PL220731B1 - Zastosowanie masy przylepcowej do wytwarzania co najmniej jednowarstwowej taśmy samoprzylepnej - Google Patents

Abstract

Masa klejąca według charakteryzuje się tym, że składa się z co najmniej jednego kopolimeru blokowego mającego jeden albo dwa bloki końcowe złożone z aromatycznych winyli i bloku złożonego ze sprzężonego diena, przy czym frakcja 1,2-związanego diena jest selektywnie uwodorniona. Taśma folii przylepnej, która jest odłączalna bez pozostałości i bez uszkodzeń przez rozległe rozciąganie zasadniczo w płaszczyźnie wiązania i w której kleju przylepcowym znajduje się masa klejąca, przy czym jest co najmniej jednowarstwowa albo jest złożona z dwóch albo więcej warstw, w szczególności z dwóch albo trzech warstw oraz korzystnie zawiera pośredni nośnik piany.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest zastosowanie masy przylepcowej do wytwarzania co najmniej jednowarstwowej taśmy samoprzylepnej, która może być ponownie odklejana bez pozostałości albo uszkodzeń poprzez rozległe rozciąganie w płaszczyźnie wiązania.

Taśmy samoprzylepne, bardzo rozciągliwe elastycznie albo plastycznie, które mogą być ponownie odłączane bez zostawienia pozostałości albo uszkodzeń, poprzez rozległe rozciąganie w płaszczyźnie wiązania, są znane z następujących opisów i publikacji patentowych: US 4,024,312, DE 33 31 016 C2, WO 92/11332 A1, WO 92/11333 A1, DE 42 22 849 C1, WO 95/06691 A1, DE 195 31 696 A1, DE 196 49 727 A1, DE 196 49 728 A1, DE 196 49 729 A1, DE 197 08 364 A1, DE 197 20 145 A1, DE 198 20 858 A1, WO 99/37729 A1 i DE 100 03 318 A1 i odnoszą się między innymi do zdzieralnych taśm samoprzylepnych.

Zdzieralne taśmy samoprzylepne tego typu są często używane w formie jednostronnych albo dwustronnych taśm samoprzylepnych z masą przylepcową, które korzystnie mają obszar nieprzylepnego uchwytu, od którego rozpoczyna się odłączanie.

Szczegółowe zastosowania odpowiednich taśm samoprzylepnych zostały ujawnione między innymi w następujących opisach i publikacjach patentowych: DE 42 33 872 C1, DE 195 11 288 C1, US 5,507,464, US 5,672,402, i WO 94/21157 A1.

Specyficzne wykonania są też przedstawione w poniższych opisach i publikacjach patentowych: DE 44 28 587 C1, DE 44 31 914 C1, WO 97/07172 A1, DE 196 27 400 A1, WO 98/03601 A1, i DE 196 49 636 A1, DE 197 20 526 A1, DE 197 23 177 A1, DE 197 23 198 A1, DE 197 26 375 A1, DE 197 56 084 C1, DE 197 56 816 A1, DE 198 42 864, DE 198 42 865 A1, WO 99/31193 A1, WO 99/37729 A1, WO 99/63018 A1, WO 00/12644 A1, i DE 199 38 693 A1.

Do preferowanych zastosowań wyżej wymienionych zdzieralnych taśm samoprzylepnych z możliwością odklejenia bez pozostałości albo uszkodzeń, należy ponowne odłączalne mocowanie różnych artykułów, w zastosowaniu zarówno domowym jak i biurowym, począwszy od artykułów lekkich do umiarkowanie ciężkich.

W zastosowaniach tych zastępują one konwencjonalne środki mocujące, takie jak szpilki kreślarskie, szpilki z okrągłą główką, pluskiewki, gwoździki, śrubki, konwencjonalne taśmy samoprzylepne i płynne kleje.

Podstawowym wymogiem jaki stawia się wyżej wymienionym taśmom samoprzylepnym jest nie tylko szybkie i łatwe przyklejenie elementów oraz pewne utrzymanie ich przez przewidywany okres przyklejenia, ale też możliwość odłączenia przyklejonych elementów bez pozostawiania resztek taśmy i bez uszkodzeń w miejscu kontaktu kleju taśmy z podłożem.

Należy tutaj mieć na uwadze, że taśmy samoprzylepne muszą działać na różnych podłożach, tak, aby mogły służyć jako uniwersalne środki mocujące w domu i miejscach pracy.

Pomimo, że cytowana powyżej literatura patentowa przedstawia szeroką gamę mas przylepcowych, stosowanych w zdzieralnych taśmach samoprzylepnych, wszystkie produkty dostępne aktualnie na rynku (na przykład, tesa® Powerstripst® produkcji firmy tesa AG, pasma przylepcowe 3M Command® produkcji firmy 3M, i pasma przylepcowe Plastofix® Formuli Siła 1000 produkcji firmy Piasto S.A.) zawierają masę przylepcową, opartą na kopolimerze blokowym styrenu.

Zazwyczaj stosuje się liniowe albo radialne (gwiaździste) kopolimery blokowe oparte na blokowym polistyrenie i blokach polibutadienu i/lub/ blokach polizopropenu. to jest na przykład radialny styren/butadien (SB)n i/lub liniowy styren/butadien/styren (SBS) i/lub liniowy kopolimer blokowy styren/ /izopren/styren (SIS).

Zaletami wyżej wymienionych mas przylepcowych stosowanych w taśmach samoprzylepnych, opartych na kopolimerach blokowych styrenu, są między innymi: bardzo wysokie siły wiązania (dzięki równoczesnemu uzyskaniu bardzo wysokiej spójności i bardzo dużych sił przyczepności), wyraźna redukcja kleistości (przyczepności) podczas odrywania przez rozciąganie (dzięki której możliwe jest oderwanie taśmy), a także bardzo wysoka wytrzymałość na rozciąganie, umożliwiająca oddzielenie taśmy od podłoża bez rozerwania jej.

Wadą większości dostępnych na rynku produktów z masą przylepcową, opartych na wyżej wymienionych kopolimerach blokowych styrenu jest ich niska odporność na starzenie się, w szczególności ich niska odporność na starzenie się pod wpływem promieniowania UV.

Jest to głównie spowodowane użyciem kopolimerów blokowych styrenu zawierających bloki polidienowe (polibutadien, poliizopren), które nie są nasycone do elastomeru blokowego.

PL 220 731 B1

Oczywiście, możliwe jest dodawanie do mas przylepcowych inhibitorów starzenia się, w postaci między innymi podstawowych antyutleniaczy, drugorzędnych antyutleniaczy, zmiataczy rodników C, stabilizatorów odporności na światło takich jak absorber UV, przestrzennie związanych amin czy też dodatków, które rozpraszają lub odbijają szkodliwe promieniowanie elektromagnetyczne, w postaci na przykład wypełniaczy i/lub pigmentów barwnych, jednak zasadniczo takie dodatki powodują jedynie częściowe polepszenie odporności na starzenie się, opóźniając proces starzenia na ograniczony czas. W porównaniu do polimerów opartych na nienasyconych węglowodorach, osiągana odporność na starzenie, w szczególności rzeczywista odporność na światło, pozostaje niewielka. Przykładowo, gdy wyżej wymienione dostępne na rynku taśmy samoprzylepne są mocowane do szyb okiennych, ich przyczepność do powierzchni szkła już po kilku tygodniach wystawienia na światło słoneczne jest tak silna, że nie jest możliwe oderwanie taśmy bez pozostawienia resztek. W związku z tym tesa® Powerstrips® nie jest zalecana do stosowania na szybach okiennych, gdyż usunięcie Powerstrips® może być niemożliwe po nasłonecznieniu.

W informacji do japońskiego opakowania dla taśm z klejem „Command®” znajduje się uwaga, że niewłaściwym podłożem są szyby okienne wystawione na światło słoneczne.

W przypadku stosowania kopolimerów blokowych styrenu jednym ze sposobów zwiększania odporności na starzenie, a w szczególności odporności na promieniowanie UV, jest użycie kopolimerów blokowych styrenu uwodornionych do elastomeru blokowego, na przykład do kopolimerów blokowych styren-etylen/butylen-styren (SEBS) otrzymywanych przez uwodornienie (SBS) i/albo kopolimerów blokowych styren-etylen/propylen-styren (SEPS) otrzymywanych przez uwodornienie kopolimeru blokowego styren/izopren/styren (SIS).

Jednakże wadą stosowania kopolimerów blokowych styrenu, uwodornionych do elastomeru blokowego, jest fakt, że osiągane siły wiązania są znacznie mniejsze od sił uzyskiwanych z analogicznymi kopolimerami blokowymi (odpowiednio styren-butadien-styren i styren-izopren-styren) nieuwodornionymi do elastomeru blokowego.

Może to mieć na przykład miejsce, gdy użycie tych kopolimerów w składzie mas przylepcowych spowodowane jest koniecznością minimalizacji, a nawet rezygnacji z dodatku plastyfikatorów takich jak płynne żywice, plastyfikatory olejowe, poliolefiny płynne o niskiej masie cząsteczkowej i tym podobne.

Szczególnie ma to znaczenie w przypadku, gdy wyżej wymienione składniki masy przylepcowej, mając tendencję do migrowania w kierunku związanego z nim podłoża, nieodwracalnie zmieniają je, co jest nie do przyjęcia, zwłaszcza w odniesieniu do taśm samoprzylepnych przeznaczonych do ponownego odłączenia bez pozostawienia resztek i bez uszkodzenia wiązań.

Dalszą niedogodnością stosowania mas przylepcowych bazujących na kopolimerach blokowych styrenu, nienasyconych do blokowego elastomeru jest fakt, że kleje te są często pigmentowane w celu ulepszenia ich odporności na promieniowanie UV i/lub zamaskowania przebarwień spowodowanych przez, na przykład, zastosowanie żywicowych środków klejących. Do typowych pigmentów podnoszących odporność na promieniowanie UV i jednocześnie nadających masie przylepcowej kolor neutralnie biały lub inny charakterystyczny kolor należą, między innymi, różne dwutlenki tytanu lub organiczne i nieorganiczne pigmenty barwne.

Wadą pigmentów jest to, że zawierająca je masa przylepcowa nie ma optycznej przezroczystości albo bezbarwności.

Konsekwencją pigmentacji masy przylepcowej jest między innymi wyraźnie widoczny obszar uchwytu - zakładki, która wystaje z połączenia oraz widoczny odcień taśmy samoprzylepnej, szczególnie mocowanej na przeźroczystym podłożu, które to cechy mogą wizualnie przeszkadzać użytkownikowi.

Kolejną wadą nieprzeźroczystych taśm jest brak możliwości znalezienia połączenia dwóch przeźroczystych elementów przez obydwie warstwy klejące, szczególnie w przypadku wiązań krytycznych, co jest ważnym wskaźnikiem jakości osiąganych wiązań.

Przeprowadzono wiele prób uzyskania przeźroczystości uchwytu, który służy do rozpoczęcia odłączenia przez rozległe rozciąganie. Na przykład publikacja patentowa WO 98/03601 A1, opisuje zdzieralną taśmę samoprzylepną, która przy jednym końcu zawiera film polimerowy (na przykład film poliestrowy), umieszczony mniej więcej na środku warstwy klejącej. Wokół filmu polimerowego powierzchnia klejącą jest również pokryta filmem polimerowym lub laminowana, przez co również staje się nieklejąca.

PL 220 731 B1

W opisie patentowym nr US 5,925,459 ujawniono zastosowanie samoprzylepnej taśmy, która jest odłączana przez rozległe rozciąganie, dzięki pośredniej warstwie przeźroczystego elastycznego filmu polimerowego. W wyniku jego elastycznego charakteru film tej warstwy jest zdolny dostosowywać się do deformacji masy przylepcowej podczas działania odrywającego. Obszary, w których pośredni elastyczny film polimerowy nie został pokryty masą przylepcową, służą jako nieklejące przeźroczyste uchwyty, od których czynność odłączania może być zapoczątkowana i prowadzona do końca.

Wiele z wyżej wymienionych dokumentów ujawnia zastosowanie mas przylepcowych, które w zasadzie mają wysoką przezroczystość, a jednocześnie wysoką odporność na starzenie, a w szczególności bardzo wysoką odporność na promieniowanie UV.

Przykładowo, podane publikacje i opisy patentowe: WO 92/11332 A1, WO 92/11333 A1, i DE 195 31 696 A1 ujawniają użycie mas przylepcowych, opartych na kopolimerach akrylanu. Jednakże z tego co wiadomo, siły wiązania w tych masach, a w szczególności osiągalne graniczne wytrzymałości na rozciąganie, są niższe od wytrzymałości uzyskiwanych w masach przylepcowych, bazujących na kopolimerach blokowych styrenu.

W konsekwencji takie masy przylepcowe są zupełnie nieodpowiednie do stosowania w jednowarstwowych taśmach samoprzylepnych, ponieważ w takim przypadku bardzo wysokie wytrzymałości na rozciąganie są istotne dla niezawodności czynności oddzielania.

W opisach i publikacjach patentowych DE 42 22 849 C1, DE 197 08 366 A1, DE 196 49 727 A1, DE 196 49 728 A1 i DE 196 49 729 A1 przedstawiono zastosowanie kopolimerów blokowych styrenu opartych na styrenie/etylenie-butadienie/styrenie (SEBS) i/lub na styrenie/etylenie-propylenie/ /styrenie (SEPS), łącznie z użyciem kopolimerów blokowych styrenu nasycanych chemicznie do blokowego elastomeru.

Jednakże, jak wynika z doświadczeń, niemożliwe jest, aby masy przylepcowe z konwencjonalnymi kopolimerami blokowymi styrenu opartymi na SEBS i/albo SEPS miały równocześnie wysoką wytrzymałość na rozciąganie, doskonałą wytrzymałość na zerwanie, wysoką wytrzymałość na ścinanie uchwytu oraz niską wytrzymałość na siły odłączania (siły zdzierania).

W opisie patentowym DE 100 03 318 A1 ujawniono przeźroczystą masę z dobrą odpornością na UV oraz ze zwiększoną siłą wiązania, która jest odpowiednia do stosowania w zdzieralnych taśmach samoprzylepnych, dzięki zastosowaniu specjalnego kopolimeru blokowego styrenu opartego na uwodornionym bloku środkowym, który zawiera łańcuchy boczne nieuwodornionych polimerów.

Pomimo, że opisywane powyżej masy przylepcowe są o wiele mocniejsze niż masy zawierające SEBS albo SEPS, to jednak siły wiązania są znacznie mniejsze od tych osiąganych przez masy przylepcowe oparte na styrenie/izoprenie/styrenie (SIS) albo styrenie/butadienie/styrenie (SBS). Z tego względu są one nieodpowiednie do przyklejania ciężkich artykułów takich jak haki dla ręczników lub tekstyliów.

Zatem celem wynalazku jest zastosowanie masy przylepcowej w taśmach samoprzylepnych, która z jednej strony ma wysoką odporność na UV i jednocześnie posiada wyższe siły wiązania, niż istniejące systemy, w szczególności przeźroczyste systemy zdzieralne ze stabilną odpornością na UV, a także, o ile to możliwe, są tak samo przeźroczyste.

Istotę wynalazku stanowi zastosowanie masy przylepcowej do wytwarzania co najmniej jednowarstwowej taśmy samoprzylepnej, przy czym masa przylepcowa składa się z co najmniej jednego kopolimeru blokowego styrenu, zawierającego jeden lub dwa bloki końcowe, złożone z winyli aromatycznych, w ilości od 10% do 35% wagowych, bloku złożonego ze sprzężonego dienu, w którym rozdzielający 1,2 dien jest selektywnie uwodorniony, oraz z dodatkowych komponentów lub ich mieszanek, w szczególności plastyfikatorów i/lub inhibitorów starzenia się i/lub środków wspomagających proces i/lub wypełniaczy i/lub barwników i/lub wybielaczy optycznych i/lub stabilizatorów i/lub żywic wzmacniających końcowe bloki, a przy tym udział kopolimeru blokowego styrenu w masie przylepcowej wynosi od 20 do 70% wagowych.

Korzystnym jest, gdy udział kopolimeru blokowego styrenu w masie przylepcowej wynosi od 30 do 60% wagowych, najkorzystniej od 35 do 55% wagowych.

Korzystnym jest także, gdy aromatyczne winyle są w szczególności częściowo uwodornionymi kopolimerami blokowymi styreno-izopropeno-styrenowymi, kopolimerami blokowymi styreno-butadieno-styrenowymi, albo ich mieszaniną.

Następnie korzystnym jest, gdy masa przylepcowe zawiera kopolimery blokowe styrenu, które są całkowicie uwodornione do elastomeru blokowego i są oparte na styreno-etyleno/butyleno-styrenie i/lub na styreno-etyleno/propyleno-styrenie.

PL 220 731 B1

Dalej korzystnym jest, gdy kopolimery blokowe styrenu są funkcjonalnie modyfikowane, w szczególności modyfikowane bezwodnikiem maleinowym, modyfikowane silanem lub epoksydowane.

Także korzystnym jest, gdy kopolimery blokowe styrenu zawierają końcowe bloki polistyrenowe.

Następnie korzystnym jest, gdy kopolimery blokowe styrenu zawierają poliwinyle aromatyczne w ilości od 10% do 35% wagowych, korzystnie od 15% do 32% wagowych.

Dalej korzystnym jest, gdy masa przylepcowa zawiera żywicowe środki klejące, jak również elastomery.

Z kolei korzystnym jest także zastosowanie masy przylepcowej do wytwarzania co najmniej dwuwarstwowej, a w szczególności dwu- lub trzywarstwowej taśmy samoprzylepnej.

Ponadto korzystnym jest zastosowanie masy przylepcowej do wytwarzania taśmy samoprzylepnej z pośrednim nośnikiem piany.

Powyżej opisywane kopolimery blokowe mogą dalej być mieszane i łączone z innym kopolimerami blokowymi.

W celu uzyskania stabilnej odporności na UV taśmy, użyta masa przylepcowa powinna w szczególności zawierać kopolimery oparte na uwodornionych elastomerach, zwłaszcza na uwodornionym kopolimerach blokowych, takich jak kopolimery blokowe polistyren-etylen/butylen-styren lub kopolimery blokowe polistyren-etylen/propylen-styren.

Stabilność odporności na UV mas przylepcowych, bazujących na nieuwodornionym kopolimerze blokowym (SIS albo SBS) może być wyraźnie ulepszona poprzez mieszankę częściowo uwodornionych kopolimerów blokowych opisanych powyżej. Częściowo uwodornione kopolimery blokowe są lepsze od kopolimerów blokowych, w pełni uwodornionych do części elastomeru i są zgodne z większą liczbą żywic. Z drugiej strony, stabilność starzenia jest tylko nieznacznie gorsza, choć jest wyraźnie lepsza od tych z kopolimerem blokowym nieuwodornionym.

Dzięki podwójnym wiązaniom, które wciąż istnieją w częściowo uwodornionych elastomerach, osiągnięte siły wiązania są znacznie ulepszone w porównaniu z systemami, mającymi kopolimery blokowe w pełni uwodornione do części elastomeru, co pozwala na osiąganie wiązań bliskich masom przylepcowym, zawierającym nieuwodornione kopolimery blokowe.

Ponadto, wydłużenie częściowo uwodornionego kopolimeru blokowego jest większe, niż w systemach w pełni uwodornionych, dzięki czemu łatwiejsza jest czynność odłączania.

Całkowita ilość kopolimeru blokowego w masie przylepcowej użytej taśmie samoprzylepnej zgodnie z wynalazkiem wynosi od 27,5% wagowych do 62,5% wagowych, korzystnie od 35% wagowych do 57,5% wagowych, najkorzystniej od 37,5% wagowych do 55% wagowych.

Zawartość aromatycznych winyli wynosi korzystnie od 10% wagowych do 35% wagowych, najkorzystniej od 15% wagowych do 32% wagowych.

Żywicowe środki klejące

Żywicowe środki klejące mogą być użyte zarówno samodzielnie, jak i w mieszaninie.

Z powodu wymogu bezbarwności, masy przylepcowe zastosowane w taśmach samoprzylepnych zgodnie z wynalazkiem zawierają w szczególności uwodornione żywice klejące.

Do żywic posiadających pożądaną bezbarwność należą:

- uwodornione polimery dicyklopentadienu (na przykład, serii Escorez 5300, Exxon Chemicals).

- uwodornione polimery korzystnie aromatyczne C-8 i C-9 (na przykład, serii Regalite i Regalrez; Eastman Chemicals // serii Arkon P, Arakawa); te mogą być tworzone przez uwodornienie polimerów zawierających czyste związki aromatyczne albo przez uwodornione polimery różnych mieszanin związków aromatycznych.

- częściowo uwodornione polimery aromatyczne C-8 i C-9, na przykład, serii Regalite i Regalrez, Eastman Chemicals // Arkon M; Arakawa);

- uwodornione żywice politerpenowe (na przykład, Clearon M; Yasuhara) uwodornione polimery C-5/C-9 (na przykład, ECR 373; Exxon Chemicals ).

- aromatyczne modyfikowane, selektywnie uwodornione pochodne dicyklopentadienu (na przykład, Escorez 5600 seria; Exxon Chemicals ), oraz

- w pełni lub częściowo uwodornione żywice oparte na kalafonii (na przykład, Foral, Foralyn; Eastman Chemicals // Hydrogral; DRT).

Żywicowe środki klejące, wymienione jako ostatnie, mogą być używane zarówno samodzielnie, jak i w mieszaninie.

W masie przylepcowej stosowanej taśmie samoprzylepnej zgodnie z wynalazkiem mogą być obecne w małych ilościach nieuwodornione żywicowe środki klejące, na przykład, żywice węglowodorowe C-5,

PL 220 731 B1

C-9, C-5/C-9, żywice politerpenowe, modyfikowane aromatyczne żywice politerpenowe lub pochodne kalafonii. Jednakże, ich całkowite stężenie zwykle nie przekracza 30% wagowych, korzystnie nie przekracza 20% wagowych, w odniesieniu do łącznej wagi wszystkich składników masy przylepcowej.

Jeśli masy przylepcowe mają mieć przezroczystość czystej wody, użyte żywicowe środki klejące powinny osiągnąć wynik nieprzekraczający liczby 2, zgodnie ze skalą koloru Gardnera, przy założeniu, że są stosowane w stężeniu 50% wagowych i grubości filmu 500 gm. Żywicowe środki klejące użyte w mniejszych ilościach mogą też mieć naturalne (własne) kolory z liczbą Gardnera >2,0.

Zgodnie z DIN ISO 4630 (1982-11) liczba koloru Gardnera jest liczbą charakteryzującą kolor czystych cieczy (na przykład, spoiw dla materiałów malarskich i powłokowych). Określa się ją poprzez wzrokowe porównanie koloru próbki w rurze szkła z kolorem zdefiniowanych standardów. Kolor próbki, który wydaje się być najbardziej zbliżony do koloru standardu w badaniu jest wyznaczany jako liczba koloru Gardnera. Opisywane standardy używane dla skali koloru Gardnera są standardowymi kolorami 18 szkieł, każdy ze zdefiniowanymi współrzędnymi chromatyczności i przepuszczalności światła.

Dalsze składniki masy przylepcowej:

Jako dalsze dodatki możliwe są następujące środki:

- podstawowe antyutleniacze takie jak przestrzennie związane fenole

- dodatkowe antyutleniacze, takie jak fosforany albo tioetery

- stabilizatory procesu, takie jak zmiatacz C-rodnikowy (akceptor wolnych rodników)

- stabilizatory odporności na działanie światła, takie jak absorbery UV albo przestrzennie związane aminy

- dodatki wspomagające proces, takie jak żywice wzmacniające końcowe bloki, i

- w razie potrzeby, dalsze polimery, korzystnie elastomerowe z natury; elastomery, które mogą być użyte zawierają elastomery oparte na czystych węglowodorach, na przykład nienasyconych polideinach, takich jak naturalny lub syntetycznie wytworzony poliizopren albo pilibutadien, elastomery zasadniczo nasycone chemicznie, takie jak nasycone kopolimery etylenopropylenowe, kopolimery α-olefinowe, poliisobutylen, kauczuk butylowy, kauczuk etylenopropylenowy i węglowodory funkcjonalizowane chemicznie, takie jak poliolefiny zawierające halogen, zawierające akrylan albo eter winylowy, by wymienić choć kilka. Środki zmiękczające (plastyfikatory) takie jak płynne żywice, plastyfikatory olejowe lub polimery płynne o niskiej masie cząsteczkowej, takie jak polibuten o niskiej masie cząsteczkowej mający masę molową <1500 g/mol (przeciętna liczba), są używane tylko w bardzo małych ilościach <5% wagowych; korzystnie wcale nie są używane.

Przygotowywanie masy przylepcowej

Masy przylepcowe mogą być przygotowane i przetwarzane jako roztwór, jako dyspersja i jako wytop.

Preferowaną opcją jest wytwarzanie masy przylepcowej poprzez wytop, w którym to przypadku możliwe jest zastosowanie procesów okresowych lub procesów ciągłych.

Szczególnie korzystna jest ciągła produkcja mas przylepcowych za pomocą prasy do wyciskania.

Stosowanie masy przylepcowej w taśmie samoprzylepnej

Zgodnie z wynalazkiem, masy przylepcowe mogą być zastosowane zarówno do jednowarstwowych taśm samoprzylepnych ponownie odłączalnych bez pozostałości albo uszkodzeń przez obszerne pociąganie (na przykład zgodnie z DE 33 31 016 C2 albo DE 42 22 849 C1 albo WO 98/03601 A1), jak i dla wielowarstwowych taśm samoprzylepnych, z albo bez pośredniego nośnika piany (na przykład zgodnie z następującymi opisami i publikacjami patentowymi: DE 197 08 366, DE 198 20 858 A1,

WO 92/11333 A1, DE 196 49 727 A1, DE 196 49 728 A1, DE 196 49 729 A1, DE 197 20 145 A1, US 5,516,581 lub WO 95/06691 A1).

W przypadku ich użycia w wielowarstwowych samoprzylepnych taśmach zgodnie z DE 197 08 366 A1, masy przylepcowe mogą tworzyć środkowe warstwy, wewnętrzną warstwę i warstwy zewnętrzne.

Jeśli masy przylepcowe zostaną użyte jako warstwy zewnętrzne, warstwy wewnętrzne mogą być selektywnie wykonane z mas przylepcowych opartych na kopolimerach blokowych styrenu nasyconych do blokowego elastomeru i mas przylepcowych opartych na kopolimerach blokowych styrenu nienasyconych do blokowego elastomeru.

W tym drugim przypadku masy przylepcowe warstw zewnętrznych zawierają zazwyczaj stabilizatory odporności na UV, na przykład absorbery UV, które zmniejszają eksponowanie warstw wewnętrznych na światło.

PL 220 731 B1

Zaletą rozwiązań o konstrukcji wielowarstwowej zgodnie z opisem patentowym nr DE 197 08 366 A1 jest możliwość kontrolowania sił odrywania (zdzierania) w bardzo szerokim zakresie, niezależnie od własności adhezyjnych, poprzez stosowne rozmieszczanie wewnętrznych warstw klejących.

Odpowiednie są również wyżej wymienione konstrukcje, zawierające pośrednie nośniki piany zgodnie z DE 196 49 727 A1, DE 196 49 728 A1, DE 196 49 729 A1, DE 197 20 145 A1, US 5,516,581 lub WO 95/06691 A1, jednakże nie są one przeźroczyste z powodu rozpraszania się światła przez pory piany.

Przylepcowe masy mogą być kształtowane zgodnie z DE 44 28 587 C2 i z US 5,925,459 i/albo modyfikowane zgodnie z DE 44 31 914 C2.

Masy przylepcowe stosowane w taśmach samoprzylepnych, zgodnie z wynalazkiem, mogą być użytkowane w produktach opisanych w DE 43 39 604 C2.

Taśmy samoprzylepne dwustronnie/jednostronnie pokryte masą przylepcową.

Zgodnie z wynalazkiem masy przylepcowe mogą być używane zarówno w jednostronnie jak i w dwustronnie pokrytych taśmach samoprzylepnych, odłączalnych bez pozostałości albo bez uszkodzeń poprzez rozległe rozciąganie.

Taśmy samoprzylepne pokryte jednostronnie masą przylepcową mogą być otrzymane na przykład poprzez usunięcie jednej strony wyżej wymienionych dwustronnych taśm samoprzylepnych albo poprzez nałożenie nieaktywnej taśmy.

Formowanie

Typowe przetworzone formy taśm samoprzylepnych to na przykład rolki taśmy samoprzylepnej i paski klejące, w formie odcinków. Odcinki mogą zawierać nieadhezyjny obszar uchwytu, od którego może być zapoczątkowywana czynność odłączenia.

Chociaż opisane tutaj nowe masy przylepcowe mają być stosowane głównie w taśmach samoprzylepnych i/albo taśmach ponownie odłączalnych bez pozostałości albo uszkodzeń przez obszerne rozciąganie, to dzięki wysokiej sile wiązania w połączeniu z wysoką wytrzymałością na zerwanie i bardzo wysoką odpornością na starzenie, w szczególności bardzo wysoką stabilnością odporności na UV, mogą być również stosowane w dwustronnie samoprzylepnych taśmach przeznaczonych do trwałego ustalania przedmiotów.

Metody testowania próbek

Siła rozciągliwości wzdłużnej i maksymalne wydłużenie były mierzone metodą opartą o normę DIN 53504, przy strukturze międzywęzłowej „hantle” w rozmiarze S3 oraz szybkości rozdzielania 300 mm na minutę, chyba, że ustalono inaczej.

W celu określenia siły oddzielania (zerwania) należy przykleić taśmę samoprzylepną o wymiarach 50 x 20 mm, z nieadhezyjnym obszarem uchwytu przy górnym końcu, do dwóch stalowych płyt o wymiarach 50 x 30 mm, umieszczonych do siebie przystająco, stosując nacisk 500 niutonów w każdym przypadku, oprócz testu siły ścinającej (czas stabilności ścinania końcówki).

Każda stalowa płyta ma na dole otwór przystosowany do zamocowania stalowego haka w kształcie litery S.

Niższy koniec stalowego haka przenosi kolejną stalową płytę, co pozwala na usytuowanie testowanej próbki w niższej szczęce ściskającej maszyny testującej rozciągliwość.

Masy przylepcowe są przechowywane w temperaturze +40°C przez okres 24 godzin.

Po doprowadzeniu próbki do temperatury pokojowej taśma samoprzylepna jest odrywana z szybkością ciągnięcia 1000 mm na minutę, równolegle do płaszczyzny wiązania i bez kontaktu z krawędziami obszaru wymienionych dwu stalowych płyt. Podczas tego procesu wymagana siła odłączenia mierzona jest w niutonach (N).

Następnie określony jest parametr wyrażony średnią wartością z wartości naprężeń sił zrywają₂ cych (w N/mm²), mierzonych w zakresie, w którym taśma samoprzylepna przechodzi w stan odłączenia od stalowych podłoży przy długości wiązania między 10 mm i 40 mm.

Dla określenia siły zerwania, próbki taśmy z masą przylepcową zostały pokryte z jednej strony na całej powierzchni filmem PET grubości 23 μm (Hostaphan Rn 25; Mitsubishi Chemicals) bez bąbelków powietrza.

Gdy to zostało wykonane, druga strona taśmy została pokryta na jednym końcu paskiem filmu (ponownie Hostaphan Rn 25) o 6 mm dłuższym, tworząc nieadhezyjny z obu stron obszar uchwytu.

Następnie taśma samoprzylepna jest przyklejana swą przednią stroną, przy użyciu łagodnego nacisku palca, do podłoża próbki (pokryta tapetą płyta wiórowa: tapeta = Erfurt Kornung 52, farba =

Herbol Zenit Lg, tapeta przyklejona jest do ściskanej płyty wiórowej). Próbki są wtedy prasowane

PL 220 731 B1 ₂ przez 10 sekund przy stosowanym nacisku 90 N na 10 cm² obszaru wiązania, a następnie przetrzymywane w 40°C przez 15 minut.

Płyty testowe są tak mocowane w poziomie, aby obszar chwytny taśmy samoprzylepnej skierowany był w dół. Za pomocą zacisku (20 g) do nieadhezyjnego uchwytu przymocowywany jest ciężarek o masie 50 g, tak, aby wynikowe obciążenie zrywające (około 0,7 N na 20 mm szerokości taśmy) działało prostopadle do płaszczyzny wiązania.

Po 15 minutowej fazie próbnej wykonano znak na taśmie, w miejscu oderwania taśmy od podłoża, a następnie badanie powtórzono po 24 godzinach i wykonano znak w miejscu oderwania taśmy od początku próby. Odległość między tymi dwoma znakami jest określana jako ścieżka oderwania (jednostki: mm przez 24 godziny).

Do określenia wytrzymałości na ścinanie użyto taśmy samoprzylepnej, o wymiarach 20 x 50 mm, z obustronnie nieadhezyjnym obszarem uchwytu na jednym końcu (otrzymanym przez laminowanie na 25 mm dwuosiowym ukierunkowanym filmem poliestrowym mierzącym 20 x 13 mm - Hostaphan Rn 25), którą przyklejono na środku wypolerowanej kwadratowej stalowej płyty, o wymiarach 40 x 40 mm i grubości 3 mm.

Na odwrocie płyta stalowa wyposażona była w 10 cm stalowy pręt, który był osadzony centralnie i pionowo do powierzchni płyty. Próbki testowe zostały związane z podłożem (stal) z siłą 100 N, z czasem nacisku 5 sekund, i pozostawione w nieobciążonym stanie na 5 minut.

Po doborze granicznego obciążenia ścinającego zostało ono przyłożone poprzez zamocowanie zawieszonego ciężaru (20 N w przypadku 50 mm ramienia dźwigni), następnie został wykonany pomiar w momencie, gdy wiązanie (sklejenie) zaczęło zawodzić (tj., górny czas stabilności odporności na ścinanie).

Warunki testu zakładały temperaturę 23°C przy względnej atmosferycznej wilgotności 50%.

Warunki testów odpowiadają odmiennemu przeciążeniu, szczególnie moment skręcający był powiększony w przybliżeniu 10 razy względem tego, który powstaje, gdy normalny użytkownik będzie używać taką taśmę do przyklejenia. Takie przeciążenie jest niezbędne, ażeby ujawnić różnice między odrębnymi masami przylepcowymi w granicach rozsądnego czasu.

W celu zbadania stabilności odporności na UV, do szklanej płyty przyklejono 20 odcinków taśmy samoprzylepnej o wymiarach 20 x 50 mm, każdy wyposażony w uchwyt jak przy pomiarach naprężeń odrywających.

Następnie kawałek papieru o wymiarach 40 x 40 mm został przyczepiony do taśmy samoprzylepnej, z pozostawieniem uchwytu, na który nałożono warstwę nieprzeźroczystą dla UV, wystającą ze złącza klejowego, po czym ten kawałek papieru był prasowany (ściskany) z siłą 100 N.

Odcinki taśmy samoprzylepnej były następnie przechowane w testerze UV firmy Atlas przez 10 dni, tak aby promieniowanie UV przechodziło przez szklaną płytę i docierało do taśmy. Dawka naświetlania wynosiła 500 W/m2L, a temperatura czarnego panelu wynosiła 25°C.

Po 10 dniach takiego przechowywania taśmy samoprzylepne zostały oderwane przez ciągnięcie pod katem 15°. W wynikach odnotowano liczbę taśm samoprzylepnych, które zerwały się.

Wykonanie próbek do badań

Produkcja taśm z masą przylepcową

Do przykładów zastosowania według wynalazku, masy przylepcowe były przetwarzane do jednorodnej mieszaniny w ogrzewanym mieszalniku z łopatkami sigma (Werner und Pfleiderer LUK 1,0 K3 wyposażonym w termostat LTH 303 z mgw Lauda) w temperaturze około +160 do +180°C, w osłonie gazu obojętnego CO2.

Po ochłodzeniu, masa przylepcowa była wyciskana przez około 10 minut, przy +120°C do +140°C w prasie o kontrolowanej temperaturze (typ KHL 50 firmy Bucher Guyer ), tworząc odcinki taśmy samoprzylepnej o konstrukcji jednowarstwowej.

Grubość filmów dla konstrukcji jednowarstwowej wynosiła 700 pm, podczas, gdy dla konstrukcji wielowarstwowej wynosiła 500 pm ± 50 pm dla warstwy wewnętrznej i 100 ± 20 dla warstw zewnętrznych.

Przykłady:

Przedmiot wynalazku został bliżej zilustrowany na przedstawionych poniżej przykładach wykonania, które nie stanowią ograniczenia dla możliwości wynikających z istoty wynalazku.

Do wszystkich przykładowych wykonań dodane były dodatki: 0,5 części Irganox 1010 jako inhibitor starzenie się i 0,5 części Tinuvin P jako absorber promieniowania UV.

PL 220 731 B1

P r z y k ł a d porównawczy 1:

Struktura jednowarstwowa (grubości 700 μm): 50 części Kraton G 1650 części Regalite R 1100

P r z y k ł a d 2:

Struktura jednowarstwowa (grubości 700 μm): 25 części Kraton G 1650 części Tuftec P 1000 części Regalite R 1100

Przykład porównawczy 3:

Struktura jednowarstwowa (grubości 700 μm): 50 części Wektor 4211 części Regalite R 1100

P r z y k ł a d 4:

Struktura jednowarstwowa (grubości 700 μm):

części 25 części 50 części P r z y k ł a d 5:

Wektor 4211 Tuftec P 1000 Regalite R 1100

Struktura wielowarstwowa:

Warstwa środkowa (grubości 500 μm):

części Wektor 4211 części Regalite R 1100

Warstwy zewnętrzne (grubości 100 μm każda):

części Tuftec P 1000 części Regalite R 1100

Własności użytych podstawowych materiałów

Kraton G 1650:

SEBS, 100% wagowych 3-blokowy; zawartość bloku polistyrenu: około 30% wagowych; Polimery Kraton

Wektor 4211:

SIS, >95% wagowych 3-blokowy; zawartość bloku polistyrenu: około 30% wagowych; Chemiczny Exxon

Tuftec P 1000:

SBBS (styren-butadien/butylen-styren), około 35% wagowych 3-blokowy, około 65% wagowych 2-blokowy; zawartość bloku polistyrenu: około 30% wagowych, Asahi Kasei

Regalite R 1100:

uwodorniona żywica aromatyczna; temperatura zmiękczania (Ring & Bali): około +99°C Eastman

Irganox 1010:

przestrzennie związany fenol; Ciba Additive

Tinuvin P:

absorber UV, Ciba Additive

W poniższej tabeli zebrano dane z pomiarów testowych właściwości mechanicznych i adhezyjnych wykonanych na wzorcowych taśmach mas przylepcowych z powyższych przykładów:

Taśma z masą przylepcową z przykładu nr:	Wytrzymałość na rozciąganie w MPa/wydłużenie w%	Naprężenie odrywające w MlPa	Szybkość odrywania w mm/24 godz.	Górny czas odporności na ścinanie w dniach	Liczba przykładów z zerwaniem w testach UV
1	10,2/7740	1,5	60	1	0
2	9,4/960	1,3	24	32	2
3	12,7/71220	1,7	7	58	18
4	11,57/1180	1,5	9	42	8
5	10,57/1210	1,6	6	50	1

PL 220 731 B1

Zastosowanie SBBS (styren-butadien/butylen-styren) prowadzi do ulepszenia własności adhezyjnych, gdy jest łączony z uwodornionym SEBS.

Jest oczywistym na podstawie przykładu 2, że siła wytrzymałości na rozciąganie zmniejsza się tylko nieznacznie, a stabilność odporności na UV jest zachowana.

W mieszaninie SBBS i SBS stabilność odporności na UV jest wyraźnie większa, z nieznacznym pogorszeniem sił wiązania.

Idealnym wyborem są konstrukcje wielowarstwowe, w których SBBS jest użyty w warstwie zewnętrznej. W takim przypadku połączenie wysokich sił wiązania i odporności na UV jest optymalne.

Claims (10)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Zastosowanie masy przylepcowej, składającej się z co najmniej jednego kopolimeru blokowego styrenu, zawierającego jeden lub dwa bloki końcowe, złożone z winyli aromatycznych w ilości od 10% do 35% wagowych, bloku złożonego ze sprzężonego dienu, w którym rozdzielający 1,2 dien jest selektywnie uwodorniony, oraz z dodatkowych komponentów lub ich mieszanek, w szczególności plastyfikatorów i/lub inhibitorów starzenia się i/lub środków wspomagających proces i/lub wypełniaczy i/lub barwników i/lub wybielaczy optycznych i/lub stabilizatorów i/lub żywic wzmacniających końcowe bloki, przy czym udział kopolimeru blokowego styrenu w masie przylepcowej wynosi od 20 do 70% wagowych, do wytwarzania co najmniej jednowarstwowej taśmy samoprzylepnej.
2. 2. Zastosowanie według zastrz. 1, znamienne tym, że udział kopolimeru blokowego styrenu w masie przylepcowej wynosi korzystnie od 30 do 60% wagowych, a najkorzystniej od 35 do 55% wagowych.
3. 3. Zastosowanie według któregokolwiek z zastrz. od 1 do 2, znamienne tym, że aromatyczne winyle są w szczególności częściowo uwodornionymi kopolimerami blokowymi styreno-izopropeno-styrenowymi, kopolimerami blokowymi styreno-butadieno-styrenowymi, albo ich mieszaniną.
4. 4. Zastosowanie według któregokolwiek z zastrz. od 1 do 3, znamienne tym, że masa przylepcowa zawiera kopolimery blokowe styrenu, które są całkowicie uwodornione do elastomeru blokowego i są oparte na styreno-etyleno/butyleno-styrenie i/lub na styreno-etyleno/propyleno-styrenie.
5. 5. Zastosowanie według któregokolwiek z zastrz. od 1 do 4, znamienne tym, że kopolimery blokowe styrenu są funkcjonalnie modyfikowane, w szczególności modyfikowane bezwodnikiem maleinowym, modyfikowane silanem lub epoksydowane.
6. 6. Zastosowanie według któregokolwiek z zastrz. od 1 do 5, znamienne tym, że kopolimery blokowe styrenu zawierają końcowe bloki polistyrenowe.
7. 7. Zastosowanie według któregokolwiek z zastrz. od 1 do 6, znamienne tym, że kopolimery blokowe styrenu zawierają poliwinyle aromatyczne w ilości od 10% do 35% wagowych, korzystnie od 15% do 32% wagowych.
8. 8. Zastosowanie według któregokolwiek z zastrz. od 1 do 7, znamienne tym, że masa przylepcowa zawiera żywicowe środki klejące, jak również elastomery.
9. 9. Zastosowanie według któregokolwiek z zastrz. od 1 do 8, znamienne tym, że taśma samoprzylepna ma strukturę wielowarstwową, a w szczególności dwu lub trzywarstwową.
10. 10. Zastosowanie według któregokolwiek z zastrz. od 1 do 9, znamienne tym, że taśma samoprzylepna zawiera pośredni nośnik piankowy.