单面自粘合胶带作为透气胶带的用途的制作方法

文档序号:4427301阅读:193来源:国知局
专利名称:单面自粘合胶带作为透气胶带的用途的制作方法
技术领域
本发明涉及透气性(air permeability)大于30cm3/(cm2.s)的单面自粘合胶带作为透气胶带(venting tape)的用途,以及其作为透气胶带的用途,其中该粘合胶带粘贴在气压比周围空间高的密封空间的开口(aperture)上,特别是与白色产品(white goods)如冰箱的侧壁的现场发泡(foam-in-place)填充相关。
背景技术
白色产品的侧壁的现场发泡填充通常通过将聚氨酯液体通过开口导入侧壁的空腔内而完成的。然后聚氨酯发泡,从而填满空腔。为了防止聚氨酯或聚氨酯泡沫通过装填开口或组装(assembly)开口跑出,用粘合胶带密封这些开口。
在这一过程中引起的问题是,空腔内的发泡产生额外的压力,在用粘合胶带密封装填开口的同时必须要降低该压力。由于这一原因,所采用的粘合胶带包括具有一定透气性的胶带。然而,至今,仍不能保证白色产品制造商对粘合胶带所要求的透气性值。
有孔粘合胶带从DE 10252516A1中可获知。该专利描述了与涂料相容的自粘合制品,该制品意图用于涂刷过的、安装在小汽车外部的塑料部件的机械保护,并具有膜状衬背材料,它的外部层合有针织品织物层,而它的内部通过涂布自粘合组合物变得发粘。在一优选实施方案中,特别是,当在涂刷过的塑料部件上使用,并且该部件具有高的涂料中的残留溶剂含量时,例如在低的干燥温度下为了提高透气性,可将衬背材料刺孔。
DE19755436A1披露了一种用压敏(pressure-sensitive)粘合剂至少部分直接涂覆可拉伸的衬背材料的方法。根据该方法,通过输送装置相对于涂覆装置引导衬背材料,其方式使压敏粘合剂通过涂覆装置涂布到衬背材料上,输送装置具有固定设备或支持设备。这些设备以一定的方式提供将材料传送至涂覆组件并将其与涂覆组件分开所需的力,该方式使得在涂覆过程中衬背材料的性质不发生改变。在一认为有优势的实施方案中,支持设备为针辊(needle roll)。
应用于刺孔、模压(emboss)、传输和开模(opening drums)等的针辊使用广泛,并且可以从例如Tambula、Bebra或burckhardt、Basle购买。

发明内容
本发明的目的是提供透气胶带,特别是与白色产品如冰箱的侧壁的现场发泡填充相关的透气胶带,它能够可再现地(reproducibly)保证衬背面和粘合面上有特定的透气性。
本发明的目的是通过使用如主权利要求所限定的单面自粘合胶带而实现的。从属权利要求涉及本发明主题物的优势开发(advantageousdevelopment)。
因此,本发明提供了单面自粘合胶带作为透气胶带的用途,其中粘合胶带粘贴在比气压周围空间高的密封空间的开口上,特别是与白色产品如冰箱的侧壁的现场发泡填料相关,其中,·该单面自粘合胶带具有一面涂布有热熔胶粘剂的衬背,并且该胶带在衬背面上的透气性大于30cm3/(cm2.s),·将该粘合胶带用热针刺孔,优选位于针辊上,·孔的数量至少为5个/cm2。
在第一优选实施方案中,粘合胶带的厚度为150~500μm,特别是为200~350μm。
根据一优势开发,粘合胶带的断裂伸长率为10%~50%,极限拉伸强度为20~40N/cm,与钢的粘合强度(bonding strength)大于1N/cm,特别是大于2.0N/cm。
更优选,粘合胶带在衬背面上的透气性大于40cm3/(cm2.s),特别是大于50cm3/(cm2.s)。粘合面(adhesive side)上的透气性应该大于50cm3/(cm2.s),优选大于60cm3/(cm2.s),更优选大于75cm3/(cm2.s)。
根据一优选实施方案,涂布重量(coatweight)(即每单位面积涂布的粘合剂的量)为40~60g/cm2。
可以使用所有已知的纺织衬背作为粘合胶带的衬背材料,例如编织物(wovens)、针织品和无纺布(nonwoven)网布(web);术语“网布”至少包括纺织片状结构(根据EN 29092(1988))、以及缝编无纺布和相似系统等。
同样,可以使用三层织物(spacer fabrics),包括编织物和针织品,利用层合。在EP0071212B1中披露了此类三层织物。三层织物为垫状层(matlikelayer)结构,包含纤维或长丝网布(filament web)的覆盖层、底层和介于这些层之间的单独的固定纤维(retaining fibre)或这些纤维的纤维束,所述纤维分布在整个层结构区域中,穿过颗粒层(particle layer),并将覆盖层和底层相互结合在一起。作为附加的、尽管不是必须遵循的特征,依照EP0071212B1的固定纤维包含惰性矿物颗粒如沙子、砂砾等。用穿过颗粒层的固定纤维以一定的距离将覆盖层和底层彼此固定住,并连接覆盖层和底层。在两篇文章中,即journal kettenwirk-praxis 3/93,pp59-63的“RaschelgewirkteAbstandsgewirke”[Raschel-knitted spacer knits]和journal kettenwirk-praxis1/94,pp73-76的“Raschelgewirkte Abstandsgewirke”中特别一起描述了三层编织物或三层针织品,在此包括所述文章的内容作为参考并成为本发明和公开内容的一部分。
特别是,合适的无纺布不仅包括加固的短纤维(staple fibre)网布,还包括需要额外加固的长丝网布、熔喷(meltblown)网布和纺粘网布(spunbondedweb)。可行的加固网布的方法为机械加固、热加固和化学加固。而对于机械加固,一般通过单独的纤维的交缠,通过纤维束的内部结环(interlooping)或用另外的线缝合,纯粹用机械方法将纤维固定在一起,可以通过热的方法和化学方法来获得粘合(用粘合剂)或内聚(cohesive)(无粘合剂)纤维-纤维结合。给定合适的配方和合适的过程状态,可以唯一地或者至少绝大部分地将这些键限定在纤维的结点(nodal point),从而形成稳定的三维网络同时保留网布松弛、开放的结构。
已证实尤其有优势的网布是那些特别用另外的线有底缝编(overstitch)或通过内部结环加固的网布。
例如,在Karl Mayer公司(原来的Malimo)制造的“Malifleece”型缝编机上生产该类加固的网布,在其它公司中,也可以从Naue Fasertechnik和Techtex GmbH获得该类加固的网布。Malifleece的特征在于通过纤维网形成的环(loop)来加固交叉铺网(cross-laid)网布。
所用的衬背也可以为Kunit或Multiknit型的网布。Kunit网布的特征在于它源于纵向取向纤维的加工以形成片状结构的,该片状结构在一侧上具有环头和环腿(heads and legs of loops),而在另一侧具有环脚(loop feet)或长毛纤维皱褶(pile fibre fold),但既没有线也没有预制的片状结构。这种网布已经在特别是例如Karl Mayer公司制造的“Kunitvlies”型缝编机上被生产多年了。该网布的另一特征在于作为纵向纤维网布,它能吸收纵向方向的高的拉伸力。相对于Kunit网布,Multiknit型网布的特征在于该网布依靠双面针刺在顶面和底面都进行加固。最后,缝编网布还适合作为形成本发明的覆盖物和本发明的粘合胶带的中间物。缝编网布是由具有大量彼此平行延伸的针脚(stitches)的无纺布材料制成的。这些针脚通过将连续纺线(continuous textile threads)结合、缝合或针织而产生。对于这类网布,已知有Karl Mayer公司(原来的Malimo)制造的“Maliwatt”型的缝编机。
另外,特别有利的是在第一步用机械预加固的短纤维网布,或者是用水力形成的(laid hydrodynamically)湿法成网的(wet-laid)网布,其中2%~50%的网布纤维,特别是5%~40%的网布纤维是熔结纤维(fusible fibre)。该类网布的特征在于纤维是湿法成网的(laid wet),或者,例如,短纤维网布是通过从网布纤维形成环,或者通过针织、缝合或喷气和/或喷水处理来预加固的。在第二步中,进行热定形,网布的强度通过熔结纤维的(部分)熔融再次增加。
设计用于织物衬背的原料具体包括聚酯、聚丙烯、粘胶纤维或棉纤维。但是,本发明不限于所述的材料,而是可以使用大量的其它纤维来生产此网布,这对于普通技术人员是显而易见的无需任何创造性的行为。合适的衬背还包括纸、层片(laminate)或膜(例如PP、PE、PET、PA、PU)构成的那些衬背。
在另一优选实施方案中,所用的衬背材料为无纺布。
本发明的粘合胶带可以包含基于天然橡胶或丙烯酸酯类的热熔胶粘剂(hotmelt adhesive)。
已经证实尤其有优势的胶粘剂是基于丙烯酸酯类热熔体的胶粘剂,通过浓缩胶粘剂的溶液以得到可作为热熔剂加工的体系而获得,且K值至少为20,特别是大于30。在适当装配的罐或挤出机中进行浓缩;特别在伴随有脱去挥发组分的情况下,优选排气式挤出机。在DE4313008A1中披露了此类胶粘剂,其内容在此作为参考且成为本发明和公开内容的一部分。在中间步骤中,完全除去用该方式制备的丙烯酸酯类组合物中的溶剂。此外,除去其它挥发性成分。在由熔体涂布之后,这些组合物仅仅包含少量的挥发成分。因此,可以采用上面引用的专利中提出的所有单体/配方。专利中描述的组合物的另外的优点在于它们具有高K值,从而具有高分子量。技术人员可认识到,分子量较高的体系可以更有效地交联。因此,挥发性成分的分率相应减少。组合物溶液可以含有5~80%重量,特别是30~70%重量的溶剂。优选使用可购买的通常的溶剂,特别是低沸点的烃、酮、醇和/或酯。还优选使用具有一个,特别是两个或更多个脱挥发部件的单螺杆、双螺杆或多螺杆挤出机。基于烯酸酯类热熔体的胶粘剂可包含可共聚的安息香衍生物,例如丙烯酸酯类或甲基丙烯酸酯类,如安息香丙烯酸酯或安息香甲基丙烯酸酯。在EP0578151A1中描述了该类安息香衍生物。此外,基于丙烯酸酯类热熔体的胶粘剂可以化学交联。
在一特别优选的实施方案中,所用的自粘合组合物包含下列物质的共聚物(甲基)丙烯酸及其具有1~25个碳原子的酯,马来酸、富马酸和/或衣康酸和/或它们的酯,取代的(甲基)丙烯酰胺、马来酸酐和其它乙烯基化合物如乙烯基酯,特别是乙酸乙烯酯、乙烯醇和/或乙烯醚。残留的溶剂含量应低于1%重量。
已表明的一种特别合适的胶粘剂是低分子质量、压敏性丙烯酸酯类热熔体胶粘剂,如由BASF在acResin UV或Acronal,尤其是Acronal DS3458牌号的胶粘剂。低K胶粘剂由于最后辐射-化学引发的交联过程的结果取得了应用取向(application-oriented)性。
此外,可以使用由天然橡胶或合成橡胶构成的热熔体胶粘剂,或者由任何需要的天然橡胶和/或合成橡胶的共混物构成的热熔体胶粘剂,原则上,根据所要求的纯度和粘度水平从所有可用等级(如绉片(crepe)、RSS、ADS、TSR或CV等级)选择天然橡胶或橡胶类,并且从无规共聚的苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶(BS)、合成的聚异戊二烯(IR)、丁基橡胶(IIR)、卤代丁基橡胶(XIIR)、丙烯酸酯类橡胶(ACM)、乙烯-醋酸乙烯基酯(EVA)共聚物和聚氨酯和/或它们的共混物中选择合成橡胶是可行的。
为了提高加工性,还优选可以向橡胶中加入重量分率占弹性体部分总量(total elastomer fraction)的10%~50%的热塑性弹性体。在这一点上作为代表特别提及尤其相容的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)产品。优选将粘合胶带用热针刺孔,优选位于针辊上,密度至少为5个/cm2。每平方厘米的孔数优选大于10,更优选大于15。针的直径,从而孔的直径为0.5~1.5mm,特别为0.9~1.00mm。
本发明的单面自粘合胶带非常适合用作透气胶带,其中该粘合胶带粘贴在气压比周围空间高的密封空间的开口上,特别是与白色产品如冰箱的侧壁的现场发泡填充相关。该粘合胶带由一侧涂布有热熔体胶粘剂的衬背构成。如果用热针,即优选温度为100℃,更优选为170~400℃的针刺透该粘合胶带,不仅衬背材料,而且直接靠近针的胶粘剂都会熔化。两种材料同时被针移位(displaced),因此形成恰好通过粘合胶带的孔。
由于拔出针,孔的边缘区域开始冷却,因此衬背材料和尤其是热熔体胶粘剂变成固体。这样,产生永久性的孔,即不会随着时间因胶粘剂跑回并封住孔而被闭合。
对现有胶带可以观察该效应,因此它们不能长期存放。另外,在生产胶带之后,由于胶粘剂缓慢流回,孔马上开始收缩,这逐渐地产生透气性的急剧下降。因此,目前不可能长期保证粘合胶带中特定的透气性。
本发明解决了这些问题。通过使用热熔体胶粘剂,在常温(室温)下胶粘剂不会发生改变。孔的直径保持恒定-作为针的直径的函数-因此在粘合胶带中得到始终如一的透气性。
具体实施例方式
测试方法粘合强度用基于PSTC-1的方法测试剥离强度(粘合强度)。通过使用5kg滚筒将胶带来回滚压五次,将2cm宽的压敏粘合胶带条粘附在测试基底,例如磨过的钢板或PET板上。在拉伸测试机上将板夹紧,并以300mm/min的速度、180°的剥离角度由该自粘合胶带条的自由端将其剥去,测量完成剥离需要的力。用N/cm记录结果,并求出三次测量的平均值。全部测量都是在室温下进行的。
拉伸伸长特性/断裂伸长率根据DIN EN ISO527-3/2/300,在300mm/min的测试速度、10mm的夹持长度和0.3N/cm的预拉伸力下,在2号测试样品(150mm长,可能约15mm宽的长方形测试带)上测定卷绕膜的拉伸伸长特性。在样品有粗糙切口边缘的情况下,在拉伸测试之前应该用锋利的刀片将该边缘弄齐整。为了测量在1%伸长率下的张力或应变,与上述过程不同的是,以10mm/min的测试速度和0.5N/cm的预拉伸力,在型号为Z 010的拉伸测试机(Zwick制造)上进行测量。对测试机进行说明,因为其测量评估的程序对1%值会有一些影响。除非另外提及,在纵向(MD,运行方向)上测试拉伸伸长特性。用N/条宽表示力,用N/条截面表示应变,用%表示断裂伸长率。应该用足够次数的测量统计地支持这些测试结果,尤其是断裂伸长率(在断裂时的伸长)。
透气性使用GURLEY孔板测量透气性。由每单位时间通过限定区域的空气体积来说明透气性。使用以下设备·透气度测定仪(W.& L.E.Gurley,Troy,N.Y.,USA)·GURLEY孔板A(大)开孔面积=1.0平方英寸·GURLEY孔板B(小)开孔面积=0.25平方英寸·GURLEY孔板C(非常小)开孔面积=0.1平方英寸·秒表升高透气度测定仪的内筒直到它到达安装弹簧处,在该处将其固定。然后无需拉紧(without tension)将分析样品粘附在适当的孔板上,该孔板插入透气度测定仪中并旋紧。接着将内筒与安装弹簧放开,慢慢下降到起始标记(start mark),然后释放。
用秒表如下测量下落时间·对于孔板A和B,从100cm3至300cm3标记(空气体积=200cm3);·对于孔板C,从100cm3至150cm3标记(空气体积=50cm3).
使用GURLEY孔板测试的结果孔板A(大)L=200cm36.45cm2*t]]>孔板B(小)L=200cm31.61cm2*t]]>孔板C(非常小)L=200cm30.645cm2*t]]>孔板说明
GURLEY孔板图3中标注的“a”的开孔面积(cm2)A(大) 6.45(=1.0平方英寸)B(小) 1.61(=0.25平方英寸)C(非常小) 0.645(=0.1平方英寸)


参考下述各图说明本发明的胶带条尤其具有优势的一个方面,而不因此毫无必要地限制本发明。
图1示出了从衬背观察的本发明的粘合胶带条,和图2示出了图1中本发明的粘合胶带条的侧面部分(side section)。
图1示出了从衬背11观察的本发明的粘合胶带条1。胶带条1具有无纺布衬背11,在该衬背的下侧(underside)配置有胶粘剂涂层13。通过衬背11针刺了大量的孔12,具体为每平方厘米14个。
图2示出了图1中本发明的粘合胶带条1的侧面部分。在衬背11的下侧为胶粘剂涂层13。由于热熔体胶粘剂13,在热针的帮助下,永久性地得到了直接通过(right through)衬背的孔12。
图3示出了所用孔板,a表示开孔面积,b表示孔径。
权利要求
1.一种单面自粘合胶带作为透气胶带的用途,其中该粘合胶带粘贴在气压比周围空间高的密封空间的开口上,特别是与白色产品如冰箱的侧壁的现场发泡填充相关,其中,该单面自粘合胶带具有一面涂布有热熔胶粘剂的衬背,并且该单面自粘合胶带在该衬背面上的透气性大于30cm3/(cm2.s),将该粘合胶带用热针刺孔,优选位于针辊上,孔的数量至少为5个/cm2。
2.权利要求1的单面自粘合胶带的用途,其特征在于粘合胶带的厚度为150~500μm,特别是为200~350μm。
3.权利要求1或2的单面自粘合胶带的用途,其特征在于该粘合胶带在衬背面上的透气性大于40cm3/(cm2.s),特别是大于50cm3/(cm2.s)。
4.权利要求1~3至少一项中的单面自粘合胶带的用途,其特征在于粘合胶带的断裂伸长率为10%~50%。
5.上述权利要求至少一项中的单面自粘合胶带的用途,其特征在于用无纺布作为衬背材料。
全文摘要
本发明涉及一种单面自粘合胶带作为透气胶带的用途,其中该粘合胶带粘贴在气压比周围空间高的密封空间的开口上,特别是与白色产品如冰箱的侧壁的现场发泡填充相关,其中,该单面自粘合胶带具有一面涂布有热熔胶粘剂的衬背,并且该衬背面的透气性大于30cm
文档编号B29C44/34GK1706904SQ200510075568
公开日2005年12月14日 申请日期2005年6月6日 优先权日2004年6月4日
发明者弗兰克·科尔摩根, 托本·奎德诺 申请人:蒂萨股份公司
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