DE102013216778A1

DE102013216778A1 - Stanzling insbesondere zum dauerhaften Verschließen von Löchern

Info

Publication number: DE102013216778A1
Application number: DE201310216778
Authority: DE
Inventors: Rainer Stricker; Thomas Niemeyer
Original assignee: Tesa SE
Current assignee: Tesa SE
Priority date: 2013-08-23
Filing date: 2013-08-23
Publication date: 2015-02-26
Also published as: US10828841B2; WO2015024725A1; CN105492203A; KR20160045842A; EP3036100A1; JP6480937B2; BR112016002940A2; CN105492203B; MX2016002074A; US20160271866A1; JP2016536171A; CA2919922A1

Abstract

Stanzling insbesondere zum dauerhaften Verschließen von Löchern insbesondere in Blechen oder in Kunststoffteilen, mit einem Träger aus einem Laminat aus mindestens zwei Kunststofffolien, wobei die untere Folie ein Flächengewicht von mindestens 1,5 kg/m2 aufweist und auf der der oberen Folie gegenüberliegenden Seite der unteren Folie eine Klebemasse, insbesondere aushärtbare oder selbstklebende Klebemasse aufgebracht ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stanzling insbesondere zum dauerhaften Verschließen von Löchern, die sich vorzugsweise in Blechen oder in Kunststoffteilen befinden, sowie ein Verfahren zum dauerhaften Verschließen von Löchern.
Bei der Fertigung von komplexeren Gebilden aus Metallblechen und/oder Kunststoffen lässt es sich konstruktiv nicht vermeiden, dass in die Bleche oder Kunststoffe Löcher geschnitten werden müssen, um an dahinter liegende Hohlräume, sei es zum Lackieren oder sei es zum Verschweißen, zu gelangen.
Diese Löcher sind nach dem Abschluss des gewünschten Prozesses zumeist nicht mehr erforderlich, oftmals sogar störend, weil durch sie Luft, Luftfeuchtigkeit oder Wasser in das Gebilde eindringen kann, was beispielsweise zu Oxidationsprozessen (Rost) führen kann.
Eine einfache Lösung zur Vermeidung dieser Probleme besteht darin, die Löcher nach Gebrauch wieder zu verschließen.
Gerade bei der Produktion von modernen Fahrzeugen wie Wasserfahrzeugen, Landfahrzeugen (Lastkraftwagen, Automobilen usw.), Luftfahrzeugen, Raumfahrzeugen, Kombinationen hiervon, zum Beispiel Amphibienfahrzeugen, ist es unumgänglich, dass während des Zusammenbaus in vielen einzelnen Teilen aus Blechen oder Kunststoffen unterschiedlich große Löcher erforderlich sind. Üblicherweise liegen die Durchmesser der Löcher zwischen 5 und 50 mm. Viele dieser Löcher müssen im späteren Prozess wieder luft- und insbesondere wasserdicht verschlossen werden, um besagte Korrossionsangriffe zu unterbinden.
Daneben besteht die Anforderung, durch das Verschließen der Löcher die Geräuschdämmung des Passagierinnenraums erheblich zu verbessern.
Im Folgenden werden die der Erfindung zugrunde liegenden Probleme sowie deren Lösung am Beispiel der Karosserie eines Automobils beschrieben. Dies stellt ausdrücklich keine Beschränkung des Erfindungsgedankens auf diese Anwendung dar. Diese Anwendung ist Teil des technischen Feldes, auf dem die Erfindung besonders vorteilhaft zum Tragen kommt.
Wenn ab jetzt die Verwendung in einer Karosserie genannt ist, liest der Fachmann alle anderen Anwendungsmöglichkeiten außerhalb einer Karosserie mit.
Im Automobilbau müssen Löcher an verschiedenen Stellen in der Karosserie gesetzt beziehungsweise ausgestanzt werden. In der Regel erfolgt dies beim Stanz- und Umformungsprozess der einzelnen Blech- oder Aluminiumteile, weiter können auch Löcher in Kunststoffbauteilen gebohrt werden. Anschließend werden mittels verschiedenen Fügeprozessen die einzelnen Metallteile miteinander verbunden, und es entsteht die Rohkarosse. Die darin befindlichen Löcher, Öffnungen oder Durchbrüche dienen unter anderem als Lackablauflöcher (zum Beispiel für KTL-Lacke), Wachsinjektionslöcher, Wachsablauflöcher, Löcher für spätere Verschraubungen in der Montage oder für Kabeldurchführungen. Viele dieser Löcher müssen nach dem Trocknen des kathodischen Tauchlackes wieder verschlossen werden oder auch nach dem finalen Klarlack-Prozess (dann würde der Lochverschluss im Montageprozess stattfinden).
Die Notwendigkeit eines Lochverschlusses kann viele Ursachen haben, zum Beispiel:

– Feuchtigkeit
– Akustik
– Korrosionsschutz

In der Regel werden die Löcher beziehungsweise Öffnungen mittels Spritzgussteilen (Stopfen) aus verschiedenen, je nach Anforderungsprofil angefertigten Kunststoffen verschlossen. Das können zum Beispiel Stopfen aus PET, ABS, PP, PVC, EPDM, PA und weitere gängige im Markt befindliche Kunststoffe oder auch Kombinationen aus den genannten Materialien und marktübliche hier nicht aufgeführte Kunststoffsubstrate sein. Im Einsatz finden sich auch Materialien, die einen Anteil von Glasfasern besitzen; denkbar sind auch Carbonfasern, die eine Verstärkung des Stopfens zum Beispiel gegen das Durchstoßen bieten. Grundsätzlich sind alle gängigen Kunststoffsubstrate möglich, solange diese bestimmte Parameter zu Lackierbarkeit, Temperaturstabilität, Formstabilität unter klimatischen Bedingungen bieten und auch eine gewisse Wirtschaftlichkeit im Herstellungsprozess der Stopfen erfüllen.
Momentan werden zum Verschließen von Karosserielöchern in der Regel Kunststoffstopfen verwendet, die zum einen im Einzelfall nicht sicher das Loch verschließen und zum anderen vergleichsweise aufwändig und teuer herzustellen sind. Für jede Lochgröße ist ein spezieller, auf die Lochgröße angepaßter Stopfen erforderlich. Dies bedeutet hohen logistischen und verwaltungstechnischen Aufwand für den Abnehmer der Stopfen.
So muss an der Produktionslinie eine große Anzahl von Stopfen verschiedener Größen in jeweils zugeordneten Lagerkästen vorgehalten werden.
Des Weiteren eignen sich zu diesem Zweck Klebebänder, die angepaßt auf die Lochgröße abgelängt oder gestanzt werden. Aber auch Klebebänder werden den im Markt steigenden Anforderungen nicht immer gerecht.
Wie bereits in der WO 2006/053827 A1 beschrieben wird, eignen sich für den speziellen Lochverschluss auch Stanzlinge, die aus einer zumindest partiell einseitig selbstklebend ausgerüsteten Basisschicht aus einem hitzebeständigen Träger bestehen, dessen Fläche größer als die Fläche des zu verschließenden Loches ist und der insbesondere mittig auf der klebend ausgerüsteten Seite mit einem ersten Abschnitt einer hitzeaktivierbaren Klebfolie versehen ist, dessen Fläche größer als die Fläche des zu verschließenden Loches und kleiner als die Fläche der Basisschicht ist. Der Stanzling wird derart über dem zu verschließenden Loch aufgebracht, dass das Loch im Wesentlichen von dem ersten Abschnitt abgedeckt ist. Die beschriebenen hitzeaktivierbaren Klebfolien eignen sich gut zur Abdichtung, sind jedoch vergleichsweise teuer.
Die Möglichkeit, eine Komponente in den Stanzling einzubringen, die bei erhöhter Temperatur wie einem Trocknungsschritt im Lackierbereich das Loch vollständig ausfüllt und/oder abdeckt, indem sie aufschäumt, wird in der WO 2005/097582 A1 beschrieben. Jedoch zeigt sich, dass die ungeschäumte Komponente eine große Expansion aufweisen muss, um einen vollständigen Lochverschluss zu gewährleisten, da die Ausbreitungsrichtung lediglich durch die Haftungsseite zum einseitig selbstklebenden Stanzling begrenzt wird. Durch diesen notwendigen hohen Schäumungsgrad weist der resultierende Lochverschluss nur eine vergleichsweise geringe Materialdichte auf, was sich nachteilig auf die geräuschdämmenden Eigenschaften auswirkt. Zusätzlich zeigt ein derartiger Lochverschluss eine nur geringe Festigkeit hinsichtlich der Schaumhaftung zum Blech, da das Material nur mit dem Lochrand und wenig Blech auf der dem Stanzteil abgewandten Seite in Kontakt kommt. Daraus resultiert eine geringe Durchstoßfestigkeit, welche für den beschriebenen Anwendungsbereich von entscheidender Bedeutung ist.
Hier sollen die selbstklebenden Lochverschlüsse, die eine akustische Wirkung erzielen müssen, näher betrachtet werden.
Oft werden diese akustikrelevanten Lochverschlüsse in der Montage eingesetzt, um in der Fahrgastzelle einen abgeschotteten Bereich, den Fahrzeuginnenraum, zu erzielen. Eine im Fahrzeuginnenraum störende Akustik wird zum Beispiel durch Abrollgeräusche der Reifen oder auch durch Rollsplitt sowie kleine Steinchen erzeugt, die gegen die Fahrzeugbeplankung und auch gegen die Fahrzeugträger geschleudert werden. Weiter können auch Windgeräusche, die durch strömungstechnisch ungünstiges Design entstehen, eine Ursache von höherem, unerwünschtem Geräuschpegel in der Fahrgastzelle sein.
Oft wird der durch Rollsplitt, Steinchen, Abrollgeräusche der Reifen und auch durch Bodenunebenheiten verursachte Schall in den Hohlräumen der Trägersysteme (Längs- und Querträger) in den Fahrzeuginnenraum beziehungsweise die Fahrgastzelle weitergeleitet. Dies führt dazu, dass akustisch wirksame Produkte auch außerhalb des Fahrzeuges zum Einsatz kommen müssen. Zum Beispiel ist ein wirksamer Akustikschutz, Löcher in der Bodengruppe beziehungsweise in der Fahrzeugplattform abzukleben. Oft sind Löcher, Ausstanzungen oder Bohrungen in den Längs- und Querträgern eingebracht. Hier muss besonders darauf geachtet werden, dass jede mögliche Öffnung sorgfältig verschlossen wird.
Wie schon vorab beschrieben, dienen viele Löcher in den Karosserieblechteilen, beziehungsweise den Trägersystemen dazu, dass der KTL-Lack möglichst schnell aus der Karosserie und allen Arten von Hohlräumen ablaufen kann, um Prozesszeit zu sichern. Im Umkehrschluss bedeutet das, dass unmittelbar nach dem KTL-Trockner die Öffnungen und Löcher sicher verschlossen werden müssen. In der Regel wird dies in der sogenannten PVC-Linie vollzogen. Bei diesem Bereich handelt es sich um einen Fertigungsschritt, der vor dem Füller-Lackieren beziehungsweise vor dem Basislack-Lackieren stattfindet. Somit ist ein weiteres zu erfüllendes Merkmal die Überlackierbarkeit von Produkten, die in diesem Produktionsabschnitt zum Einsatz kommen. Weiter muss eine Kompatibilität zu PVC-Nahtabdichtmaterial gewährleistet sein, da zwischen KTL-Trockner und der nächsten Lackschicht Spalte mit pumpbaren PVC-Massen abgedichtet werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Stanzling zur Verfügung zu stellen, der zum dauerhaften Verschließen von Löchern insbesondere in Blechen oder in Kunststoffteilen von Automobilkarosserien geeignet ist, der besagte Löcher derart verschließt, dass ein Durchtritt von Feuchtigkeit ausgeschlossen ist, der die Geräuschdämmung verbessert und der die Löcher auch bei Steinschlag am Unterboden beziehungsweise bei mechanischen Beanspruchungen im Innenraum, insbesondere im Bodenbereich, sicher verschließt.
Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Stanzling, wie er im Hauptanspruch niedergelegt ist. Gegenstand der Unteransprüche sind vorteilhafte Weiterentwicklungen des Erfindungsgegenstandes sowie ein Verfahren zum dauerhaften Verschließen von Löchern.
Demgemäß betrifft die Erfindung einen Stanzling insbesondere zum dauerhaften Verschließen von Löchern insbesondere in Blechen oder in Kunststoffteilen mit einem Träger aus einem Laminat aus mindestens zwei Kunststofffolien, wobei die untere Folie ein Flächengewicht von mindestens 1,5 kg/m² aufweist und auf der der oberen Folie gegenüberliegenden Seite der unteren Folie eine Klebemasse, insbesondere aushärtbare oder selbstklebende Klebemasse aufgebracht ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die untere Folie ein Flächengewicht zwischen 1,5 und 6 kg/m², vorzugsweise zwischen 1,5 und 3,9 kg/m² zwischen 1,5 und 2,5 kg/m² auf.
Die untere Folie ist bevorzugt eine Schwerfolie wie eine insbesondere mineralisch gefüllte Polyolefinfolie oder eine elastomermodifizierte Bitumenfolie. Mögliche Herstellungsvarianten einer solchen Schwerfolie sind Extrusionsprozesse oder Gießprozesse.
Eine Schwerfolie besteht aus einer folienartigen Schicht beliebiger Dicke, insbesondere von 0,015 mm bis über 12 mm, wobei sich die Schwerfolie insbesondere aus thermoplastischen Polymeren, insbesondere PE (Polyethylen), EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk) und/oder EVA (Ethylenvinylacetat) und mineralischen Füllstoffen, insbesondere Kalksteinmehl beziehungsweise Kalkspat (CaCO₃) und Schwerspat (BaSO₄), zusammensetzt. Des Weiteren können zur Füllung Talkum, Schiefermehl, Graphit, Glimmer oder Asbest (letzteres heute eher weniger) verwendet werden.
Der Anteil an Füllstoffen beträgt insbesondere 30 bis 90 Gew.-%, vorzugsweise 40 bis 70 Gew.-%.
In Volumenprozent ausgedrückt liegt der Anteil vorzugsweise bei 30 bis 60 Vol.-%, weiter vorzugsweise bei 45 bis 55 Vol.-%,
Die Schwerfolie kann zusätzlich Öl zum Quellen und zur besseren Aufnahme der Füllstoffe enthalten. Der Ölgehalt kann zwischen 8 Vol.-% bis 20 Vol.-% liegen.
Anstatt einer oberen Folie können ein stanzbares Aluminiumblech, ein korrosionsbeständiges Stahlblech oder eine Aluminiumfolie mit einem Gelege für die Verstärkung oder Festigkeit auf die untere Folie laminiert sein.
Die obere Folie kann aus beliebigen Polymeren, entweder allein oder in Mischung, bestehen.
Geeignete Polymere sind olefinische Polymere wie Homo- oder Copolymere von Olefinen wie Ethylen, Propylen oder Butylen (der Begriff Copolymer ist hier sinngemäß dahingehend zu verstehen, dass er Terpolymere mit einschließt), Polypropylenhomopolymere oder Polypropylencopolymere einschließlich der Block-(Impact-) und Randompolymere.
Weitere Polymere können aus der Gruppe der Polyester wie insbesondere Polyethylenterephthalat (PET), Polyamide, Polyurethane, Polyoxymethylen, Polyvinylchlorid (PVC), Poylethylennaphtalat (PEN), Ethylenvinylalkohol (EVOH), Polyvinylidenchlorid (PVDC), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polyacrylnitril (PAN), Polycarbonat (PC), Polyamid (PA), Polyethersulfon (PES), Polyimid (PI), Polyarylensulfide und/oder Polyarylenoxide ausgewählt werden. Diese Polymere, allein oder in Mischung, sind auch zur Bildung der Schwerfolie geeignet.
Bevorzugt besteht die obere Folie aus Polyester (insbesondere aus Polyethylenterephthalat (PET)), Polyurethan oder PVC.
Die Polymere zur Bildung der oberen Folie und der unteren Folie können in Reinform oder in Blends mit Additiven wie Antioxidantien, Lichtschutzmitteln, Antiblockmitteln, Gleit- und Verarbeitungshilfsmitteln, Füllstoffen, Farbstoffen, Pigmenten Treib- oder Nucleierungsmitteln vorliegen.
Vorzugsweise weisen die Folien keines der genannten Additive auf.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Träger auch mehr als zwei Folien aufweisen. Insbesondere kann die obere Trägerfolie aus einem zumindest zweischichtigen Laminat aus zwei oder mehr Folienlagen aus beliebigem Material (zum Beispiel aus Polyethylen, Polypropylen, Polyester, PA und/oder PVC) bestehen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist im Träger (zwischen der oberen und der unteren Folie) oder am Träger ein schichtförmiger Körper vorhanden, der aus Metall, aus einer Metallfolie, zum Beispiel Aluminiumfolie, oder aus einer Metall enthaltenden Folie besteht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Dicke der oberen Folie zwischen 15 und 350 µm, vorzugsweise zwischen 30 und 200 µm, weiter vorzugsweise zwischen 50 und 150 µm.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Dicke der unteren Folie zwischen 600 und 3500 µm, vorzugsweise zwischen 1100 und 3500 µm, weiter vorzugsweise zwischen 1700 und 3500 µm.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform liegt die Dicke der unteren Folie zwischen 600 und 1100 µm, zwischen 1100 und 1700 µm oder zwischen 1700 und 3500 µm.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die obere und/oder untere Folie durch integrierte beziehungsweise angefügte Fasern oder Filamente verstärkt, so dass deren Festigkeit insbesondere in Längsrichtung verstärkt ist.
Im Sinne dieser Erfindung wird unter einem Filament ein Bündel paralleler, gerader Einzelfasern verstanden, in der Literatur auch oft als Multifilament bezeichnet. Gegebenenfalls kann dieses Faserbündel durch Verdrehen in sich verfestigt werden, dann spricht man von gesponnenen oder gezwirnten Filamenten. Alternativ kann das Faserbündel durch Verwirbeln mit Druckluft oder Wasserstrahl in sich verfestigt werden. Im Weiteren wird für alle diese Ausführungsformen – sowie für die mit Fasern verstärkte Ausführungsform – verallgemeinernd nur noch der Begriff Filament verwendet.
Ist eine Folie ausschließlich durch in Längsrichtung integrierte/angefügte Filamente verstärkt, spricht man von Monofilament-Klebebändern. In einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgegenstands sind die obere Folie und/oder die untere Folie durch ein offenes Filamentgewebe verstärkt. In diesem Fall wird es als Crossfilament-Klebeband bezeichnet.
Als Filamente werden hochfeste Fasern, Zwirne, Mischzwirne oder Fäden mit geringer Reißdehnung beigefügt.
Die Einzelfilamente sind vorzugsweise Endlosfilamente und/oder weisen eine Feinheit zwischen 4 und 8 dtex, vorzugsweise 5 dtex auf. In einer vorteilhaften Ausführungsform sind alle Filamente Endlosfilamente.
In einer bevorzugten Ausführungsform befinden sich zwischen 1 und 30 Filamente pro Zentimeter Breite in dem Trägermaterial, insbesondere zwischen 1 und 5.
Die Filamente können dabei aus organischen oder anorganischen Materialien bestehen, so beispielsweise und bevorzugt aus Glas, Kohlenstoff (Carbon), Kombinationen aus beiden Fasertypen, Aramidfasern oder speziellen Polyamiden, aus verstreckten Polymerfasern wie Polyesterfasern, Polypropylenfasern, Polyethylenfasern, weiterhin können die Verstärkungsfasern wenigstens teilweise gefärbt sein, um das Trägermaterial optisch ansprechender zu gestalten. Auf diese Art ist es problemlos möglich, die verstärkten Träger optisch zu differenzieren. Hierzu bieten sich insbesondere gefärbte Glas- oder Polymerfäden an.
Die Folie(n) sind weiter vorzugsweise mit den Filamenten laminiert. Die Filamente sollten fest mit den Folie(n) verbunden sein. Dies kann durch direktes Einarbeiten oder Einlassen der Fasern, Fäden oder Zwirne beziehungsweise Mischzwirne in die Folie(n) geschehen, beispielsweise Einweben bei Geweben, Einstricken bei Gewirken, Einbetten beziehungsweise Einfügen beim Herstellungsverfahren.
Die Filamente können aber auch nachträglich mit den Folie(n) verbunden werden, beispielsweise seien das Verschweißen oder das Auflaminieren mit einer entsprechenden Verbindungsschicht genannt.
Weiter werden die Verstärkungen vorzugsweise gezielt entsprechend der Beanspruchungsrichtung des Trägers eingefügt, das heißt in erster Linie in Längsrichtung. Sie können jedoch auch, wenn dies zweckdienlicher ist, zusätzlich in Quer- oder Schrägrichtung oder beispielsweise kurven-, spiral- oder zickzack-förmig oder regellos verlaufen.
Erfindungsgemäß wird unter der in einer erfinderischen Variante eingesetzten aushärtbaren Klebemasse eine Strukturklebemasse (Konstruktionsklebstoff, Montageklebstoff) verstanden (siehe Römpp, Georg Thieme Verlag, Dokumentkennung RD-19-04489, letzte Aktualisierung: September 2012). Nach DIN EN 923: 2006-01 sind Strukturklebstoffe Klebstoffe, die Klebverbindungen bilden, die in einem Gefüge für eine vorgegebene längere Zeitspanne eine festgelegte Festigkeit beibehalten können (nach ASTM-Definition: „bonding agents used for transferring required loads between adherends exposed to service environments typical for the structure involved“). Es sind also Klebstoffe für chemische und physikalisch hoch beanspruchbare Klebungen, die im ausgehärteten Zustand zur Verfestigung der geklebten Substrate beitragen und zur Herstellung von Konstruktionen aus Metallen, Keramik, Beton, Holz oder verstärkten Kunststoffen verwendet werden. Die erfindungsgemäßen Strukturklebstoffe basieren insbesondere auf (wärmehärtbaren) Reaktionsklebstoffen (Phenolharze, Epoxidharze, Polyimide, Polyurethane und andere).
Die aushärtbare Klebemasse kann nach dem Aushärten elastisch sein, um einen dauerhaften, gegen Schwingungen und Verwindungen unempfindlichen Verschluss sicherzustellen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die aushärtbare Klebemasse selbstklebend, oder auf der aushärtbaren Klebemasse ist zumindest partiell eine Selbstklebemassenschicht aufgebracht.
Als Klebemassen finden insbesondere reaktive hitzeaktivierbare Klebemassen Verwendung.
Diese besitzen eine sehr gute Dimensionsstabilität, wenn die elastomere Komponente eine hohe Elastizität aufweist. Weiterhin bedingen die Reaktivharze, dass eine Vernetzungsreaktion eintreten kann, die die Verklebungsfestigkeit deutlich erhöht. So lassen sich zum Beispiel hitzeaktivierbare Klebemassen auf Basis von Nitrilkautschuken und Phenolharzen einsetzen, zum Beispiel kommerziell erhältlich im Produkt 8401 der Firma tesa.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform besteht die Klebemasse zumindest aus

a) einem Polyamid mit Amino- und/oder Säureendgruppen,
b) einem Epoxidharz,
c) gegebenenfalls einem Weichmacher,

Weiter vorzugsweise besteht die Klebemasse aus

i) einem thermoplastischen Polymer mit einem Anteil von 30 bis 89,9 Gew.-%,
ii) einem oder mehreren klebrigmachenden Harzen mit einem Anteil von 5 bis 50 Gew.-% und/oder
iii) Epoxidharze mit Härtern, gegebenenfalls auch Beschleunigern, mit einem Anteil von 5 bis 40 Gew.-%.

Diese Klebemasse ist eine Mischung von reaktiven Harzen, die bei Raumtemperatur vernetzen und ein dreidimensionales, hochfestes Polymernetzwerk bilden, und von dauerelastischen Elastomeren, die einer Versprödung des Produktes entgegenwirken. Das Elastomer kann bevorzugt aus der Gruppe der Polyolefine, Polyester, Polyurethane oder Polyamide stammen oder ein modifizierter Kautschuk sein wie zum Beispiel Nitrilkautschuk.
Die insbesondere bevorzugten thermoplastischen Polyurethane (TPU) sind als Reaktionsprodukte aus Polyester- oder Polyetherpolyolen und organischen Diisocyananten wie Diphenylmethandiisocyanat bekannt. Sie sind aus überwiegend linearen Makromolekülen aufgebaut. Solche Produkte sind zumeist in Form elastischer Granulate im Handel erhältlich, zum Beispiel von der Bayer AG unter dem Handelsnamen „Desmocoll“.
Durch Kombination von TPU mit ausgewählten verträglichen Harzen kann die Erweichungstemperatur der Klebemasse gesenkt werden. Parallel dazu tritt sogar eine Erhöhung der Adhäsion auf. Als geeignete Harze haben sich beispielsweise bestimmte Kolophonium-, Kohlenwasserstoff- und Cumaronharze erwiesen.
Alternativ dazu kann die Reduzierung der Erweichungstemperatur der Klebemasse durch die Kombination von TPU mit ausgewählten Epoxidharzen auf der Basis von Bisphenol A und/oder F und einem latenten Härter erreicht werden. Eine Klebemasse aus einem derartigen System erlaubt ein Nachhärten der Klebfuge, entweder allmählich bei Raumtemperatur ohne jeden weiteren äußeren Eingriff oder kurzzeitig durch eine gezielte Temperierung.
Durch die chemische Vernetzungsreaktion der Harze werden große Festigkeiten zwischen der Klebemasse und der zu verklebenden Oberfläche erzielt und eine hohe innere Festigkeit des Produktes erreicht.
Die Zugabe dieser reaktiven Harz/Härtersystemen führt dabei auch zu einer Erniedrigung der Erweichungstemperatur der oben genannten Polymere, was ihre Verarbeitungstemperatur und -geschwindigkeit vorteilhaft senkt. Das geeignete Produkt ist ein bei Raumtemperatur oder leicht erhöhten Temperaturen selbsthaftendes Produkt. Beim Erhitzen des Produktes kommt es kurzfristig auch zu einer Erniedrigung der Viskosität wodurch das Produkt auch raue Oberflächen benetzen kann.
Die Zusammensetzungen für die Klebemasse lassen sich durch Veränderung von Rohstoffart und -anteil in weitem Rahmen variieren. Ebenso können weitere Produkteigenschaften wie beispielsweise Farbe, thermische oder elektrische Leitfähigkeit durch gezielte Zusätze von Farbstoffen, mineralischen beziehungsweise organischen Füllstoffen und/oder Kohlenstoff- beziehungsweise Metallpulvern erzielt werden.
Als Nitrilkautschuke können in erfindungsgemäßen Klebmassen insbesondere alle Acrylnitril-Butadien-Copolymere zum Einsatz kommen mit einem Acrylnitrilgehalt von 15 bis 50 Gew.-%. Ebenso sind auch Copolymere aus Acrylnitril, Butadien und Isopren einsetzbar. Dabei ist der Anteil von 1,2-verknüpftem Butadien variabel. Die vorgenannten Polymere können zu einem unterschiedlichen Grad hydriert sein auch vollständig hydrierte Polymere mit einem Doppelbindungsanteil von unter 1 % sind nutzbar.
Alle diese Nitrilkautschuke sind zu einem gewissen Grad carboxyliert, bevorzugt liegt der Anteil der Säuregruppen bei 2 bis 15 Gew.-%. Kommerziell sind solche Systeme zum Beispiel unter dem Namen Nipol 1072 oder Nipol NX 775 der Firma Zeon erhältlich. Hydrierte carboxylierte Nitrilkautschuke sind unter dem Namen Therban XT VP KA 8889 von der Firma Lanxess kommerzialisiert.
Um die Adhäsion zu erhöhen, ist auch der Zusatz von mit den Nitrilkautschuken verträglichen Klebharzen möglich.
Als Epoxidharze werden üblicherweise sowohl monomere als auch oligomere Verbindungen mit mehr als einer Epoxidgruppe pro Molekül verstanden. Dieses können Reaktionsprodukte von Glycidestern oder Epichlorhydrin mit Bisphenol A oder Bisphenol F oder Mischungen aus diesen beiden sein. Einsetzbar sind ebenfalls Epoxidnovolakharze gewonnen durch Reaktion von Epichlorhydrin mit dem Reaktionsprodukt aus Phenolen und Formaldehyd. Auch monomere Verbindungen mit mehreren Epoxidendgruppen, die als Verdünner für Epoxidharze eingesetzt werden, sind verwendbar. Ebenfalls sind elastisch modifizierte Epoxidharze einsetzbar.
Beispiele von Epoxidharzen sind Araldite^TM 6010, CY-281^TM, ECN^TM 1273, ECN^TM 1280, MY 720, RD-2 von Ciba Geigy, DER^TM 331, 732, 736, DEN^TM 432 von Dow Chemicals, Epon^TM 812, 825, 826, 828, 830 etc. von Shell Chemicals, HPT^TM 1071, 1079 ebenfalls von Shell Chemicals, Bakelite^TM EPR 161, 166, 172, 191, 194 etc. der Bakelite AG.
Kommerzielle aliphatische Epoxidharze sind zum Beispiel Vinylcyclohexandioxide wie ERL-4206, 4221, 4201, 4289 oder 0400 von Union Carbide Corp.
Elastifizierte Epoxidharze sind erhältlich von der Firma Noveon unter dem Namen Hycar.
Epoxidverdünner, monomere Verbindungen mit mehreren Epoxidgruppen sind zum Beispiel BakeliteTM EPD KR, EPD Z8, EPD HD, EPD WF der Bakelite AG oder PolypoxTM R 9, R12, R 15, R 19, R 20 der Firma UCCP.
Weiter vorzugsweise enthält die Klebemasse mehr als ein Epoxidharz.
Als Novolak-Harze können zum Beispiel eingesetzt werden, Epi-Rez^TM 5132 von Celanese, ESCN-001 von Sumitomo Chemical, CY-281 von Ciba Geigy, DEN^TM 431, DEN^TM 438, Quatrex 5010 von Dow Chemical, RE 305S von Nippon Kayaku, Epiclon^TM N673 von DaiNipon Ink Chemistry oder Epicote^TM 152 von Shell Chemical.
Weiterhin lassen sich als Reaktivharze auch Melamin-Harze einsetzen wie zum Beispiel Cymel^TM 327 und 323 von Cytec.
Weiterhin lassen sich als Reaktivharze auch Terpenphenolharze wie zum Beispiel NIREZ^TM 2019 von Arizona Chemical einsetzen.
Weiterhin lassen sich als Reaktivharze auch Phenolharze wie zum Beispiel YP 50 von Toto Kasei, PKHC von Union Carbide Corp. und BKR 2620 von Showa Union Gosei Corp. einsetzen.
Weiterhin lassen sich als Reaktivharze auch Phenolresolharze auch in Kombination mit anderen Phenolharzen einsetzen.
Weiterhin lassen sich als Reaktivharze auch Polyisocyanate wie zum Beispiel Coronate^TM L von Nippon Polyurethan Ind., Desmodur^TM N3300 oder Mondur^TM 489 von Bayer einsetzen.
In einer vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Klebemasse auf Basis Nitrilkautschuk sind außerdem klebkraftsteigernde (klebrigmachende) Harze zugesetzt; sehr vorteilhaft zu einem Anteil von bis zu 30 Gew.-%, bezogen auf die Klebemasse.
Als zuzusetzende klebrigmachende Harze sind ausnahmslos alle vorbekannten und in der Literatur beschriebenen Klebharze einsetzbar. Bevorzugt geeignet sind unter anderem nicht hydrierte, partiell- oder vollständig hydrierte Harze auf Basis von Inden, Kolophonium und Kolophoniumderivaten, hydrierte Polymerisate des Dicyclopentadiens, nicht hydrierte, partiell, selektiv oder vollständig hydrierte Kohlenwasserstoffharze auf Basis von C₅-, C₅/C₉- oder C₉-Monomerströmen, Terpenphenolharze, Terpenharze auf Basis von α-Pinen und/oder β-Pinen und/oder δ-Limonen oder hydrierte Polymerisate von bevorzugt reinen C₈- und C₉-Aromaten, aromatische Harze wie Cumaron-Inden-Harze oder Harze aus Styrol oder α-Methylstyrol wie Kolophonium und seine Folgeprodukte wie disproportionierte, dimerisierte oder veresterte Harze, wobei Glycole, Glycerin oder Pentaerythrit.
Beliebige Kombinationen dieser und weiterer Harze können eingesetzt werden, um die Eigenschaften der resultierenden Klebmasse wunschgemäß einzustellen. Im Allgemeinen lassen sich alle mit dem entsprechenden Polymer kompatiblen (löslichen) Harze einsetzen. Auf die Darstellung des Wissensstandes im „Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology“ von Donatas Satas (van Nostrand, 1989) sei ausdrücklich hingewiesen.
Neben den schon genannten säure- oder säureanhydridmodifizierten Nitrilkautschuken können auch noch weitere Elastomere eingesetzt werden. Neben weiteren säure- oder säureanhydridmodifizierten Elastomeren können auch nicht modifizierte Elastomere zum Einsatz kommen wie zum Beispiel Polyvinylalkohol, Polyvinylacetat, Styrolblockcopolymere, Polyvinylformal, Polyvinylbutyral oder lösliche Polyester. Auch Copolymere mit Maleinsäureanhydrid wie zum Beispiel ein Copolymer aus Polyvinylmethylether und Maleinsäureanhydrid, zum Beispiel zu beziehen unter dem Namen Gantrez^TM, vertrieben von der Firma ISP, sind einsetzbar.
Durch die chemische Vernetzung der Harze mit den Elastomeren werden sehr große Festigkeiten innerhalb der Klebemasse erreicht.
Als weitere Additive können typischerweise genutzt werden:

– primäre Antioxidantien wie zum Beispiel sterisch gehinderte Phenole
– sekundäre Antioxidantien wie zum Beispiel Phosphite oder Thioether
– Prozessstabilisatoren wie zum Beispiel C-Radikalfänger
– Lichtschutzmittel wie zum Beispiel UV-Absorber oder sterisch gehinderte Amine
– Verarbeitungshilfsmittel
– Füllstoffe wie zum Beispiel Siliziumdioxid, Glas (gemahlen oder in Form von Kugeln), Aluminiumoxide, Zinkoxide, Calciumcarbonate, Titandioxide, Ruße, Metallpulver, etc.
– Farbpigmente und Farbstoffe sowie optische Aufheller

Durch den Einsatz von Weichmachern kann die Elastizität der vernetzten Klebmasse erhöht werden. Als Weichmacher können dabei zum Beispiel niedermolekulare Polyisoprene, Polybutadiene, Polyisobutylene oder Polyethylenglykole und Polypropylenglykole eingesetzt werden oder Weichmacher auf Basis Polyethylenoxiden, Phosphatestern, aliphatischen Carbonsäureestern und Benzoesäureestern. Weiterhin lassen sich auch aromatische Carbonsäureester, höhermolekulare Diole, Sulfonamide und Adipinsäureester einsetzen.
Da die eingesetzten Nitrilkautschuke auch bei hohen Temperaturen keine zu niedrige Viskosität besitzen, kommt es während des Verklebens und Heißpressens nicht zum Austritt der Klebmasse aus der Klebfuge. Während dieses Vorgangs vernetzen die Epoxidharze mit den Elastomeren, es ergibt sich ein dreidimensionales Netzwerk.
Durch die Zugabe von so genannten Beschleunigern kann die Reaktionsgeschwindigkeit weiter erhöht werden.
Beschleuniger können zum Beispiel sein:

– tertiäre Amine wie Benzyldimethylamin, Dimethylaminomethylphenol, Tris(dimethylaminomethyl)phenol
– Bortrihalogenid-Amin-Komplexe
– substituierte Imidazole
– Triphenylphosphin

Als Beschleuniger eignen sich zum Beispiel Imidazole, kommerziell erhältlich unter 2M7, 2E4MN, 2PZ-CN, 2PZ-CNS, P0505, L07N von Shikoku Chem. Corp. oder Curezol 2MZ von Air Products. Weiterhin eignen sich als Vernetzer HMTA (Hexamethylentetramin) Zusätze.
Weiterhin können optional Füllstoffe (zum Beispiel Fasern, Ruß, Zinkoxid, Titandioxid, Kreide, Voll- oder Hohlglaskugeln, Mikrokugeln aus anderen Materialien, Kieselsäure, Silikate), Keimbildner, Blähmittel, klebverstärkende Additive und Thermoplaste, Compoundierungsmittel und/oder Alterungsschutzmittel, zum Beispiel in Form von primären und sekundären Antioxidantien oder in Form von Lichtschutzmitteln zugesetzt sein.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden der Klebemasse weitere Additive hinzugesetzt, wie zum Beispiel Polyvinylformal, Polyacrylat-Kautschuke, Chloropren-Kautschuke, Ethylen-Propylen-Dien Kautschuke, Methyl-Vinyl-Silikon Kautschuke, Fluorsilikon Kautschuke, Tetrafluorethylen-Propylen-Copolymer Kautschuke, Butylkautschuke, Styrol-Butadien Kautschuke.
Polyvinylbutyrale sind unter Butvar^TM von Solucia, unter Pioloform^TM von Wacker und unter Mowital^TM von Kuraray erhältlich. Polyacrylat-Kautschuke sind unter Nipol AR^TM von Zeon erhältlich. Chloropren-Kautschuke sind unter Baypren^TM von Bayer erhältlich. Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuke sind unter Keltan^TM von DSM, unter Vistalon^TM von Exxon Mobile und unter Buna EP^TM von Bayer erhältlich. Methyl-Vinyl-Silikon-Kautschuke sind unter Silastic^TM von Dow Corning und unter Silopren^TM von GE Silicones erhältlich. Fluorsilikon-Kautschuke sind unter Silastic^TM von GE Silicones erhältlich. Butyl-Kautschuke sind unter Esso Butyl^TM von Exxon Mobile erhältlich. Styrol-Butadien-Kautschuke sind unter Buna S^TM von Bayer, und Europrene^TM von Eni Chem und unter Polysar S^TM von Bayer erhältlich.
Polyvinylformale sind unter Formvar^TM von Ladd Research erhältlich.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden der Klebemasse weitere Additive hinzugesetzt, wie zum Beispiel thermoplastische Materialien aus der Gruppe der folgenden Polymere: Polyurethane, Polystyrol, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Terpolymere, Polyester, Hart-Polyvinylchloride, Weich-Polyvinylchloride, Polyoxymethylene, Polybutylenterephthalate, Polycarbonate, fluorierte Polymere, wie zum Beispiel Polytetrafluorethylen, Polyamide, Ethylenvinylacetate, Polyvinylacetate, Polyimide, Polyether, Copolyamide, Copolyester, Polyolefine wie zum Beispiel Polyethylen, Polypropylen, Polybuten, Polyisobuten und Poly(metha)crylate.
Die Klebkraft der hitzeaktivierbaren Klebemasse kann durch weitere gezielte Additivierung gesteigert werden. So lassen sich zum Beispiel Polyimin- oder Polyvinylacetat-Copolymere auch als klebkraftfördernde Zusätze verwenden.
In einer weiteren bevorzugten Variante ist die auf dem Trägere aufgebrachte Klebemasse eine Haftklebemasse, also eine Klebemasse, die bereits unter relativ schwachem Andruck eine dauerhafte Verbindung mit fast allen Haftgründen erlaubt und nach Gebrauch im Wesentlichen rückstandsfrei vom Haftgrund wieder abgelöst werden kann. Eine Haftklebemasse wirkt bei Raumtemperatur permanent haftklebrig, weist also eine hinreichend geringe Viskosität und eine hohe Anfassklebrigkeit auf, so dass sie die Oberfläche des jeweiligen Klebegrunds bereits bei geringem Andruck benetzt. Die Verklebbarkeit der Klebemasse beruht auf ihren adhäsiven Eigenschaften und die Wiederablösbarkeit auf ihren kohäsiven Eigenschaften.
Dabei kann auf alle bekannten Klebemassensysteme zurückgegriffen werden. Neben Natur- oder Synthesekautschuk basierten Klebemassen sind insbesondere Silikonklebemassen sowie Polyacrylatklebemassen, vorzugsweise eine niedermolekulare Acrylatschmelzhaftklebemasse, verwendbar.
Bevorzugt werden Klebemassen, die auf Acrylat oder Silikon basieren.
Die Klebemasse kann aus der Gruppe der Naturkautschuke oder der Synthesekautschuke oder aus einem beliebigen Blend aus Naturkautschuken und/oder Synthesekautschuken gewählt werden, wobei der Naturkautschuk oder die Naturkautschuke grundsätzlich aus allen erhältlichen Qualitäten wie zum Beispiel Crepe-, RSS-, ADS-, TSR- oder CV-Typen, je nach benötigtem Reinheits- und Viskositätsniveau, und der Synthesekautschuk oder die Synthesekautschuke aus der Gruppe der statistisch copolymerisierten Styrol-Butadien-Kautschuke (SBR), der Butadien-Kautschuke (BR), der synthetischen Polyisoprene (IR), der Butyl-Kautschuke (IIR), der halogenierten Butyl-Kautschuke (XIIR), der Acrylatkautschuke (ACM), der Etylen-Vinylacetat-Copolymeren (EVA) und der Polyurethane und/oder deren Blends gewählt werden können.
Weiterhin vorzugsweise können den Kautschuken zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit thermoplastische Elastomere mit einem Gewichtsanteil von 10 bis 50 Gew.-% zugesetzt werden, und zwar bezogen auf den Gesamtelastomeranteil.
Stellvertretend genannt seien an dieser Stelle vor allem die besonders verträglichen Styrol-Isopren-Styrol (SIS)- und Styrol-Butadien-Styrol (SBS)-Typen. Geeignete Elastomere zum Abmischen sind auch zum Beispiel EPDM- oder EPM-Kautschuk, Polyisobutylen, Butylkautschuk, Ethylen-Vinylacetat, hydrierte Blockcopolymere aus Dienen (zum Beispiel durch Hydrierung von SBR, cSBR, BAN, NBR, SBS, SIS oder IR, solche Polymere sind zum Beispiel als SEPS und SEBS bekannt) oder Acrylatcopolymere wie ACM.
Daneben hat sich ein 100%-System auf Styrol-Isopren-Styrol (SIS) als geeignet erwiesen.
Eine Vernetzung ist vorteilhaft für die Verbesserung der Wiederabziehbarkeit des Klebebandes nach der Anwendung und kann thermisch oder durch Bestrahlung mit UV-Licht oder Elektronenstrahlen erfolgen.
Zum Zwecke der thermisch induzierten chemischen Vernetzung sind alle vorbekannten thermisch aktivierbaren chemischen Vernetzer wie beschleunigte Schwefel- oder Schwefelspendersysteme, Isocyanatsysteme, reaktive Melamin-, Formaldehyd- und (optional halogenierter) Phenol-Formaldehydharze beziehungsweise reaktive Phenolharz- oder Diisocyanatvernetzungssysteme mit den entsprechenden Aktivatoren, epoxidierte Polyester- und Acrylat-Harze sowie deren Kombinationen einsetzbar.
Die Vernetzer werden vorzugsweise aktiviert bei Temperaturen über 50 °C, insbesondere bei Temperaturen von 100 °C bis 160 °C, ganz besonders bevorzugt bei Temperaturen von 110 °C bis 140 °C.
Die thermische Anregung der Vernetzer kann auch durch IR-Strahlen oder hochenergetische Wechselfelder erfolgen.
Verwendbar sind Klebemassen auf Lösemittelbasis, auf wässriger Basis oder auch als Hotmeltsystem. Auch eine Masse auf Acrylathotmelt-Basis ist geeignet, wobei diese einen K-Wert von mindestens 20 aufweisen kann, insbesondere größer 30, erhältlich durch Aufkonzentrieren einer Lösung einer solchen Masse zu einem als Hotmelt verarbeitbaren System
Das Aufkonzentrieren kann in entsprechend ausgerüsteten Kesseln oder Extrudern stattfinden, insbesondere beim damit einhergehenden Entgasen ist ein Entgasungsextruder bevorzugt.
Eine derartige Klebemasse ist in der DE 43 13 008 A1 dargelegt, auf deren Inhalt hiermit Bezug genommen wird und deren Inhalt Teil dieser Offenbarung und Erfindung wird. Die Klebemasse auf Acrylathotmelt-Basis kann aber auch chemisch vernetzt sein.
In einer weiteren Ausführungsform werden als Selbstklebemassen Copolymerisate aus (Meth)acrylsäure und deren Estern mit 1 bis 25 C-Atomen, Malein-, Fumar- und/oder Itaconsäure und/oder deren Estern, substituierten (Meth)acrylamiden, Maleinsäureanhydrid und anderen Vinylverbindungen, wie Vinylestern, insbesondere Vinylacetat, Vinylalkoholen und/oder Vinylethern eingesetzt. Der Restlösungsmittel-Gehalt sollte unter 1 Gew.-% betragen.
Eine Klebemasse, die sich ebenfalls als geeignet zeigt, ist eine niedermolekulare Acrylatschmelzhaftklebemasse, wie sie unter der Bezeichnung acResin UV oder Acronal^®, insbesondere Acronal^® DS 3458 oder AC Resin A 260UV, von der BASF geführt wird. Diese Klebemasse mit niedrigem K-Wert erhält ihre anwendungsgerechten Eigenschaften durch eine abschließende strahlenchemisch ausgelöste Vernetzung.
Abschließend sei erwähnt, dass auch auf Polyurethan basierende Kleber geeignet sind. Zur Optimierung der Eigenschaften kann die zum Einsatz kommende Selbstklebemasse mit einem oder mehreren Additiven wie Klebrigmachern (Harzen), Weichmachern, Füllstoffen, Pigmenten, UV-Absorbern, Lichtschutz-, Alterungsschutz-, Vernetzungsmitteln, Vernetzungspromotoren oder Elastomeren abgemischt sein.
Als Klebrigmacher finden die bereits ausführlich beschriebenen Harze Verwendung.
Geeignete Füllstoffe und Pigmente sind beispielsweise Ruß, Titandioxid, Calciumcarbonat, Zinkcarbonat, Zinkoxid, Silicate oder Kieselsäure.
Geeignete Weichmacher sind beispielsweise aliphatische, cycloaliphatische und aromatische Mineralöle, Di- oder Poly-Ester der Phthalsäure, Trimellitsäure oder Adipinsäure, flüssige Kautschuke (zum Beispiel Nitril- oder Polyisoprenkautschuke), flüssige Polymerisate aus Buten und/oder Isobuten, Acrylsäureester, Polyvinylether, Flüssig- und Weichharze auf Basis der Rohstoffe zu Klebharze, Wollwachs und andere Wachse oder flüssige Silikone.
Vernetzungsmittel sind beispielsweise Phenolharze oder halogenierte Phenolharze, Melamin- und Formaldehydharze. Geeignete Vernetzungspromotoren sind zum Beispiel Maleinimide, Allylester wie Triallylcyanurat, mehrfunktionelle Ester der Acryl- und Methacrylsäure.
Unter einem „Poly(meth)acrylat“ wird ein Polymer verstanden, dessen Monomerbasis zu mindestens 60 Gew.-% aus Acrylsäure, Methacrylsäure, Acrylsäureestern und/oder Methacrylsäureestern besteht, wobei Acrylsäureester und/oder Methacrylsäureester zumindest anteilig, bevorzugt zu mindestens 50 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Monomerbasis des betreffenden Polymers, enthalten sind. Insbesondere wird unter einem „Poly(meth)acrylat“ ein Polymerisat verstanden, welches durch radikalische Polymerisation von Acryl- und/oder Methacrylmonomeren sowie gegebenenfalls weiteren, copolymerisierbaren Monomeren erhältlich ist.
Erfindungsgemäß ist das Poly(meth)acrylat beziehungsweise sind Poly(meth)acrylate zu 30 bis 65 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Haftklebemasse, enthalten. Bevorzugt enthält die erfindungsgemäße Haftklebemasse 35 bis 55 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Haftklebemasse, mindestens eines Poly(meth)acrylats.
Die Glasübergangstemperatur der erfindungsgemäß einsetzbaren Poly(meth)acrylate beträgt bevorzugt < 0 °C, stärker bevorzugt zwischen –20 und –50 °C. Die Glasübergangstemperatur von Polymeren oder Polymerblöcken in Blockcopolymeren wird im Rahmen dieser Erfindung mittels dynamischer Scanning Kalorimetrie (DSC) bestimmt.
Vorzugsweise sind die Poly(meth)acrylate der erfindungsgemäßen Haftklebemasse erhältlich durch zumindest anteiliges Einpolymerisieren von funktionellen, bevorzugt mit Epoxidgruppen vernetzungsfähigen Monomeren. Besonders bevorzugt handelt es sich dabei um Monomere mit Säuregruppen (besonders Carbonsäure-, Sulfonsäure oder Phosphonsäuregruppen) und/oder Hydroxygruppen und/oder Säureanhydridgruppen und/oder Epoxidgruppen und/oder Amingruppen; insbesondere bevorzugt sind carbonsäuregruppenhaltige Monomere. Es ist ganz besonders vorteilhaft, wenn das Polyacrylat einpolymerisierte Acrylsäure und/oder Methacrylsäure aufweist. All diese Gruppen weisen eine Vernetzungsfähigkeit mit Epoxidgruppen auf, wodurch das Polyacrylat vorteilhaft einer thermischen Vernetzung mit eingebrachten Epoxiden zugänglich wird.
Weitere Monomere, die als Comonomere für die Poly(meth)acrylate verwendet werden können, sind neben Acrylsäure- und/oder Methacrylsäureestern mit bis zu 30 C-Atomen pro Molekül beispielsweise Vinylester von bis zu 20 C-Atome enthaltenden Carbonsäuren, Vinylaromaten mit bis zu 20 C-Atomen, ethylenisch ungesättigte Nitrile, Vinylhalogenide, Vinylether von 1 bis 10 C-Atome enthaltenden Alkoholen, aliphatische Kohlenwasserstoffe mit 2 bis 8 C-Atomen und einer oder zwei Doppelbindungen oder Mischungen dieser Monomere.
Die Eigenschaften des betreffenden Poly(meth)acrylats lassen sich insbesondere über eine Variation der Glasübergangstemperatur des Polymers durch unterschiedliche Gewichtsanteile der einzelnen Monomere beeinflussen. Das beziehungsweise die Poly(meth)acrylat(e) der Erfindung können vorzugsweise auf die folgende Monomerzusammensetzung zurückgeführt werden:

a) Acrylsäureester und/oder Methacrylsäureester der folgenden Formel CH₂ = C(R^I)(COOR^II) wobei R^I = H oder CH₃ und R^II ein Alkylrest mit 4 bis 14 C-Atomen ist,
b) olefinisch ungesättigte Monomere mit funktionellen Gruppen der für eine Reaktivität mit Epoxidgruppen bereits definierten Art,
c) optional weitere Acrylate und/oder Methacrylate und/oder olefinisch ungesättigte Monomere, die mit der Komponente (a) copolymerisierbar sind.

Die Anteile der entsprechenden Komponenten (a), (b), und (c) werden bevorzugt derart gewählt, dass das Polymerisationsprodukt eine Glasübergangstemperatur von < 0 °C, stärker bevorzugt zwischen –20 und –50 °C (DSC) aufweist. Es ist besonders vorteilhaft, die Monomere der Komponente (a) mit einem Anteil von 45 bis 99 Gew.-%, die Monomere der Komponente (b) mit einem Anteil von 1 bis 15 Gew.-% und die Monomere der Komponente (c) mit einem Anteil von 0 bis 40 Gew.-% zu wählen (die Angaben sind bezogen auf die Monomermischung für das „Basispolymer“, also ohne Zusätze eventueller Additive zu dem fertigen Polymer, wie Harze etc.).
Die Monomere der Komponente (a) sind insbesondere weichmachende und/oder unpolare Monomere. Vorzugsweise werden als Monomere (a) Acryl- und Methacrylsäureester mit Alkylgruppen bestehend aus 4 bis 14 C-Atomen, besonders bevorzugt 4 bis 9 C-Atomen, eingesetzt. Beispiele für derartige Monomere sind n-Butylacrylat, n-Butylmethacrylat, n-Pentylacrylat, n-Pentylmethacrylat, n-Amylacrylat, n-Hexylacrylat, n-Hexylmethacrylat, n-Heptylacrylat, n-Octylacrylat, n-Octylmethacrylat, n-Nonylacrylat und deren verzweigte Isomere, wie zum Beispiel Isobutylacrylat, Isooctylacrylat, Isooctylmethacrylat, 2-Ethylhexylacrylat oder 2-Ethylhexylmethacrylat.
Die Monomere der Komponente (b) sind insbesondere olefinisch ungesättigte Monomere mit funktionellen Gruppen, insbesondere mit funktionellen Gruppen, die eine Reaktion mit Epoxidgruppen eingehen können.
Bevorzugt werden für die Komponente (b) Monomere mit funktionellen Gruppen eingesetzt, die ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend: Hydroxy-, Carboxy-, Sulfonsäure- oder Phosphonsäuregruppen, Säureanhydride, Epoxide, Amine. Besonders bevorzugte Beispiele für Monomere der Komponente (b) sind Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Crotonsäure, Aconitsäure, Dimethylacrylsäure, β-Acryloyloxypropionsäure, Trichloracrylsäure, Vinylessigsäure, Vinylphosphonsäure, Maleinsäureanhydrid, Hydroxyethylacrylat, insbesondere 2-Hydroxyethylacrylat, Hydroxypropylacrylat, insbesondere 3-Hydroxypropylacrylat, Hydroxybutylacrylat, insbesondere 4-Hydroxybutylacrylat, Hydroxyhexylacrylat, insbesondere 6-Hydroxyhexylacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, insbesondere 2-Hydroxyethylmethacrylat, Hydroxypropylmethacrylat, insbesondere 3-Hydroxypropylmethacrylat, Hydroxybutylmethacrylat, insbesondere 4-Hydroxybutylmethacrylat, Hydroxyhexylmethacrylat, insbesondere 6-Hydroxyhexylmethacrylat, Allylalkohol, Glycidylacrylat, Glycidylmethacrylat.
Prinzipiell können als Komponente (c) alle vinylisch funktionalisierten Verbindungen eingesetzt werden, die mit der Komponente (a) und/oder der Komponente (b) copolymerisierbar sind. Die Monomere der Komponente (c) können zur Einstellung der Eigenschaften der resultierenden Haftklebemasse dienen.
Beispielhafte Monomere der Komponente (c) sind:
Methylacrylat, Ethylacrylat, Propylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Benzylacrylat, Benzylmethacrylat, sec-Butylacrylat, tert-Butylacrylat, Phenylacrylat, Phenylmethacrylat, Isobornylacrylat, Isobornylmethacrylat, tert-Butylphenylacrylat, tert-Butylaphenylmethacrylat, Dodecylmethacrylat, Isodecylacrylat, Laurylacrylat, n-Undecylacrylat, Stearylacrylat, Tridecylacrylat, Behenylacrylat, Cyclohexylmethacrylat, Cyclopentylmethacrylat, Phenoxyethylacrlylat, Phenoxyethylmethacrylat, 2-Butoxyethylmethacrylat, 2-Butoxyethylacrylat, 3,3,5-Trimethylcyclohexylacrylat, 3,5-Dimethyladamantylacrylat, 4-Cumylphenylmethacrylat, Cyanoethylacrylat, Cyanoethylmethacrylat, 4-Biphenylacrylat, 4-Biphenylmethacrylat, 2-Naphthylacrylat, 2-Naphthylmethacrylat, Tetrahydrofufurylacrylat, Diethylaminoethylacrylat, Diethylaminoethylmethacrylat, Dimethylaminoethyl-acrylat, Dimethylaminoethylmethacrylat, 2-Butoxyethylacrylat, 2-Butoxyethylmethacrylat, 3-Methoxyacrylsäuremethylester, 3-Methoxybutylacrylat, Phenoxyethylacrlylat, Phenoxyethylmethacrylat, 2-Phenoxyethylmethacrylat, Butyldiglykolmethacrylat, Ethylenglycolacrylat, Ethylenglycolmonomethylacrylat, Methoxy Polyethylenglykolmethacrylat 350, Methoxy Polyethylenglykolmethacrylat 500, Propylenglycolmonomethacrylat, Butoxydiethylenglykolmethacrylat, Ethoxytriethylenglykolmethacrylat, Octafluoropentylacrylat, Octafluoropentylmethacrylat, 2,2,2-Trifluoroethylmethacrylat, 1,1,1,3,3,3-Hexafluoroisopropylacrylat, 1,1,1,3,3,3-Hexafluoroisopropylmethacrylat, 2,2,3,3,3-Pentafluoropropylmethacrylat, 2,2,3,4,4,4-Hexafluorobutylmethacrylat, 2,2,3,3,4,4,4-Heptafluorobutylacrylat, 2,2,3,3,4,4,4-Heptafluorobutylmethacrylat, 2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-Pentadecafluorooctylmethacrylat, Dimethylaminopropylacrylamid, Dimethylaminopropylmethacrylamid, N-(1-Methyl-undecyl)acrylamid, N-(n-Butoxymethyl)acrylamid, N-(Butoxymethyl)methacrylamid, N-(Ethoxymethyl)acrylamid, N-(n-Octadecyl)acrylamid, weiterhin N,N-Dialkyl-substituierte Amide, wie beispielsweise N,N-Dimethylacrylamid, N,N-Dimethylmethacrylamid, N-Benzylacrylamide, N-Isopropylacrylamid, N-tert-Butylacrylamid, N-tert-Octylacrylamid, N-Methylolacrylamid, N-Methylolmethacrylamid, Acrylnitril, Methacrylnitril, Vinylether, wie Vinylmethylether, Ethylvinylether, Vinylisobutylether, Vinylester, wie Vinylacetat, Vinylchlorid, Vinylhalogenide, Vinylidenchlorid, Vinylidenhalogenide, Vinylpyridin, 4-Vinylpyridin, N-Vinylphthalimid, N-Vinyllactam, N-Vinylpyrrolidon, Styrol, α- und p-Methylstyrol, α-Butylstyrol, 4-n-Butylstyrol, 4-n-Decylstyrol, 3,4-Dimethoxystyrol, Makromonomere wie 2-Polystyrolethylmethacrylat (gewichtsmittleres Molekulargewicht Mw, bestimmt mittels GPC, von 4000 bis 13000 g/mol), Poly(methylmethacrylat)ethylmethacrylat (Mw von 2000 bis 8000 g/mol).
Monomere der Komponente (c) können vorteilhaft auch derart gewählt werden, dass sie funktionelle Gruppen enthalten, die eine nachfolgende strahlenchemische Vernetzung (beispielsweise durch Elektronenstrahlen, UV) unterstützen. Geeignete copolymerisierbare Photoinitiatoren sind zum Beispiel Benzoinacrylat und acrylatfunktionalisierte Benzophenonderivate. Monomere, die eine Vernetzung durch Elektronenbestrahlung unterstützen, sind zum Beispiel Tetrahydrofurfurylacrylat, N-tert-Butylacrylamid und Allylacrylat.
Die Herstellung der Polyacrylate („Polyacrylate“ wird im Rahmen der Erfindung als synonym mit „Poly(meth)acrylate“ verstanden) kann nach dem Fachmann geläufigen Verfahren geschehen, insbesondere vorteilhaft durch konventionelle radikalische Polymerisationen oder kontrollierte radikalische Polymerisationen. Die Polyacrylate können durch Copolymerisation der monomeren Komponenten unter Verwendung der üblichen Polymerisationsinitiatoren sowie gegebenenfalls von Reglern hergestellt werden, wobei bei den üblichen Temperaturen in Substanz, in Emulsion, zum Beispiel in Wasser oder flüssigen Kohlenwasserstoffen, oder in Lösung polymerisiert wird.
Vorzugsweise werden die Polyacrylate durch Polymerisation der Monomere in Lösungsmitteln, insbesondere in Lösungsmitteln mit einem Siedebereich von 50 bis 150 °C, bevorzugt von 60 bis 120 °C unter Verwendung der üblichen Mengen an Polymerisationsinitiatoren, die im allgemeinen bei 0,01 bis 5, insbesondere bei 0,1 bis 2 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomeren, liegen, hergestellt.
Prinzipiell eignen sich alle dem Fachmann geläufigen, üblichen Initiatoren. Beispiele für Radikalquellen sind Peroxide, Hydroperoxide und Azoverbindungen, zum Beispiel Dibenzoylperoxid, Cumolhydroperoxid, Cyclohexanonperoxid, Di-t-butylperoxid, Cyclohexylsulfonylacetylperoxid, Diisopropylpercarbonat, t-Butylperoktoat, Benzpinacol. In einer sehr bevorzugten Vorgehensweise wird als radikalischer Initiator 2,2'-Azobis(2-methylbutyronitril) (Vazo^® 67^TM der Firma DuPont) oder 2,2’-Azobis(2-methylpropionitril) (2,2’-Azobisisobutyronitril; AIBN; Vazo^® 64^TM der Firma DuPont) verwendet.
Als Lösungsmittel für die Herstellung der Poly(meth)acrylate kommen Alkohole wie Methanol, Ethanol, n- und iso-Propanol, n- und iso-Butanol, vorzugsweise Isopropanol und/oder Isobutanol, sowie Kohlenwasserstoffe wie Toluol und insbesondere Benzine eines Siedebereichs von 60 bis 120 °C in Frage. Ferner können Ketone wie vorzugsweise Aceton, Methylethylketon, Methylisobutylketon und Ester wie Essigsäureethylester sowie Gemische von Lösungsmitteln der genannten Art eingesetzt werden, wobei Gemische, die Isopropanol, insbesondere in Mengen von 2 bis 15 Gew.-%, bevorzugt 3 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das eingesetzte Lösungsmittelgemisch, enthalten, vorgezogen werden.
Bevorzugt erfolgt nach der Herstellung (Polymerisation) der Polyacrylate eine Aufkonzentration, und die weitere Verarbeitung der Polyacrylate erfolgt im Wesentlichen lösemittelfrei. Die Aufkonzentration des Polymerisats kann in Abwesenheit von Vernetzer- und Beschleunigersubstanzen geschehen. Es ist aber auch möglich, eine dieser Verbindungsklassen dem Polymerisat bereits vor der Aufkonzentration zuzusetzen, so dass die Aufkonzentration dann in Gegenwart dieser Substanz(en) erfolgt.
Die gewichtsmittleren Molekulargewichte M_W der Polyacrylate liegen bevorzugt in einem Bereich von 20.000 bis 2.000.000 g/mol; sehr bevorzugt in einem Bereich von 100.000 bis 1.500.000 g/mol, äußerst bevorzugt in einem Bereich von 150.000 bis 1.000.000 g/mol. Die Angaben des mittleren Molekulargewichtes M_W und der Polydispersität PD in dieser Schrift beziehen sich auf die Bestimmung per Gelpermeationschromatographie. Dazu kann es vorteilhaft sein, die Polymerisation in Gegenwart geeigneter Polymerisationsregler wie Thiole, Halogenverbindungen und/oder Alkohole durchzuführen, um das gewünschte mittlere Molekulargewicht einzustellen.
Die Polyacrylate haben vorzugsweise einen K-Wert von 30 bis 90, besonders bevorzugt von 40 bis 70, gemessen in Toluol (1 %ige Lösung, 21 °C). Der K-Wert nach Fikentscher ist ein Maß für das Molekulargewicht und die Viskosität des Polymerisats.
Erfindungsgemäß besonders geeignet sind Polyacrylate, die eine enge Molekulargewichtsverteilung (Polydispersität PD < 4) haben. Diese Massen haben trotz eines relativ niedrigen Molekulargewichts nach dem Vernetzen eine besonders gute Scherfestigkeit. Zudem ermöglicht die niedrigere Polydispersität eine leichtere Verarbeitung aus der Schmelze, da die Fließviskosität gegenüber einem breiter verteilten Polyacrylat bei weitgehend gleichen Anwendungseigenschaften geringer ist. Eng verteilte Poly(meth)acrylate können vorteilhaft durch anionische Polymerisation oder durch kontrollierte radikalische Polymerisationsmethoden hergestellt werden, wobei letzteres besonders gut geeignet ist. Auch über N-Oxyle lassen sich entsprechende Polyacrylate herstellen. Ferner lässt sich in vorteilhafter Weise die Atom Transfer Radical Polymerization (ATRP) zur Synthese eng verteilter Polyacrylate einsetzen, wobei als Initiator bevorzugt monofunktionelle oder difunktionelle sekundäre oder tertiäre Halogenide und zur Abstraktion des(r) Halogenids(e) Cu-, Ni-, Fe-, Pd-, Pt-, Ru-, Os-, Rh-, Co-, Ir-, Ag- oder Au-Komplexe eingesetzt werden.
Die Monomere zur Herstellung der Poly(meth)acrylate enthalten bevorzugt anteilig funktionelle Gruppen, die geeignet sind, mit Epoxidgruppen Verknüpfungsreaktionen einzugehen. Dies ermöglicht vorteilhaft eine thermische Vernetzung der Polyacrylate durch Reaktion mit Epoxiden. Unter Verknüpfungsreaktionen werden insbesondere Additions- und Substitutionsreaktionen verstanden. Bevorzugt kommt es also zu einer Verknüpfung der die funktionellen Gruppen tragenden Bausteine mit Epoxidgruppen tragenden Bausteinen, insbesondere im Sinne einer Vernetzung der die funktionellen Gruppen tragenden Polymerbausteine über Epoxidgruppen tragende Vernetzermoleküle als Verknüpfungsbrücken. Bei den epoxidgruppenhaltigen Substanzen handelt es sich bevorzugt um multifunktionelle Epoxide, also solche mit mindestens zwei Epoxidgruppen; entsprechend kommt es bevorzugt insgesamt zu einer mittelbaren Verknüpfung der die funktionellen Gruppen tragenden Bausteine.
Die Poly(meth)acrylate der erfindungsgemäßen Haftklebemasse sind bevorzugt durch Verknüpfungsreaktionen – insbesondere im Sinne von Additions- oder Substitutionsreaktionen – von in ihnen enthaltenen funktionellen Gruppen mit thermischen Vernetzern vernetzt. Es können alle thermischen Vernetzer verwendet werden, die sowohl eine ausreichend lange Verarbeitungszeit gewährleisten, sodass es nicht zu einer Vergelung während des Verarbeitungsprozesses, insbesondere des Extrusionsprozesses, kommt, als auch zu einer schnellen Nachvernetzung des Polymers auf den gewünschten Vernetzungsgrad bei niedrigeren Temperaturen als der Verarbeitungstemperatur, insbesondere bei Raumtemperatur, führen. Möglich ist beispielsweise eine Kombination aus Carboxyl-, Amin- und/oder Hydroxygruppen enthaltenden Polymeren und Isocyanten, insbesondere aliphatischen oder mit Aminen deaktivierten trimerisierten Isocyanaten, als Vernetzer.
Geeignete Isocyanate sind insbesondere trimerisierte Derivate von MDI [4,4-Methylen-di(phenylisocyanat)], HDI [Hexamethylendiisocyanat, 1,6-Hexylendiisocyanat] und/oder IPDI [Isophorondiisocyanat, 5-Isocyanato-1-isocyanatomethyl-1,3,3-trimethylcyclohexan], beispielsweise die Typen Desmodur^® N3600 und XP2410 (jeweils BAYER AG: Aliphatische Polyisocyanate, niedrigviskose HDI-Trimerisate). Ebenfalls geeignet ist die oberflächendeaktivierte Dispersion von mikronisiertem trimerisiertem IPDI BUEJ 339^®, jetzt HF9^® (BAYER AG).
Grundsätzlich zur Vernetzung geeignet sind aber auch andere Isocyanate wie Desmodur VL 50 (Polyisocyanate am MDI-Basis, Bayer AG), Basonat F200WD (aliphatisches Polyisocyanat, BASF AG), Basonat HW100 (wasseremulgierbares polyfunktionelles Isocyanat auf HDI-Basis, BASF AG), Basonat HA 300 (allophanatmodifiziertes Polyisocyanat auf Isocyanurat. HDI-Basis, BASF) oder Bayhydur VPLS2150/1 (hydrophil modifiziertes IPDI, Bayer AG).
Bevorzugt werden thermische Vernetzer zu 0,1 bis 5 Gew.-%, insbesondere zu 0,2 bis 1 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge des zu vernetzenden Polymers, eingesetzt.
Bevorzugt sind die Poly(meth)acrylate der erfindungsgemäßen Haftklebemasse mittels Epoxid(en) bzw. mittels einer oder mehrerer epoxidgruppenhaltigen Substanz(en) vernetzt. Bei den epoxidgruppenhaltigen Substanzen handelt es sich insbesondere um multifunktionelle Epoxide, also solche mit zumindest zwei Epoxidgruppen; entsprechend kommt es insgesamt zu einer mittelbaren Verknüpfung der die funktionellen Gruppen tragenden Bausteine der Poly(meth)acrylate. Die epoxidgruppenhaltigen Substanzen können sowohl aromatische als auch aliphatische Verbindungen sein.
Hervorragend geeignete multifunktionelle Epoxide sind Oligomere des Epichlorhydrins, Epoxyether mehrwertiger Alkohole (insbesondere Ethylen-, Propylen-, und Butylenglycole, Polyglycole, Thiodiglycole, Glycerin, Pentaerythrit, Sorbit, Polyvinylalkohol, Polyallylalkohol und ähnliche), Epoxyether mehrwertiger Phenole [insbesondere Resorcin, Hydrochinon, Bis-(4-hydroxyphenyl)-methan, Bis-(4-hydroxy-3-methylphenyl)-methan, Bis-(4-hydroxy-3,5-dibromphenyl)-methan, Bis-(4-hydroxy-3,5-difluorphenyl)-methan, 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)ethan, 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)propan, 2,2-Bis-(4-hydroxy-3-methylphenyl)-propan, 2,2-Bis-(4-hydroxy-3-chlorphenyl)-propan, 2,2-Bis-(4-hydroxy-3,5-dichlorphenyl)-propan, 2,2-Bis-(4-hydroxy-3,5-dichlorphenyl)-propan, Bis-(4-hydroxyphenyl)-phenylmethan, Bis-(4-hydroxyphenyl)-phenylmethan, Bis-(4-hydroxyphenyl)diphenylmethan, Bis (4-hydroxyphenyl)-4'-methylphenylmethan, 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-2,2,2-trichlorethan, Bis-(4-hydroxyphenyl)-(4-chlorphenyl)-methan, 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-cyclohexan, Bis-(4-hydroxyphenyl)-cyclohexylmethan, 4,4'-Dihydroxydiphenyl, 2,2'-Dihydroxydiphenyl, 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon] sowie deren Hydroxyethylether, Phenol-Formaldehyd-Kondensationsprodukte, wie Phenolalkohole, Phenolaldehydharze und ähnliche, S- und N-haltige Epoxide (zum Beispiel N,N-Diglycidylanillin, N,N'-Dimethyldiglycidyl-4,4-Diaminodiphenylmethan) sowie Epoxide, welche nach üblichen Verfahren aus mehrfach ungesättigten Carbonsäuren oder einfach ungesättigten Carbonsäureresten ungesättigter Alkohole hergestellt worden sind, Glycidylester, Polyglycidylester, die durch Polymerisation oder Mischpolymerisation von Glycidylestern ungesättigter Säuren gewonnen werden können oder aus anderen sauren Verbindungen (Cyanursäure, Diglycidylsulfid, cyclischem Trimethylentrisulfon bzw. deren Derivaten und anderen) erhältlich sind.
Sehr geeignete Ether sind beispielsweise 1,4-Butandioldiglycidether, Polyglycerol-3-glycidether, Cyclohexandimethanoldiglycidether, Glycerintriglycidether, Neopentylglykoldiglycidether, Pentaerythrittetraglycidether, 1,6-Hexandioldiglycidether), Polypropylenglykoldiglycidether, Trimethylolpropantriglycidether, Pentaerythrittetraglycidether, Bisphenol-A-diglycidether und Bisphenol-F-diglycidether.
Besonders bevorzugt für die Poly(meth)acrylate als zu vernetzende Polymere ist die Verwendung eines beispielsweise in der EP 1 978 069 A1 beschriebenen Vernetzer-Beschleuniger-Systems („Vernetzungssystem“), um eine bessere Kontrolle sowohl über die Verarbeitungszeit, Vernetzungskinetik sowie den Vernetzungsgrad zu erhalten. Das Vernetzer-Beschleuniger-System umfasst zumindest eine epoxidgruppenhaltige Substanz als Vernetzer und zumindest eine bei einer Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur des zu vernetzenden Polymers für Vernetzungsreaktionen mittels epoxidgruppenhaltigen Verbindungen beschleunigend wirkende Substanz als Beschleuniger.
Als Beschleuniger werden erfindungsgemäß besonders bevorzugt Amine (formell als Substitutionsprodukte des Ammoniaks aufzufassen; in den folgenden Formeln sind diese Substituenten durch "R" dargestellt und umfassen insbesondere Alkyl- und/oder Arylreste und/oder andere organische Reste) eingesetzt, insbesondere bevorzugt solche Amine, die mit den Bausteinen der zu vernetzenden Polymere keine oder nur geringfügige Reaktionen eingehen.
Prinzipiell können als Beschleuniger sowohl primäre (NRH₂), sekundäre (NR₂H) als auch tertiäre Amine (NR₃) gewählt werden, selbstverständlich auch solche, die mehrere primäre und/oder sekundäre und/oder tertiäre Amingruppen aufweisen. Besonders bevorzugte Beschleuniger sind aber tertiäre Amine wie beispielweise Triethylamin, Triethylendiamin, Benzyldimethylamin, Dimethylamino-methylphenol, 2,4,6-Tris-(N,N-dimethylaminomethyl)-phenol, N,N'-Bis(3-(dimethyl-amino)propyl)harnstoff. Als Beschleuniger können vorteilhaft auch multifunktionelle Amine wie Diamine, Triamine und/oder Tetramine eingesetzt werden. Hervorragend geeignet sind zum Beispiel Diethylentriamin, Triethylentetramin, Trimethylhexamethylendiamin.
Als Beschleuniger werden darüber hinaus bevorzugt Aminoalkohole verwendet. Besonders bevorzugt werden sekundäre und/oder tertiäre Aminoalkohole eingesetzt, wobei im Falle mehrerer Aminfunktionalitäten pro Molekül bevorzugt mindestens eine, bevorzugt alle Aminfunktionalitäten sekundär und/oder tertiär sind. Als bevorzugte Aminoalkohol-Beschleuniger können Triethanolamin, N,N-Bis(2-hydroxypropyl)ethanolamin, N-Methyldiethanolamin, N-Ethyldiethanolamin, 2-Aminocyclohexanol, Bis(2-hydroxycyclohexyl)methylamin, 2-(Diisopropylamino)ethanol, 2-(Dibutylamino)ethanol, N-Butyldiethanolamin, N-Butylethanolamin, 2-[Bis(2-hydroxyethyl)amino]-2-(hydroxymethyl)-1,3-propandiol, 1-[Bis(2-hydroxyethyl)amino]-2-propanol, Triisopropanolamin, 2-(Dimethylamino)ethanol, 2-(Diethylamino)ethanol, 2-(2-Dimethylaminoethoxy)ethanol, N,N,N'-Trimethyl-N'-hydroxyethylbisaminoethylether, N,N,N'-Trimethylaminoethylethanolamin und/oder N,N,N'-Trimethylaminopropylethanolamin eingesetzt werden.
Weitere geeignete Beschleuniger sind Pyridin, Imidazole (wie beispielsweise 2-Methylimidazol) und 1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-en. Auch cycloaliphatische Polyamine können als Beschleuniger eingesetzt werden. Geeignet sind auch Beschleuniger auf Phosphatbasis wie Phosphine und/oder Phosphoniumverbindungen, wie beispielsweise Triphenylphosphin oder Tetraphenylphosphoniumtetraphenylborat.
Acrylathaftklebemassen sind typischerweise radikalisch polymerisierte Copolymere aus Acrylsäurealkylestern oder Methacrylsäurealkylestern von C1- bis C20-Alkoholen wie zum Beispiel Methylacrylat, Ethyl(meth)acrylat, n-Butyl(meth)acrylat, t Butyl(meth)acrylat, Cyclohexyl(meth)acrylat, 2-Ethylhexyl(meth)acrylat, n-Octyl(meth)acrylat, iso Octyl(meth)acrylat, n-Decyl(meth)acrylat, n-Dodecyl(meth)acrylat, Tetradecyl(meth)acrylat, Lauryl(meth)acrylat, Oleyl(meth)acrylat, Palmityl(meth)acrylat und Stearyl(meth)acrylat neben weiteren (Meth)acrylsäureestern wie Isobornyl(meth)acrylat, Benzyl(meth)acrylat, Phenyl(meth)acrylat und 2 Bromoethyl(meth)acrylat, Alkoxyalkyl(meth)acrylate wie Ethoxyethyl(meth)acrylat. Weiterhin fallen darunter Ester von ethylenisch ungesättigten Di- und Tricarbonsäuren und Anhydriden wie Ethylmaleat, Dimethylfumarat und Ethylmethylitaconat. Ebenfalls fallen vinylaromatische Monomere wie zum Beispiel Styrol, Vinyltoluol, Methylstyrol, n Butylstyrol, Decylstyrol darunter.
Weitere mögliche Monomere sind Vinylester aus bis zu 20 Kohlenstoffatomen enthaltenden Carbonsäuren wie Vinylacetat oder Vinyllaurat, Vinylether aus bis zu 10 Kohlenstoffatomen enthaltenden Alkoholen wie Vinylmethylether oder Vinylisobutylether, Vinylhalogenide wie Vinylchlorid oder Vinylidendichlorid, Nitrile wie Acrylnitril oder Methacrylnitril, Säureamide wie Acrylamid oder Methacrylamid und ungesättigte Kohlenwasserstoffe mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen wie Ethylen, Propen, Butadien, Isopren, 1-Hexen oder 1-Octen.
Zur Beeinflussung der physikalischen und optischen Eigenschaften der Haftklebemasse kommen mehrfunktionale ethylenisch ungesättigte Monomere als Vernetzermonomere in Frage. Beispiele hierzu sind Divinylbenzol, Alkyldiacrylate wie 1,2-Ethylenglykoldiacrylat, 1,4-Butandioldiacrylat, 1,6 Hexandioldiacrylat, 1,8-Octandioldiacrylat oder 1,12-Dodecandioldiacrylat, Triacrylate wie Trimethylolpropantriacrylat und Tetraacrylate wie Pentaerythritoltetraacrylat. Unter die Gruppe der mehrfunktionellen Monomere fallen auch UV-vernetzbare Monomere, wie zum Beispiel mit (Meth)acrylat-funktionalisierte Derivate des Benzophenons oder des Benzoins.
Eine weitere Gruppe von Monomeren sind solche, die ein latentes Vernetzungspotential im Polymer erzeugen und nach dem Eintrocknen der Klebemasse spontan (häufig katalysiert) zu einem Netzwerkaufbau führen. Ein solches Monomer ist zum Beispiel Glycidymethyacrylat, dessen Oxiranring mit Hydroxyl- oder insbesondere Carboxylatfunktionen unter Ringöffnung zu einer kovalenten Bindung führt. Diese Reaktion findet beschleunigt in Gegenwart von Zinkionen oder, besonders in Anwesenheit von Carboxylfunktionen, Aminen statt.
Zur Erzielung haftklebriger Eigenschaften muss die Verarbeitungstemperatur der Klebmasse oberhalb ihrer Glasübergangstemperatur sein, um viskoelastische Eigenschaften zu haben.
Weiterhin lassen sich erfindungsgemäße aktivierbare Klebmassen auf Acrylatbasis einsetzen. So bestehen dann die aktivierbaren Klebmassen in einer besonders bevorzugten Auslegung zu einem Basispolymer a) bestehend aus

a1) 40 bis 95 Gew.-% Acrylsäureester und/oder Methacrylsäureester mit der folgenden Formel CH₂ = C(R₁)(COOR₂), wobei R₁ = H oder CH₃ und R₂ = H und/oder Alkylketten mit 1 bis 30 C-Atomen sind.
a2) 5 bis 30 Gew.-% eines copolymerisierbaren Vinylmonomers mit zumindestens einer Carbonsäure und/oder Sulfonsäure- und/oder Phosphonsäuregruppe
a3) 1 bis 10 Gew.-% eines copolymerisierbaren Vinylmonomers mit zumindestens einer Epoxygruppe oder einer Säureanhydridfunktion
a4) 0 bis 20 Gew.-% eines copolymerisierbaren Vinylmonomers, welches mit der funktionellen Gruppe zur Kohäsionssteigerung, der Erhöhung der Reaktivität der Vernetzung, oder zur direkten Vernetzung beitragen kann, und
b) 5 bis 50 Gew.-% eines Epoxy-Harzes oder einer Mischung aus mehreren Epoxy-Harzen

Das Polymer a) kann eine aktivierbare Haftklebemasse umfassen, die unter Temperatureinwirkung und optionalen Druck haftklebrig wird und nach der Verklebung und Abkühlen durch die Verfestigung eine hohe Klebkraft aufbaut. Je nach Anwendungstemperatur weisen diese aktivierbaren Haftklebemassen unterschiedliche statische Glasübergangstemperaturen T_G,A oder einen Schmelzpunkte T_S,A auf.
In einer sehr bevorzugten Auslegung werden für die Monomere a1) Acrylmomonere eingesetzt, die Acryl- und Methacrylsäureester mit Alkylgruppen bestehend aus 4 bis 14 C-Atomen, bevorzugt 4 bis 9 C-Atomen umfassen. Spezifische Beispiele, ohne sich durch diese Aufzählung einschränken zu wollen, sind n-Butylacrylat, n-Pentylacrylat, n-Hexylacrylat, n-Heptylacrylat, n-Octylacrylat, n-Nonylacrylat, Laurylacrylat, Stearylacrylat, Behenylacrylat, und deren verzweigten Isomere wie zum Beispiel 2-Ethylhexylacrylat. Weitere einzusetzende Verbindungsklassen, die ebenfalls in geringen Mengen unter c1) hinzugesetzt werden können sind Methylmethacrylate, Cyclohexylmethacrylate, Isobornylacrylat und Isobornylmethacrylate.
In einer bevorzugten Weise werden als Monomere a2) Itaconsäure, Acrylsäure, Methacrylsäure, Vinylessigsäure, Fumarsäure, Crotonsäure, Aconitsäure, Dimethylacrylsäure, β-Acryloyloxypropionsäure, Trichloracrylsäure, Vinylphosphonsäure, Vinylsulfonsäure und Vinylsulfonsäure eingesetzt werden.
In einer bevorzugten Weise werden als Monomere a3) Glycidylmethacrylat Maleinsäureanhydrid und Itaconsäureanhydrid eingesetzt.
In einer sehr bevorzugten Auslegung werden für die Monomere a4) Vinylester, Vinylether, Vinylhalogenide, Vinylidenhalogenide, Vinylverbindungen mit aromatischen Cyclen und Heterocyclen in α-Stellung eingesetzt. Auch hier seien nicht ausschließlich einige Beispiele genannt: Vinylacetat, Vinylformamid, Vinylpyridin, Ethylvinylether, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid und Acrylonitril.
In einer weiteren sehr bevorzugten Auslegung für die Monomere a4) Monomere mit folgenden funktionellen Gruppen eingesetzt: Hydroxy-, Säureamid-, Isocyanato- oder Aminogruppen.
Weitere besonders bevorzugte Beispiele für die Komponente a4) sind Hydroxyethylacrylat, Hydroxypropylacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Hydroxypropylmethacrylat, Allylalkohol, Acrylamid, Benzylacrylat, Benzylmethacrylat, Phenylacrylat, Phenylmethacrylat, t-Butylphenylacrylat, t-Butylaphenylmethacrylat, Phenoxyethylacrlylat, Phenoxyethylmethacrylat, 2-Butoxyethylmethacrylat, 2-Butoxyethylacrylat, Dimethylaminoethylmethacrylat, Dimethylaminoethylacrylat, Diethylaminoethylmethacrylat, Diethylaminoethylacrylat, Cyanoethylmethacrylat, Cyanoethylacrylat, 6-Hydroxyhexylmethacrylat, N-tert.-Butylacrylamid, N-Methylolmethacrylamid, N-(Buthoxymethyl)methacrylamid, N-Methylolacrylamid, N-(Ethoxymethyl)acrylamid, N-Isopropylacrylamid, Tetrahydrofurfurylacrlyat, wobei diese Aufzählung nicht abschließend ist.
In einer weiteren bevorzugten Auslegung werden für die Komponente a4) aromatische Vinylverbindungen eingesetzt, wobei bevorzugt die aromatischen Kerne aus C₄ bis C₁₈ bestehen und auch Heteroatome enthalten können. Besonders bevorzugte Beispiele sind Styrol, 4-Vinylpyridin, N-Vinylphthalimid, Methylstyrol, 3,4-Dimethoxystyrol, 4-Vinylbenzoesäure, wobei diese Aufzählung nicht abschließend ist.
Zur Polymerisation werden die Monomere wiederum dermaßen gewählt, dass die resultierenden Polymere als industriell verwendbare Klebemassen oder Haftklebemassen eingesetzt werden können, insbesondere derart, dass die resultierenden Polymere klebende oder haftklebende Eigenschaften entsprechend des „Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology“ von Donatas Satas (van Nostrand, New York 1989) besitzen. Auch hier kann die Steuerung der gewünschten Glasübergangstemperatur durch die Anwendung der Fox-Gleichung (G1) bei der Zusammenstellung der Monomermischung, welche der Polymerisation zugrunde liegt, erzielt werden. Für Haftklebemassen liegt die statische Glasübergangstemperatur des resultierenden Polymers vorteilhaft unterhalb 15 °C.
Zur Erzielung einer Glasübergangstemperatur T_G,A der Polymere von T_G,A ≥ 30 °C für Hitze-aktivierbare Klebemasse werden entsprechend dem vorstehend gesagten die Monomere sehr bevorzugt derart ausgesucht und die mengenmäßige Zusammensetzung der Monomermischung vorteilhaft derart gewählt, dass sich nach der Fox-Gleichung (G1) (vgl. T.G. Fox, Bull. Am. Phys. Soc. 1 (1956) 123) der gewünschte T_G,A-Wert für das Polymer ergibt.
Hierin repräsentiert n die Laufzahl über die eingesetzten Monomere, w_n den Massenanteil des jeweiligen Monomers n (Gew.-%) und T_G,n die jeweilige Glasübergangstemperatur des Homopolymers aus den jeweiligen Monomeren n in K.
Zur Herstellung der Klebemassen werden vorteilhaft konventionelle radikalische Polymerisationen oder kontrollierte radikalische Polymerisationen durchgeführt. Für die radikalisch verlaufenden Polymerisationen werden bevorzugt Initiatorsysteme eingesetzt, die zusätzlich weitere radikalische Initiatoren zur Polymerisation enthalten, insbesondere thermisch zerfallende radikalbildende Azo- oder Peroxo-Initiatoren. Prinzipiell eignen sich jedoch alle für Acrylate dem Fachmann geläufigen, üblichen Initiatoren. Die Produktion von C-zentrierten Radikalen ist im Houben Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Vol. E 19a, Seiten 60 bis 147 beschrieben. Diese Methoden werden in bevorzugter Weise in Analogie angewendet.
Beispiele für Radikalquellen sind Peroxide, Hydroperoxide und Azoverbindungen, als einige nicht ausschließliche Beispiele für typische Radikalinitiatoren seien hier genannt Kaliumperoxodisulfat, Dibenzoylperoxid, Cumolhydroperoxid, Cyclohexanonperoxid, Di-t-butylperoxid, Azodiisosäurebutyronitril, Cyclohexylsulfonylacetylperoxid, Diisopropylpercarbonat, t-Butylperoktoat, Benzpinacol. In einer sehr bevorzugten Auslegung wird als radikalischer Initiator 1,1'-Azo-bis-(cyclohexancarbonsäurenitril) (Vazo 88^TM der Fa. DuPont) verwendet.
Die mittleren Molekulargewichte M_n der bei der radikalischen Polymerisation entstehenden Haftklebemassen werden sehr bevorzugt derart gewählt, dass sie in einem Bereich von 20.000 bis 2.000.000 g/mol liegen; speziell für die weitere Verwendung als Schmelzhaftkleber werden Haftklebemassen mit mittleren Molekulargewichten M_n von 100.000 bis 500.000 g/mol hergestellt.
Die Polymerisation kann in Substanz, in Gegenwart eines oder mehrerer organischer Lösungsmittel, in Gegenwart von Wasser oder in Gemischen aus organischen Lösungsmitteln und Wasser durchgeführt werden. Es wird dabei angestrebt, die verwendete Lösungsmittelmenge so gering wie möglich zu halten.
Die Polymerisationszeit beträgt – je nach Umsatz und Temperatur – zwischen 4 und 72 Stunden. Je höher die Reaktionstemperatur gewählt werden kann, das heißt, je höher die thermische Stabilität des Reaktionsgemisches ist, desto geringer kann die Reaktionsdauer gewählt werden.
Zur Erhöhung der Kohäsion zwischen der Klebemasse und der Folie kann die Folie einer Coronabehandlung unterzogen werden.
Des Weiteren ist ein Ätzen der Folie vorteilhaft, um die Klebemasse verankern zu können.
In einer Variante der Erfindung ist zwischen unterer Folie und Klebmasse zur Verbesserung der Haftung der Klebmasse auf der Folie ein Primer vorhanden. Beschreibungen der üblicherweise verwendeten Primer finden sich zum Beispiel im „Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology" von Donatas Satas (van Nostrand, 1989).
Vorzugsweise haben die obere und die untere Folie in dem Stanzling die gleiche Form und Größe und sind deckungsgleich angeordnet.
Weiter vorzugsweise gelten diese Bedingungen auch für eventuell vorhandene weitere Folien.
Eine typische Größe für den Stanzling, mit dem viele der kleineren Löcher verschlossen werden können, stellt eine (kreisrunde) Scheibe mit einem Durchmesser von 10 bis 60 mm, insbesondere 30 bis 40 mm dar.
Bevorzugt ist die untere Folie vollflächig mit der Klebemasse beschichtet.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Verschließen eines Loches insbesondere in einer Karosserie mit einem erfindungsgemäßen Stanzling ist durch folgende Schritte gekennzeichnet:

• Aufbringen des Stanzlings auf dem zu verschließenden Loch derart, dass das Loch vollständig von dem Stanzling abgedeckt ist
• Einwirken von Temperaturen von 120 °C bis 200 °C, insbesondere 175 °C für 15 min auf den Stanzling, so dass die hitzeaktivierbare Klebemasse aushärtet und dadurch das Loch verschlossen ist

Der Stanzling übersteht auch Temperaturen von beispielsweise 190° C oder mehr für einige Minuten, wenn zum Beispiel eine Anlagenstörung vorliegt und die (Automobil-)Karossen länger in den Trockenöfen stehen.
Vorzugsweise erfolgt die Aushärtung der Klebemasse durch Wärmezufuhr während des üblichen Veredlungsprozesses der Rohkarosserie, insbesondere während der Lackier-, Unterbodenschutz- oder KTL-Trocknung. Auf diese Weise ist kein zusätzlicher Arbeitsgang erforderlich.
Aufgrund der erforderlichen Erwärmung der Karosserie während der besagten Trocknungsprozesse ist genügend Energie vorhanden.
Alternativ ist durch eine lokale Energiezufuhr durch Wärme- oder Infrarotstrahler möglich.
Bevorzugt ist, wenn der Stanzling konzentrisch über dem zu verschließenden Loch aufgebracht ist.
Vorteilhaft entsprechen die Konturen des Stanzling der Kontur des zu verschließenden Loches. Auf diese Weise ergibt sich ein symmetrischer Überstand der einzelnen Schichten des Stanzlings. Der Überstand beträgt vorzugsweise zwischen 1 und 20 mm, weiter vorzugsweise zwischen 5 und 10 mm.
Der erfindungsgemäße Stanzling ist besonders bei erhöhter mechanischer Beanspruchung den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen überlegen. Das gleiche gilt bei Betrachtung der Geräuschdämpfung. Die Geräuschdämpfung und die Festigkeit werden durch die Verwendung eines Trägerlaminats mit einer Schwerfolie massiv verbessert.
Des weiteren kann eine einzige Ausführungsform des Stanzlings eine Vielzahl von Löchern unterschiedlicher Größe abdecken.
Der Stanzling zeichnet sich aus durch:

• eine sehr hohe Belastbarkeit/Durchschlagfestigkeit
• sehr gute Abdichtung gegen Feuchtigkeit/Feuchtigkeitsbarriere
• gute Abdichtung gegen Geräusche/Lärmdämpfung

Die Durchstoßfestigkeit wird bestimmt, indem ein Loch mit einem Stanzling verschlossen und gezielt durchgestoßen wird. Dabei wird in einer Zugprüfmaschine ein Dorn eingespannt, welcher sich mit konstanter Geschwindigkeit auf das horizontal positionierte, verschlossene Loch zubewegt und dieses um 30 mm durchstößt. Die aufzuwendende Kraft wir dabei gemessen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist der Stanzling Durchstoßfestigkeiten von 200 bis 2000 N auf.
Die Oberfläche des Stanzteiles bietet eine ansprechende sowie glatte Oberfläche in den Punkten Optik und Haptik
Prüfmethoden
Die Messungen werden (sofern nichts anderes angegeben ist) bei einem Prüfklima von 23 ± 1 °C und 50 ± 5 % rel. Luftfeuchte durchgeführt.
Molmasse Mn und der gewichtsmittleren Molmasse Mw
Die Angaben der zahlenmittleren Molmasse Mn und der gewichtsmittleren Molmasse Mw in dieser Schrift beziehen sich auf die Bestimmung per Gelpermeationschromatographie (GPC). Die Bestimmung erfolgt an 100 µl klarfiltrierter Probe (Probenkonzentration 4 g/l).
Als Eluent wird Tetrahydrofuran mit 0,1 Vol.-% Trifluoressigsäure eingesetzt. Die Messung erfolgt bei 25 °C.
Als Vorsäule wird eine Säule Typ PSS-SDV, 5 µm, 10 Å, 8,0 mm·50 mm (Angaben hier und im Folgenden in der Reihenfolge: Typ, Partikelgrösse, Porosität, Innendurchmesser· Länge; 1 Å = 10^–10 m) verwendet. Zur Auftrennung wird eine Kombination der Säulen des Typs PSS-SDV, 5 µm, 10³ Å sowie 10⁵ Å und 10⁶ Å mit jeweils 8,0 mm·300 mm eingesetzt (Säulen der Firma Polymer Standards Service; Detektion mittels Differentialrefraktometer Shodex RI71). Die Durchflussmenge beträgt 1,0 ml pro Minute. Die Kalibrierung erfolgt bei Polyacrylaten gegen PMMA-Standards (Polymethylmethacrylat-Kalibrierung) und sonst (Harze, Elastomere) gegen PS-Standards (Polystyrol-Kalibrierung).
Die Polyacrylate haben vorzugsweise einen K-Wert von 30 bis 90, besonders bevorzugt von 40 bis 70, gemessen in Toluol (1%ige Lösung, 21 °C). Der K-Wert nach Fikentscher ist ein Maß für das Molekulargewicht und die Viskosität des Polymerisats.
K-Wert
Das Prinzip der Methode beruht auf der kapillarviskosimetrischen Bestimmung der relativen Lösungsviskosität. Hierzu wird die Testsubstanz in Toluol durch dreißigminütiges Schütteln aufgelöst, so dass man eine 1 %-ige Lösung erhält. In einem Vogel-Ossag-Viskosimeter wird bei 25 °C die Auslaufzeit gemessen und daraus in Bezug auf die Viskosität des reinen Lösungsmittels die relative Viskosität der Probenlösung bestimmt. Aus Tabellen kann nach Fikentscher [P. E. Hinkamp, Polymer, 1967, 8, 381] der K-Wert abgelesen werden (K = 1000 k).
Glasübergangstemperatur
Die Glasübergangstemperatur wird mittels dynamischer Scanning Kalorimetrie (DSC) bestimmt. Dazu werden 5 mg einer unbehandelten Polymerprobe in ein Aluminiumtiegelchen (Volumen 25 µL) eingewogen und mit einem gelochten Deckel verschlossen. Zur Messung wird ein DSC 204 F1 der Firma Netzsch verwendet. Es wird zwecks Inertisierung unter Stickstoff gearbeitet. Die Probe wird zunächst auf –150 °C abgekühlt, dann mit einer Heizrate von 10 K/min bis +150 °C aufgeheizt und erneut auf –150 °C abgekühlt. Die sich anschließende zweite Heizkurve wird erneut bei 10 K/min gefahren und die Änderung der Wärmekapazität aufgenommen. Glasübergänge werden als Stufen im Thermogramm erkannt.
Die Glasübergangstemperatur wird folgendermaßen ausgewertet (siehe 2):
An die Basislinie des Thermogramms vor ➀ und nach ➁ der Stufe wird jeweils eine Tangente angelegt. Im Bereich der Stufe wird eine Ausgleichsgerade ➄ parallel zur Ordinate so gelegt, dass sie die beiden Tangenten schneidet, und zwar so, dass zwei Flächen ➂ und ➃ (zwischen der jeweils einen Tangente, der Ausgleichsgeraden und der Messkurve) gleichen Inhalts entstehen. Der Schnittpunkt der so positionierten Ausgleichsgeraden mit der Messkurve ergibt die Glasübergangstemperatur
Im Folgenden soll anhand einer Figur der Stanzling zum dauerhaften Verschließen von Löchern insbesondere in Blechen oder in Kunststoffteilen von Automobilkarosserien näher erläutert werden, ohne in irgendeiner Form einschränkend wirken zu sollen.
Es zeigt
1 ein Loch in einer Karosserie, das es zu verschließen gilt, sowie den Zustand, nachdem durch Wärmeeinwirkung das zu verschließende Loch verschlossen ist.
In der Karosserie 5 ist ein Loch 6 konstruktiv bedingt vorhanden, das es zu verschließen gilt.
Hierzu wird ein Stanzling 1 mit einem Träger aus einem Laminat aus mindestens zwei Kunststofffolien, nämlich einer oberen Folie 2 und einer unteren Folie 3, wobei die untere Folie 3 ein Flächengewicht von mindestens 1,5 kg/m² aufweist, und einer aushärtbaren Klebemasse 4 derart auf dem Loch 6 fixiert, dass das Loch 6 vollständig vom Stanzling abgedeckt ist.
Die Fläche des Stanzlings 1 ist größer als die Fläche des zu verschließenden Loches 6.
Der Stanzling 1 wird mit der Karosserie 5 dauerhaft verbunden, indem auf den Stanzling kurzzeitig hohe Temperaturen einwirken, die zur Aktivierung der Klebemasse 4 führen.
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

WO 2006/053827 A1 [0015]
WO 2005/097582 A1 [0016]
DE 4313008 A1 [0111]
EP 1978069 A1 [0148]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Römpp, Georg Thieme Verlag, Dokumentkennung RD-19-04489, letzte Aktualisierung: September 2012 [0052]
DIN EN 923: 2006-01 [0052]
DS 3458 [0113]
T.G. Fox, Bull. Am. Phys. Soc. 1 (1956) 123 [0168]
Houben Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Vol. E 19a, Seiten 60 bis 147 [0170]
„Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology“ von Donatas Satas (van Nostrand, 1989 [0177]
P. E. Hinkamp, Polymer, 1967, 8, 381 [0200]

Claims

Stanzling insbesondere zum dauerhaften Verschließen von Löchern insbesondere in Blechen oder in Kunststoffteilen, mit einem Träger aus einem Laminat aus mindestens zwei Kunststofffolien, wobei die untere Folie ein Flächengewicht von mindestens 1,5 kg/m² aufweist und auf der der oberen Folie gegenüberliegenden Seite der unteren Folie eine Klebemasse, insbesondere aushärtbare oder selbstklebende Klebemasse aufgebracht ist.
Stanzling nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Folie ein Flächengewicht zwischen 1,5 und 6 kg/m², vorzugsweise zwischen 1,5 und 3,9 kg/m² zwischen 1,5 und 2,5 kg/m² aufweist.
Stanzling nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Folie eine insbesondere mineralisch gefüllte Polyolefinfolie oder eine elastomermodifizierte Bitumenfolie ist.
Stanzling nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Folie aus Polyester, weiter vorzugsweise aus Polyethylenterephthalat (PET) besteht.
Stanzling nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der oberen Folie zwischen 15 und 350 µm, vorzugsweise zwischen 30 und 200 µm, weiter vorzugsweise zwischen 50 und 150 µm liegen.
Stanzling nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der unteren Folie zwischen 600 und 3500 µm, vorzugsweise zwischen 1100 und 3500 µm, weiter vorzugsweise zwischen 1700 und 3500 µm liegt.
Stanzling nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Klebemasse eine Selbstklebemasse auf Acrylatbasis gewählt wird.
Stanzling nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Klebemasse eine reaktive hitzeaktivierbare Klebemasse gewählt wird.
Stanzling nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein reaktiver hitzeaktivierbarer Kleber aus Nitrilkautschuk und Phenolharz eingesetzt wird.
Stanzling nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stanzling konzentrisch über dem zu verschließenden Loch aufgebracht ist.
Stanzling nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Konturen des Stanzlings der Kontur des zu verschließenden Loches entsprechen.
Verfahren zum Verschließen eines Loches insbesondere in einer Karosserie mit einem Stanzling nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Schritte: Aufbringen des Stanzlings auf dem zu verschließenden Loch derart, dass das Loch insbesondere vollständig von dem Stanzling abgedeckt ist, Einwirken von Temperaturen von 120 °C bis 200 °C für 15 min auf den Stanzling, so dass die hitzeaktivierbare Klebemasse aushärtet und dadurch das Loch verschlossen ist
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Konturen des Stanzling der Kontur des zu verschließenden Loches entsprechen, insbesondere dass der Überstand zwischen 1 und 20 mm, weiter vorzugsweise zwischen 5 und 10 mm beträgt.
Loch insbesondere in einer Karosserie mit einem Stanzling nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche.