgrund wurden eine Stahlfläche, eine Polyethylenfläche (PE) und ein Sandpapier der Körnung 150 eingesetzt. Das zu untersuchende verklebbare Flächenelement wurde auf eine Breite von 20 mm und eine Länge von etwa 25 cm zugeschnitten, mit einem Handhabungsabschnitt versehen und unmittelbar danach fünfmal mit einer Stahlrolle von 4 kg bei einem Vorschub von 10 m/min auf den jeweils gewählten Haftgrund aufgedrückt. Unmittelbar im Anschluss daran wurde das verklebt Flächenelement in einem Winkel von 180° vom Haftgrund mit einem Zugprüfungsgerät (Firma Zwick) abgezogen und die hierfür bei Raumtemperatur benötigte Kraft gemessen. Der Messwert (in N/cm) ergab sich als Mittelwert aus drei Einzelmessungen.
UV-Test
Zur Messung der UV-Stabilität wurden die Muster in 20 mm Breite und 25 cm Länge auf eine Glasplatte mit einer Stärke von 4 mm verklebt und fünfmal mit einer 2 kg Rolle angerollt.
Die Muster wurden mit der Glasseite nach oben in einer UV-Kammer mit Xenonlampe bei einer Bestrahlungsstärke von 300 W/m² gelagert. Jeden Tag wurde ein jeweils neuer Streifen pro Beispiel aus der UV-Kammer genommen und nach Konditionierung auf Raumtemperatur für 1 h von der Glasplatte abgezogen.
Dabei wurde die Haftung beurteilt sowie registriert, ob es merkliche Veränderungen, Reißer oder Klebmasserückstände auf der Glasplatte gab.
Bewitterungstest:
Als Schnelltest anstelle der langwierigen Freibewitterung wurde der so genannte „Suntest” in Anlehnung an die ISO 4892-2 (2006) nach Methode A durchgeführt. Dazu wurden Muster auf Hart-PVC, Glas und PE verklebt und einer Kombination von UV-Bestrahlung mittels einer 765 Watt Xenonlampe und temporärer Bewässerung unterworfen. In den zweistündigen Zyklen folgt nach 18 min einer Kombination aus Bewässerung und Bestrahlung ein Zeitraum von 102 min Bestrahlung ohne Bewässerung.
Nach der Bewitterungszeit wurden die Streifen nach Rekonditionierung auf Raumtemperatur visuell beurteilt, anschließend unter 90° und 180° abgezogen. Nach Herstellerangaben (zum Beispiel Firma Atlas) entspricht eine Woche Suntester ca. 3 Monaten Freibewitterung in Mitteleuropa.
Soweit die abgezogenen Teststreifen es zulassen, wird hiervon die Klebkraft nach Lagerung ermittelt.
Sporadisch durchgeführte Dauerteste unter realen Außenbedingungen (Freibewitterung) erfolgten in Hamburg auf denselben Haftgründen auf einem Gebäudedach mit Südausrichtung unter einem Neigungswinkel von 45°. Die Ergebnisse waren vergleichbar zu den oben genannten Schnelltesten.

Im Folgenden wird die Erfindung durch einige Beispiele näher erläutert, ohne die Erfindung damit einschränken zu wollen. Rohstoffe der Beispiele:

IN FUSS 9107:	Copolymer aus Ethylen und Octen-(1), Schmelzindex 1 g/10 min, Dichte 0,866 g/cm³, Biegemodul 15,5 MPa, Kristallitschmelzpunkt 121°C
IN FUSS 9507:	Copolymer aus Ethylen und Octen-(1), Schmelzindex 5 g/10 min, Dichte 0,866 g/cm³, Biegemodul 13,9 MPa, Kristallitschmelzpunkt 119°C
Ondina 933:	Weißöl (paraffinisch-naphthenisches Mineralöl)
Oppanol 610:	flüssiges Polyisobutylen
Regalite R1100:	hydriertes aromatisches Kohlenwasserstoffharz, Schmelzpunkt 100°C, Polydispersität 1,9
Foral 85:	voll hydrierter Glycerinester des Kolophoniums mit einem Schmelzpunkt von 85°C und einer Polydispersität von 1,2
Irganox 1076:	phenolisches Antioxidans
Tinuvin 111:	HALS-Lichtschutzmittel

Beispiel 1
Ein schwarzes PET-Gewebe mit Leinwandbindung, einer Fadenzahl von 31 cm^–1 in der Kette, 22 cm^–1 im Schuss, mit 75den Garn in der Kette sowie 300den Garn im Schuss, weist nach der kontinuierlichen Alkalisierung gemäß DE 10 2005 044 942 A1 bei einem Flächengewicht von 100 g/m² eine Höchstzugkraft in Kettrichtung von 70 N/cm auf. Einseitig wird eine schwarz pigmentierte Acrylatdispersion mit einem Auftrag von 35 g/m² beschichtet. Die aufgrund ihres niedrigen T_G-Werts weiche und zum Blocken neigende Beschichtung wird sofort anschließend mit einem transparenten Topcoat auf Basis einer harten Acrylatdispersion mit einem Auftrag von 10 g/m² abdeckend beschichtet und so getrocknet, dass der selbstvernetzende Topcoat ausgehärtet ist.
Die Weiterreißbarkeit und insbesondere die Einreißbarkeit in Schussrichtung von der Kante her werden durch diese Beschichtung deutlich verbessert. Das Trägermaterial ist „handeinreißbar”.
Die Klebemasse wird in einem Extruder kontinuierlich hergestellt und mit 80 g/m² auf den Träger mittels Düsenbeschichtung aus der Schmelze aufgetragen. Anstelle der Releaselackierung wird die Klebemasse für die Herstellung und Untersuchung von Labormustern mit silikonisiertem Trennpapier eingedeckt. Klebemasse mit folgender Rezeptur:

100 phr IN FUSS 9107,

78.4 phr Ondina 933,

212 phr Foral 85

2 phr Irganox 1076

5 phr Tinuvin 111.
Die Klebkraft auf Stahl beträgt 9,8 N/cm. Von PE lässt sich nach ein- bis zweistündigem Aufziehen das Gewebeband nur noch unter Umspulen von Teilmengen der Klebemasse abziehen.
In dem UV-Test nach 7d sowie im SunTest nach 2 Wochen sind geringfügige visuelle Veränderungen zu erkennen, aber das verklebte Klebeband weist kaum Hinweise auf Zersetzungen und Ablösungen auf und klebt weiterhin sicher und fest.
Beispiel 2
Als Träger wird ein PE-extrudiertes Gewebe gewählt. Der Träger wird fertig ausgerüstet mit Polyvinylstearylcarbamat-Lackierung aus Japan bezogen. Es handelt sich um einen 0,18 mm dicken Verbundträger aus einem 55 mesh VIS/PET-Mischgewebe (30 × 25 inch-2) mit einer damit fest verbundenen 65 g/m² schwarz eingefärbten LDPE-Beschichtung.
Die Klebemassenherstellung und -beschichtung erfolgt analog Beispiel 1 mit folgender Rezeptur:

100 phr IN FUSS 9507,

140 phr Oppanol B10,

250 phr Regalite R1100

2 phr Irganox 1076

5 phr Tinuvin 111.
Die Klebkraft auf Stahl beträgt 9,0 N/cm bei einem Masseauftrag von 70 g/m². Aufziehverhalten, UV- und Bewitterungsteste werden wie Beispiel 1 beschrieben geprüft und durchgeführt, wobei tendenziell eine leichte Schädigung des Trägers zu erkennen ist. Hier ist eine etwas stärkere UV-Stabilisierung der PE-Folie sinnvoll und für den Fachmann ohne Probleme umzusetzen. Der Klebemasse selbst weist keine Hinweise auf Schädigungen auf.
Gegenbeispiel 3
Gegenbeispiel 3 entspricht einem kommerziellen Gewebeband aus Zellwolle mit einer Standard-Naturkautschukklebemasse.
Ein 150 mesh Zellwollgewebe (ca. 110 g/m² Rohgewebe; symmetrische Leinwandbindung mit Nm50-Garnen in Kette und Schuss) mit oberseitiger, pigmentierter Acrylatbeschichtung (60 g/m²) und rückseitiger Naturkautschukbeschichtung (110 g/m²; keine spezielle UV-Stabilisierung) lässt sich leicht einreißen, klebt gut auf unterschiedlichen Untergründen, weist aber in den UV- und Bewitterungstesten schwerwiegende Mängel bereits nach kurzer Expositionsdauer auf. Insbesondere im Suntester sind deutliche Ablösungserscheinungen vom Haftuntergrund und Zersetzungen der Klebemasse zu erkennen. Da aufgrund seiner Zusammensetzung das Klebeband auch von Mikroorganismen leicht angegriffen und zerstört wird, ist es für Außenanwendung denkbar ungeeignet.
Gegenbeispiel 4
Gegenbeispiel 4 entspricht einem kommerziellen Duct Tape mit einer Standard-Naturkautschukklebemasse.
Ein 30 mesh PETNIS-Gewirke (20 × 10 inch^–2) und eine silberne 50 μm PE-Folie stellen die Trägerkomponenten dar, die mit insgesamt 160 g/m² einer sehr weich und tackig eingestellten Naturkautschuk-Klebemasse ausgerüstet werden, wobei ca. 5 bis 10 g/m² als Laminierkleber fungieren.
Das Duct Tape klebt gut auf unterschiedlichen Haftuntergründen (zum Beispiel auf Stahl 5 N/cm, auf PE 2,5 N/cm); nach 1 bis 2 Wochen Freibewitterung treten erste massive Zersetzungserscheinungen, nach 2 Monaten ist der Träger nahezu vollständig delaminiert und die Klebemasse verlackt, das heißt keine Selbstklebeeigenschaften mehr. In den UV- und Bewitterungstesten treten diese Effekte entsprechend früher bereits nach kurzen Prüfintervallen auf, erst starke Faltenbildung, dann partielles Ablösen der PE-Folie vom Gewirke bzw. nur noch geringe Verbundfestigkeit.
Derartige Duct Tapes sind für länger andauernde Außenanwendungen ungeeignet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- US 3853598 A1 [0009]
- EP 1548080 A1 [0010]
- WO 03/097758 A1 [0011]
- EP 1074595 A1 [0012, 0039]
- DE 102005044942 A1 [0013, 0034, 0086]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- ASTM G155 [0011]
- AFERA 5001 [0016]
- ISO 1183 [0051]
- ISO 1133 [0051]
- ISO 3146 [0051]
- ASTM D 790 [0051]
- DIN ISO 4625 [0059]
- AFERA 5001 [0077]
- ISO 4892-2 (2006) [0081]

Claims

Klebeband insbesondere für Außenanwendungen mit einem textilen Träger mit einem Flächengewicht von 15 bis 150 g/m², welcher auf der Oberseite mit einer Zusatzschicht versehen ist, die durch Extrusionsbeschichtung, durch Dispersionsbeschichtung oder durch Folienlaminierung aufgebracht ist, und welcher auf der Unterseite mit einer Klebemasse aus einem Ethylenpolymer mit einer Dichte zwischen 0,86 und 0,89 g/cm³ und einem Kristallitschmelzpunkt von mindestens 105°C und aus einem Klebharz ausgerüstet ist.
Klebeband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger ein Gewebe ist, vorzugsweise mit einer Mesh-Zahl von 80 bis 250 inch^–2, auf dessen Oberseite weiter vorzugsweise eine Dispersionspaste mit einem Auftragsgewicht von 15 bis 75 g/m² aufgebracht ist, welche besonders bevorzugt ein Acrylatbindemittel enthält.
Klebeband nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger ein Gewebe, Gewirke oder Gelege mit einer Mesh-Zahl von 20 bis 80 inch^–2 ist, auf dessen Oberseite weiter vorzugsweise eine PE-Beschichtung mit einem Auftragsgewicht von 30 bis 200 g/m² aufgebracht ist, welche besonders bevorzugt aus LDPE besteht und/oder mittels Extrusion oder Laminierung aufgebracht wird.
Klebeband nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Garn für das Textil aus Polyester oder aus Baumwolle, Zellwolle, Viskose, Polyamid oder Mischungen daraus besteht.
Klebeband nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf die der Klebemasse abgewandten Seite der Zusatzschicht eine anti-adhäsive Releasebeschichtung aufgebracht ist, bevorzugt mit Substanzen basierend auf Silikon- oder Fettsäurederivaten.
Klebeband nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebemasse einen Auftrag von 50 bis 300, bevorzugt 70 bis 150 g/m² aufweist, wobei die Klebemasse insbesondere aus der Schmelze beschichtet ist.
Klebeband nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eigenschaften Reißkraft und Reißdehnung sowie Klebkraft auf Stahl nach AFERA 5001 des Klebebands nach 2 Wochen Suntest gemäß ISO 4892-2, Methode A, (2006) auf minimal 50% des Ausgangswertes abfallen.
Klebeband nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichte des Ethylenpolymers zwischen 0,86 und 0,88 g/cm³, bevorzugt zwischen 0,86 und 0,87 g/cm³ liegt und/oder das Ethylenpolymer einen Kristallitschmelzpunkt von mindestens 115°C aufweist.
Klebeband nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ethylenpolymer einen Schmelzindex von weniger als 6 g/10 min, vorzugsweise weniger als 1,5 g/10 min aufweist, einen Biegemodul von weniger als 26 MPa, vorzugsweise weniger als 17 MPa aufweist und/oder ein C₃- bis C₁₀-Olefin, vorzugsweise 1-Octen enthält.
Klebeband nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebemasse enthält – ein primäres Antioxidans, vorzugsweise in einer Menge von mindestens 2 phr, besonders bevorzugt mindestens 6 phr und/oder – ein sekundäres Antioxidans in einer Menge von 0 bis 5 phr, vorzugsweise in einer Menge von 0,5 bis 1 phr und/oder – ein Lichtschutzmittel vorzugsweise ein HALS und/oder – einen UV-Absorber
Klebeband nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebmasse ein Klebharz enthält, welches vorzugsweise eine Polydispersität von weniger als 2,1, vorzugsweise weniger als 1,8, besonders bevorzugt weniger als 1,6, ganz besonders bevorzugt zwischen 1,0 und 1,4 aufweist.
Klebeband nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Klebharz ein Kohlenwasserstoff ist, vorzugsweise gewählt aus der Gruppe der Harze auf Basis von Kolophonium oder Kolophoniumderivaten vorzugsweise partiell oder vollständig hydriert, der Kohlenwasserstoffharze auf Basis von C₅-Monomeren, vorzugsweise partiell oder vollständig hydriert, der Kohlenwasserstoffharze aus Hydrierung von aromatenhaltigen Kohlenwasserstoffharzen, der Kohlenwasserstoffharze auf Basis von hydrierten Cyclopentadien-Polymeren, und/oder der Harze auf Basis von Polyterpenen, vorzugsweise partiell oder vollständig hydriert und/oder, der Terpenphenolharze, wobei die Menge an Klebharz in der Klebemasse vorzugsweise 130 bis 350 phr, besonders bevorzugt 200 bis 240 phr, jeweils bezogen auf die Gesamtmenge Polyethylen beträgt.
Klebeband nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebemasse einen Weichmacher enthält gewählt aus der Gruppe der Mineralöle, der flüssigen Polymerisate aus Isobutenhomopolymer und/oder Isobuten-Buten-Copolymer und der Ester der Phthal-, Trimellit-, Zitronen- oder Adipinsäure.
Klebeband nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebemasse ein Copolymer aus Ethylen und Buten-(1), Hexen-(1) oder Octen-(1) oder ein Terpolymer aus Ethylen, Propylen und Buten-(1), Hexen-(1) oder Octen-(1) enthält, wobei der Biegemodul des Copolymers oder Terpolymers vorzugsweise unter 10 MPa und der Kristallitschmelzpunkt vorzugsweise unter 50°C liegt, oder ein EPM oder ein EPDM enthält, vorzugsweise mit einem Ethylengehalt von 40 bis 70 Gew.-% und/oder einer Dichte unter 0,88, besonders bevorzugt unter 0,87 g/cm³, wobei die Menge an Copolymer oder Terpolymer vorzugsweise über 100 phr beträgt.