Verfahren zum Ummanteln von langgestrecktem Gut insbesondere

Leitungen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ummanteln von langge strecktem Gut, insbesondere Kabelsätzen.

Seit geraumer Zeit werden in der Industrie Klebebänder zur Her stellung von Kabelbäumen verwendet . Die Klebebänder werden zum Bündeln einer Vielzahl von elektrischen Leitungen vor dem Einbau oder in bereits montiertem Zustand eingesetzt, um beispielsweise den Raumbedarf des Leitungsbündels durch Bandagieren zu redu zieren und zusätzlich Schutzfunktionen wie Schutz gegen mecha nische und/oder thermische Beanspruchung zu erreichen. Gängige Formen von Klebebändern umfassen Folien- oder Textilträger, die in der Regel einseitig mit Haftklebemassen beschichtet sind. Klebebänder zum Ummanteln von langgestreckten Gütern sind bei spielsweise aus der EP 1 848 006 A2, der DE 10 2013 213 726 Al, und der EP 2 497 805 Al bekannt.

Derzeitige mit Klebeband umwickelte Kabelsätze sind in der Regel flexibel. Dies ist jedoch aus fertigungstechnischen Gründen oft unerwünscht. In der Fertigung werden die Kabelstränge in der Regel zu einem Kabelplan vorgefertigt und dann in das zu bestü ckende Objekt wie beispielsweise Automobile eingesetzt. Ein Ka belsatzplan entspricht der tatsächlichen räumlichen Anordnung der einzelnen Kabelstränge in dem Kabelsatz, also welcher Ka belstrang an welcher Stelle in welchem Winkel gebogen ist, wo sich Positionen von Abzweigen oder Ausbindungen befinden und mit welchen Steckern die Enden der Kabelstränge belegt sind.

Um die einzelnen Stränge des Kabelsatzes in einer bestimmten Form zu halten, so dass sie zum Beispiel im Motorraum um den Motor herumgeführt werden können, ohne mit dem Motor in Kontakt zu kommen, werden um den mit Klebeband umwickelten Kabelbaum üblicherweise nachträglich Spritzgussteile angebracht. Diese Spritzgussteile haben aber den Nachteil, dass ein zusätzlicher Material- und Montageaufwand anfällt .

In der WO 2015/004190 Al wird ein Verfahren zum Ummanteln von langgestrecktem Gut wie insbesondere Leitungen oder Kabelsätzen offenbart, bei dem das langgestreckte Gut mit einem Klebeband mit darauf aufgebrachter aushärtbarer Klebemasse in einer Schraubenlinie oder in axialer Richtung umhüllt wird und die auf dem Klebeband aufgebrachte Klebemasse durch Zufuhr von Strah lungsenergie wie Wärme ausgehärtet wird. Zur thermischen Aus härtung wird dabei eine Temperatur von 175°C angewendet.

Nachteilig bei diesem Verfahren ist die hohe Aushärtungstempe ratur, die bei der Montage von Kabelsträngen während des Ferti gungsprozesses beispielsweise in der Automobilindustrie wenig praktikabel ist, insbesondere weil die oft aus PVC gefertigten Kabelisolierungen beschädigt werden können. Folglich werden bis lang Kabelpläne in vorgefertigen Spritzgussformen verlegt. Dies ist mit hohem Fertigungsaufwand verbunden.

Daher sind Klebebänder wünschenswert, deren Klebemassen bei höchstens 110 °C, bevorzugt höchstens 100 °C, weiter bevorzugt zwischen 60 °C und 100 °C aushärten, damit die Umhüllung von Klebebändern in den Fertigungsprozessen der Kabelbäume bezie hungsweise Kabelpläne integriert werden kann.

Die Klebebänder sollen innerhalb der Prozessvorgaben zur Wei terverarbeitung, zum Beispiel innerhalb von 6 Minuten, aushärten und nach dem Aushärten die geforderten Anforderungen an Form stabilität aufweisen. Andererseits dürfen die Klebemassen nicht schon bei der Lagerung aushärten, da sie ansonsten nicht mehr verwendbar sind.

Aus der US 2019/0228885 Al ist Verfahren zum Bilden eines starren Kabelbaums bekannt umfassend das Bereitstellen einer härtbaren Hülse, umfassend eine härtbare Verbindung, einen Klebstoff und eine Unterlage. Die härtbare Verbindung umfasst ein Polymer, das eine kontinuierliche Phase bildet, und ein reaktives Harz, das im ungehärteten Zustand der härtbaren Verbindung eine diskonti nuierliche Phase bildet. Die härtbare Verbindung umfasst ferner mindestens einen Härter, einen Initiator oder einen Beschleuni ger. Zur Bildung des starren Kabelbaums werden mehrere Kabel in Längsrichtung auf der Hülse platziert, die härtbare Hülse um die platzierte Vielzahl von Kabeln gewickelt, um einen Kabelbaum zu bilden, der Kabelbaums in eine gewünschte Form platziert wird und die härtbare Verbindung ausgehärtet wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Ummanteln von langgestrecktem Gut unter Verwendung eines rigiden Klebebands zur Verfügung zu stellen, das die oben be schriebenen Anforderungen erfüllt. Aufgabe der vorliegenden Er findung ist es auch ein mit dem Verfahren erhältliches Produkt zur Verfügung zu stellen.

Zur Lösung des technischen Problems wird ein Verfahren zum Um manteln von langgestrecktem Gut vorgeschlagen, umfassend einen bandförmigen Träger, der auf mindestens einer Seite mit einer bevorzugt selbstklebenden Klebeschicht versehen ist, die insbe sondere bei einer Temperatur von bis zu 110 °C thermisch aus härtbar ist. Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Ummanteln von langgestrecktem Gut wie insbesondere Leitungen oder Kabelsätzen, mit einem Klebeband umfassend einen bandförmigen Träger, der auf mindestens einer Seite mit einer thermisch härtbaren, schmelz baren, vorzugsweise haftklebrigen Klebeschicht versehen ist, wo bei die Klebeschicht ein epoxidfunktionalisiertes Acryl- nitril/Butadien-Copolymer mit durchschnittlich mehr als 1,5 Epo xidgruppen pro Molekül und das vorzugsweise gemahlene Reakti onsprodukt aus Phthalsäureanhydrid und Diethylentriamin umfasst, wobei das Klebeband in einer Schraubenlinie um das langge streckte Gut geführt wird oder das langgestreckte Gut in axialer Richtung von dem Klebeband umhüllt wird, das langgestreckte Gut mitsamt dem umhüllenden Klebeband in die gewünschte Anordnung, insbesondere in den Kabelsatzplan gebracht wird, das langge streckte Gut in dieser Anordnung gehalten wird, die aushärtbare Klebemasse durch die Zufuhr von thermischer Energie insbesondere bei einer Temperatur von bis zu 110 °C zum Aushärten gebracht wird .

Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere einen thermisch härtbaren Klebstoff, der bei Raumtemperatur eine feste oder zu mindest sehr hochviskose Konsistenz hat und vorzugsweise haft klebrig ist, in einem Temperaturbereich zwischen ungefähr 40 °C und 60 °C als Schmelze in einem Compoundier- und Extrusionspro zess verarbeitet werden kann und thermisch bei einer Temperatur von bis zu 110 °C, aber auch in einem Temperaturbereich zwischen 110 °C und 230 °C aushärtet. Die so erzielte Aushärtung bein haltet eine chemische Vernetzung, so dass der Klebstoff nach der Aushärtung nicht mehr schmelzbar ist.

Unter einem epoxidfunktionalisierten Acrylnitril/Butadien-Copo lymer mit durchschnittlich mehr als 1,5 Epoxidgruppen pro Mole kül wird in dieser Schrift ein Copolymer aus Acrylnitril und Butadien verstanden, an das die entsprechende Anzahl an Epoxid- gruppen chemisch angeknüpft ist. Vorzugsweise sind zwei Epoxid gruppen pro Molekül chemisch angeknüpft. Die chemische Anknüp fung erfolgt im Allgemeinen in der Weise, dass von einem Car- boxyl-funktionalisiertem, meist Carboxyl-terminierten Copolymer aus Acrylnitril und Butadien (CAS-Nummer: 68891-46-3) ausgegan gen wird, das entweder mit einem Diepoxid, zum Beispiel mit Bisphenol-A-diglycidylether (DGEBA) oder mit Bisphenol-F-digly- cidylether (DGEBF) oder mit einem Bisphenol-A-Epichlorhydrinharz mit durchschnittlicher Molmasse <700 g/mol (CAS-Nummer: 25068- 38-6) oder mit einem Bisphenol-F-Epichlorhydrinharz (CAS-Nummer: 9003-36-5) oder mit Epichlorhydrin umgesetzt wird. Carboxyl- terminierte Copolymere aus Acrylnitril und Butadien sind unter dem Handelsnamen Hypro® und der Endung CTBN von der Firma CVC/ Emerald Performance Materials kommerziell erhältlich. Die daraus hergestellten epoxidfunktionalisierten Acrylnitril/Butadien-Co polymere sind von der gleichen Firma ebenfalls unter dem Han delsnamen Hypro®-erhältlieh und tragen die Endung ETBN. Sie sind weiterhin von der Firma Schill+Seilacher unter dem Handelsnamen Struktol®-Polydis erhältlich. Dort sind unter dem gleichen Han delsnamen auch die besonders vorteilhaften, mit Bisphenol A und Bisphenol F kettenverlängerten Typen erhältlich sowie die eben falls verwendbaren epoxidfunktionalisierten, vorvernetzten Nit rilkautschuke .

Das Reaktionsprodukt aus Phthalsäureanhydrid und Diethylentria- min hat die CAS-Nummer: 68003-28-1. Es ist in gemahlenener Form unter dem Handelsnamen ARADUR® 9506 von der Firma Huntsman er hältlich. Der freie Diethylentriamingehalt liegt vorteilhaft und gemäß der Spezifikation von ARADUR® 9506 zwischen einschließlich 1,0 und 5,0 Gewichtsprozent. Die Korngröße ist vorteilhaft (und auch gemäß der Spezifikation von ARADUR® 9506) zu mindestens 95 Gewichtsprozent im Durchmesser kleiner oder gleich 70 pm (er mittelt mittels statischer Laser-LichtStreuung (Laser diffrac- tion technique, ISO 13320:2009; da die Ausschlussgrenze bei 70 mpi liegt, ist eine Spezifizierung nach Mie- oder Fraunhofer- Therie nicht erforderlich) .

Mahlen umfasst in dieser Schrift wie üblich die allgemeine Zer kleinerung von stückigem Material zu einem fein- oder feinst- körnigen Endprodukt .

Das epoxidfunktionalisierte Acrylnitril/Butadien-Copolymer mit durchschnittlich mehr als 1,5 Epoxidgruppen pro Molekül und das vorzugsweise gemahlene Reaktionsprodukt aus Phthalsäureanhydrid und Diethylentriamin liegen in dem Klebstoff vorteilhaft in ei nem definierten Verhältnis vor. Dieses definierte Verhältnis ist so gewählt, dass die Anzahl der NH-Bindungen des vorzugsweise gemahlenen Reaktionsprodukts aus Phthalsäureanhydrid und Diet- hylentriamin zur Gesamtanzahl der Epoxidgruppen zwischen ein schließlich 0,1 und 1,5, bevorzugt zwischen einschließlich 0,3 und 1,2, besonders bevorzugt zwischen 0,5 und 0,9 beträgt, wobei zur Berechnung dieser Verhältnisse für das Reaktionsprodukt aus Phthalsäureanhydrid und Diethylentriamin von einem theoretischen Äquivalentgewicht von 77,7 g pro Mol NH-Bindungen ausgegangen wird .

Ein schmelzbarer Klebstoff im Sinne dieser Schrift hat eine mit einem Rheometer im Oszillationsversuch bei einer sinusförmig os zillierenden Scherbeanspruchung in einer Platte-Platte-Anord- nung, einer Temperatur von 23 °C und einer Oszillationsfrequenz von 10,0 rad/ s gemessene komplexe Viskosität von mindestens 1.000 Pas, vorzugsweise mindestens 2.000 Pas, idealerweise min destens 3.000 Pas. Bei Temperaturen im Bereich zwischen 40 °C und 60 °C und einer Oszillationsfrequenz von 10,0 rad/ s verrin gert sich die komplexe Viskosität bis auf weniger als 500 Pas, vorzugsweise bis auf weniger als 200 Pas, idealerweise bis auf weniger als 100 Pas. Die Oszillationsfrequenz entspricht der Winkelfrequenz . Die komplexe Viskosität h* ist folgendermaßen definiert:

h* = G* / w

(G* = komplexer Schubmodul, w = Winkelfrequenz) .

Die weiteren Definitionen lauten:

G* = yj (G ' ) ² + (G ' ' ) ²

(G" = Viskositätsmodul (Verlustmodul) ,

G' = Elastizitätsmodul (Speichermodul)) .

G ' ' = T /Y · sin ( d )

(t = Schubspannung, g = Deformation, d = Phasenwinkel = Pha senverschiebung zwischen Schubspannungs- und Deformationsvek tor) .

G ' = T /Y · cos ( d )

(t = Schubspannung, g = Deformation, d = Phasenwinkel = Phasen verschiebung zwischen Schubspannungs- und Deformationsvektor) . w = 2n · f

(f = Frequenz) .

Haftklebrigkeit ist die Eigenschaft eines Stoffes, bereits unter relativ schwachem Andruck eine dauerhafte Verbindung zu einem Haftgrund einzugehen. Stoffe, die diese Eigenschaft besitzen, werden als Haftklebstoffe bezeichnet. Haftklebstoffe sind seit langem bekannt. Häufig können sie nach Gebrauch im Wesentlichen rückstandsfrei vom Haftgrund wieder abgelöst werden. Haftkleb stoffe sind in der Regel bei Raumtemperatur permanent eigenkleb rig, weisen also eine gewisse Viskosität und Anfassklebrigkeit auf, so dass sie die Oberfläche des jeweiligen Haftgrunds bereits bei geringem Andruck benetzen. Die Fähigkeit eines Haftkleb stoffs, auf Werkstoffen zu haften und Kräfte zu übertragen, be ruht auf dem Adhäsionsvermögen und der Kohäsion des Haftkleb stoffs . Haftklebstoffe können als extrem hochviskose Flüssigkeiten mit einem elastischen Anteil betrachtet werden. Haftklebstoffe haben demzufolge besondere, charakteristische viskoelastische Eigen schaften, die zu der dauerhaften Eigenklebrigkeit und Klebfä higkeit führen.

Kennzeichnend für sie ist, dass, wenn sie mechanisch deformiert werden, es sowohl zu viskosen Fließprozessen als auch zum Aufbau elastischer Rückstellkräfte kommt. Beide Prozesse stehen hin sichtlich ihres jeweiligen Anteils in einem bestimmten Verhält nis zueinander, abhängig sowohl von der genauen Zusammensetzung, der Struktur und dem Vernetzungsgrad des jeweiligen Haftkleb stoffs als auch von der Geschwindigkeit und Dauer der Deformation sowie von der Temperatur.

Der anteilige viskose Fluss ist zur Erzielung von Adhäsion not wendig. Nur die viskosen Anteile, hervorgerufen durch Makromo leküle mit relativ großer Beweglichkeit, ermöglichen eine gute Benetzung und ein gutes Anfließen auf das zu verklebende Sub strat. Ein hoher Anteil an viskosem Fluss führt zu einer hohen Haftklebrigkeit (auch als Tack oder Oberflächenklebrigkeit be zeichnet) und damit oft auch zu einer hohen Klebkraft. Stark vernetzte Systeme, kristalline oder glasartig erstarrte Polymere sind mangels fließfähiger Anteile in der Regel nicht oder zu mindest nur wenig haftklebrig.

Die anteiligen elastischen Rückstellkräfte sind zur Erzielung von Kohäsion notwendig. Sie werden zum Beispiel durch sehr lang- kettige und stark verknäuelte sowie durch physikalisch oder che misch vernetzte Makromoleküle hervorgerufen und ermöglichen die Übertragung der auf eine Klebverbindung angreifenden Kräfte. Sie führen dazu, dass eine Klebverbindung einer auf sie einwirkenden Dauerbelastung, zum Beispiel in Form einer dauerhaften Scherbe lastung, in ausreichendem Maße über einen längeren Zeitraum standhalten kann. Zur genaueren Beschreibung und Quantifizierung des Maßes an elastischem und viskosem Anteil sowie des Verhältnisses der An teile zueinander können die mittels Dynamisch Mechanischer Ana lyse (DMA) ermittelbaren Größen Speichermodul (G') und Verlust modul (G") herangezogen werden. G' ist ein Maß für den elasti schen Anteil, G" ein Maß für den viskosen Anteil eines Stoffes. Beide Größen sind abhängig von der Deformationsfrequenz und der Temperatur .

Die Größen können mit Hilfe eines Rheometers ermittelt werden. Das zu untersuchende Material wird dabei zum Beispiel in Form einer planparallelen Schicht in einer Platte-Platte-Anordnung einer sinusförmig oszillierenden Scherbeanspruchung ausgesetzt. Bei schubspannungsgesteuerten Geräten werden die Deformation als Funktion der Zeit und der zeitliche Versatz dieser Deformation gegenüber dem Einbringen der Schubspannung gemessen. Dieser zeitliche Versatz wird als Phasenwinkel d bezeichnet.

Ein Stoff und die daraus hergestellte Schicht gelten im Allge meinen als haftklebrig und werden im Sinne dieser Schrift als haftklebrig definiert, wenn bei Raumtemperatur, hier definiti onsgemäß bei 23 °C, im Deformationsfrequenzbereich von 10° bis 10 ¹ rad/sec, G' zumindest zum Teil im Bereich von 10 ³ bis 10 ⁷ Pa liegt und wenn G" ebenfalls zumindest zum Teil in diesem Bereich liegt. Zum Teil heißt, dass zumindest ein Abschnitt der G '-Kurve innerhalb des Fensters liegt, das durch den Deformationsfre quenzbereich von einschließlich 10° bis einschließlich 10 ¹ rad/sec (Abszisse) sowie den Bereich der G '-Werte von ein schließlich 10 ³ bis einschließlich 10 ⁷ Pa (Ordinate) aufgespannt wird, und wenn zumindest ein Abschnitt der G' '-Kurve ebenfalls innerhalb dieses Fensters liegt.

Innerhalb dieses Bereiches, den man in einer Matrix-Auftragung aus G' und G" (G' aufgetragen in Abhängigkeit von G' ' ) auch als viskoelastisches Fenster für Haftklebeanwendungen oder als Haft klebstofffenster nach viskoelastischen Kriterien bezeichnen kann, gibt es wiederum unterschiedliche Sektoren und Quadranten, die die zu erwartenden Haftklebeeigenschaften der jeweils zuge hörigen Stoffe näher charakterisieren. Stoffe mit hohem G" und niedrigem G' innerhalb dieses Fensters zeichnen sich beispiels weise im Allgemeinen durch eine hohe Klebkraft und eine geringe Scherfestigkeit aus, während sich Stoffe mit hohem G" und hohem G' sowohl durch eine hohe Klebkraft als auch durch eine hohe Scherfestigkeit auszeichnen.

Generell sind die Erkenntnisse über die Zusammenhänge zwischen Rheologie und Haftklebrigkeit Stand der Technik und beispiels weise in „Satas, Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Tech nology, Third Edition, (1999), Seiten 153 bis 203" beschrieben.

Als Füllstoffe, die optional ebenfalls enthalten sein können, können sowohl verstärkende wie zum Beispiel Ruß, als auch nicht verstärkende wie zum Beispiel Carbonate, insbesondere Kreide o- der Sulfate wie zum Bespiel Bariumsulfat, eingesetzt werden. Weitere Beispiele für in Frage kommende Füllstoffe sind Silikate wie etwa Talkum, Kaolin, calciniertes oder teilcalciniertes Kao lin, Wollastonite oder Glimmer, Hydroxide oder Oxide wie etwa Quarzmehl, Aluminiumhydroxid, Zinkoxid oder Calciumoxid. Auch Mikrokugeln kommen als Füllstoffe in Frage. Mikrokugeln können Mikrovollglaskugeln, Mikrohohlglaskugeln und/oder Mikrokunst stoffkugeln aller Art sein. Die MikrokunstStoffkugeln können vorexpandiert sein oder unexpandiert vorliegen. Die Partikel größe im expandierten Zuustand liegt meist im Bereich zwischen 20 und 150 pm. Auch Mischungen der genannten Stoffe können ein gesetzt werden. Die in Frage kommenden Rußarten unterliegen kei ner Einschränkung. Zu nennen sind zum Beispiel Gasruß, Furnace- Ruß, Flammruß, Spaltruß, Acetyleneruß , alle Arten von Füllstoff ruß, Farbruß sowie Leitfähigkeitsruß. Als Farbpigmente kommen grundsätzlich alle organischen und an organischen Arten in Frage.

Optional kann der thermisch härtbare, schmelzbare, vorzugsweise haftklebrige Klebstoff auch Klebrigmacherharze enthalten. Unter der Bezeichnung „Klebrigmacherharz", englisch „Tackifier Resins", versteht der Fachmann einen Stoff auf Harzbasis, der die Klebrigkeit erhöht. Klebrigmacherharze lassen sich einteilen in Naturharze und synthetische Harze.

Typische Naturharze sind auf Kolophonium basierende Harze und ihre Derivate. Kolophoniumharze schließen zum Beispiel natürli ches Kolophonium, polymerisiertes Kolophonium, teilweise hy driertes Kolophonium, vollständig hydriertes Kolophonium, veresterte Produkte dieser Kolophoniumarten (wie Glycerinester, Pentaerythritester, Ethylenglycolester und Methylester) und Ko lophoniumderivate (wie Disproportionierungs-Kolophonium, mit Fumarsäure modifiziertes Kolophonium und mit Kalk modifiziertes Kolophonium) ein.

Typische synthetische Harze sind Polyterpenharze, wobei die Roh stoffe hier allerdings natürlichen Quellen entstammen, Kohlen wasserstoffharze und Terpenphenolharze. Es handelt sich sich da bei um Polymere mit niedrigem Molekulargewicht. Das gewichtsge mittelte, mittlere Molekulargewicht beträgt in der Regel kleiner 25.000 g/mol.

Polyterpenharze basieren auf a-Pinen und/oder ß-Pinen und/oder d-Limonen. Diese können hydriert, nicht hydriert oder teilhy driert sein.

Rohstoffe für die meisten Kohlenwasserstoffharze sind Nebenpro dukte, die bei der Crackung von Naphtha oder Gasöl anfallen. Kohlenwasserstoffharze können danach klassifiziert werden, ob sie auf in erster Linie aromatischen, aliphatischen oder Dien- Monomeren basieren. Aromatische werden oft als C-9-Harze, aliphatische als C-5-Harze und Dien-Harze als (C-5) ₂ Harze be zeichnet. Gemischte aromatisch-aliphatische Kohlenwasserstoff harze ( (C-5/C-9) -Harze) sind ebenfalls vom Erfindungsgedanken eingeschlossen. Auch Kohlenwasserstoffharze können hydriert, nicht hydriert oder teilhydriert sein.

Vom Erfindungsgedanken eingeschlossen sind weiterhin Monomer harze vom Typ Styrol / a-Methylstyrol (CAS-Nr.: 9011-11-4) . Ter penphenolharze sind nach DIN 16916-1 1981-06 und ISO/TR 8244:1988 Harze, die durch Säure-katalysierte Addition von Phe nolen an Terpene oder Kolophonium hergestellt werden.

Optional kann der thermisch härtbare, schmelzbare, vorzugsweise haftklebrige Klebstoff weiterhin Bitumen enthalten. Bitumen ist ein dunkelfarbiges, halbfestes bis springhartes, hochmolekulares Kohlenwasserstoffgemisch, das bei der Destillation geeigneten Erdöls als Rückstand anfällt und noch chemisch gebundenen Schwe fel, Sauerstoff, Stickstoff und einige Spuren von Metallen ent hält. Physikalisch gesehen gehört Bitumen zu den thermoplasti schen Stoffen, das heißt seine Eigenschaften sind temperaturab hängig. Bei Abkühlung wird es spröde, bei Erwärmung durchläuft es stufenlos alle Zustände von fest über zähflüssig bis dünn flüssig. Man unterscheidet unter anderem folgende Bitumenarten und abgeleitete Produkte: Straßenbaubitumen, insbesondere Weich bitumen, modifiziertes Bitumen, insbesondere polymermodifizier tes Bitumen, Industrie-Bitumen, insbesondere Oxidationsbitumen beziehungsweise Hartbitumen, Flux-Bitumen und Bitumenemulsion.

Erfindungsgemäß bevorzugt ist Straßenbaubitumen. Besonders be vorzugt ist die Sorte 50/70, wobei die Zahlen die minimale und maximale Penetration bei 25 °C in der Einheit mm/ 10 nach DIN EN 1426 angeben. Vorteilhafte Bitumen-Konzentrationen in dem ther misch vulkanisierbaren, schmelzbaren, vorzugsweise haftklebri gen Klebstoff liegen zwischen einschließlich 1,0 Gew.-% und ein- schließlich 30,0 Gew . -% . Besonders vorteilhaft sind Konzentra tionen zwischen einschließlich 5,0 Gew . -% und einschließlich 20,0 Gew . -% . Durch den Zusatz von Bitumen kann die Ölaufnahme verbessert werden, wenn auf geölten Blechen geklebt wird.

Optional kann der thermisch härtbare, schmelzbare, vorzugsweise haftklebrige Klebstoff außerdem Weichmacher enthalten. Weichma cher sind flüssige oder feste, indifferente organische Substan zen mit geringem Dampfdruck, überwiegend solche esterartiger Na tur, welche ohne chemische Reaktion, vorzugsweise durch ihr Löse- und Quellvermögen, unter Umständen aber auch ohne ein sol ches, mit hochpolymeren Stoffen in physikalische Wechselwirkung treten und ein homogenes System mit diesen bilden können. Die Kurzbezeichnungen von Weichmachern sind in der DIN EN ISO 1043-3 : 2000-01 geregelt. Die wichtigsten Weichmacher lassen sich in größere Gruppen einteilen, die im Folgenden aufgeführt sind, wobei in Klammern die Kurzzeichen nach DIN EN ISO 1043-3 : 2000-01 stehen .

Phthalsäureester, auch kurz Phthalate genannt, umfassen unter anderem Dioctylphthalat (DOP; Di (2-ethylhexyl) phthalat ) , Diiso- nonylphthalat (DINP), Diisodecylphthalat (DIDP) Phthalsäurees ter mit überwiegend linearen Ce- bis Cn-Alkoholen, Dibutylph- thalat (DBP), Diisobutylphthalat (DIBP), Dicyclohexylphthalat (DCHP), Dimethylphthalat (DMP) und Diethylphthalat (DEP) sowie Mischester aus Benzyl (butyl) - (BBP) , Butyl (octyl) -, Butyl (de- cyl)- und Dipentylphthalat , Bis (2-methoxyethyl) phthalat und Di- caprylphthalat (DCP) .

Ein Beispiel für Trimellit (h) säureester mit (überwiegend) li nearen C _ß bis Cn-Alkoholen ist Tris (2-ethylhexyl) trimellitat (TOTM) .

Acyclische aliphatische Dicarbonsäureester sind zum Beispiel Es ter der Adipinsäure wie Bis (2-ethylhexyl) adipat (Dioctyladipat , DOA) , Bis ( 8-methylnonyl ) adipat (Diisodecyladipat , DIDA) , Di- butyldecandioat (Dibutylsebacat , DBS), Bis (2-ethylhexyl) decan- dioat (Dioctylsebacat , DOS; Ein Beispiel für einen cyclischen aliphatischen Dicarbonsäureester ist 1 , 2-Cyclohexandicarbonsäu- rediisononylester (DINCH) .

Beispiele für Polymerweichmacher sind Polyester aus Adipin-, De- candi-, Nonandi- und Phthalsäure mit Diolen wie Butan-1 , 3-diol, Propan-1, 2-diol, Butan-1 , 4-diol, Hexan-1 , 6-diol und anderen (M _r ca. 1800-13000 g/mol) .

Phosphorsäureester, kurz Phosphate genannt, sind eine weitere Gruppe. Beispielhaft zu nennen wären hier Trikresylphosphat (TCF) , Triphenylphosphat (TPP), Diphenylkresylphosphat (DPCF) ,

( 2-Ethylhexyl ) diphenylphosphat (Diphenyloctylphosphat , DPOF) , Tris ( 2-ethylhexyl ) phosphat (TOF) und Tris (2-butoxyethyl) phos- phat .

Butyloleat oder Butylstearat sind Beispiele für Fettsäureester, die eine weitere Gruppe darstellen. Weitere Beispiele für diese Gruppe sind Methyl- und Butylester der acetylierten Ricinolfett- säure und Fettsäureglycolester sowie Triethylenglycol-bis (2- ethylbutyrat ) .

Citronensäureester sind Beispiele für die Gruppe der Hydroxycar- bonsäureester . Weitere Beispiele sind Weinsäureester und Milch säureester .

Eine weitere Gruppe von Weichmachern sind Epoxyweichmacher, zum Beispiel epoxidierte Fettsäure-Derivate, insbesondere Tri- acylglycerole und Monoester. Auch einige der zuvor genannten Epoxidharze lassen sich in die Gruppe der Weichmacher einordnen. Weiterhin zu nennen wären noch Polyamidweichmache, zum Beispiel Benzolsulfonamide oder Methylbenzolsulfonamide. Eine weitere Gruppe von Weichmachern sind Alkylsulfonsäureester des Phenols (ASE) . Auch Mineralöle sind im Sinne dieser Schrift als Weich macher zu betrachten. Bevorzugt sind naphthenische Mineralöle. Auch das bereits separat aufgeführte Bitumen ließe sich in die Rubrik der Weichmacher einordnen.

In einer optionalen Ausführungsform enthält der thermisch härt bare, schmelzbare, vorzugsweise haftklebrige Klebstoff weitere Hilfs- und Zusatzstoffe wie zum Beispiel rheologische Additive, Alterungsschutzmittel (Antioxidantien) , LichtSchutzmittel oder UV-Absorber. Beispiele für rheologische Additive sind pyrogene, hydrophobierte oder nicht hydrophobierte Kieselsäuren, Schicht silikate (Bentonite) , hochmolekulare Polyamidpulver oder Rizi nusölderivat-Pulver. Die genannten rheologischen Additive können auch in die Rubrik der Füllstoffe eingeordnet werden. Zu den geeigneten Antioxidantien zählen zum Beispiel sterisch gehin derte Phenole, Hydrochinon-Derivate, Amine, organische Schwe felverbindungen oder organische Phosphorverbindungen.

Als LichtSchutzmittel finden zum Beispiel die bei Gaechter und Müller, Taschenbuch der Kunststoff-Additive, München 1979, bei Kirk-Othmer (3.) 2_3, 615 bis 627, bei Encycl . Polym. Sei. Tech- nol . 1_4, 125 bis 148 und bei Ullmann (4.) _8, 21; R5, 529, 676 offenbarten Verbindungen Verwendung.

Der allgemeine Ausdruck „Klebeband" umfasst ein Trägermaterial, welches ein- oder beidseitig jeweils zumindest teilweise mit einem Klebstoff versehen ist. Das Trägermaterial umfasst alle flächigen Gebilde, beispielsweise in zwei Dimensionen ausge dehnte Abschnitte, Bänder mit ausgedehnter Länge und begrenzter Breite, Bandabschnitte, Stanzlinge (beispielsweise in Form von Umrandungen oder Begrenzungen einer zu klebenden Anordnung) , an dere Formkörper, Mehrschichtanordnungen und dergleichen. Für bestimmte Anwendungen kann es gewünscht sein, dass eine Seite oder beide Seiten des Klebebandes nicht vollständig mit Kleb stoff versehen ist beziehungsweise sind, sondern teilweise kleb stofffreie Bereiche vorgesehen sind.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem langgestreckten Gut um einen Kabelstrang, der ein Bündel aus mehreren Kabeln wie 3 bis 1000 Kabeln, bevorzugt 10 bis 500 Kabeln, insbesondere zwischen 50 und 300 Kabeln umfasst.

Die in der vorliegenden Erfindung eingesetzte thermisch härtbare Klebeschicht, die bei Raumtemperatur eine feste oder zumindest sehr hochviskose Konsistenz hat und vorzugsweise haftklebrig ist, kann in einem Temperaturbereich zwischen ungefähr 40 °C und 60 °C als Schmelze in einem Compoundier- und Extrusionsprozess verarbeitet werden und thermisch in einem Temperaturbereich zwi schen 110 °C und 230 °C aushärten. Die so erzielte Aushärtung beinhaltet eine chemische Vernetzung, so dass der Klebstoff nach der Aushärtung nicht mehr schmelzbar ist.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Klebeschicht bei einer Temperatur von 60 °C bis 110 °C, vorzugsweise von 60 °C bis 100 °C thermisch härtbar.

Die Herstellung einer thermisch härtbaren, schmelzbaren, vor zugsweise haftklebrigen Klebebandschicht erfolgt vorzugsweise in einem lösemittelfreien, kontinuierlichen Compoundier- und Be schichtungsprozess. Die Zudosierung des vorzugsweise gemahlenen Reaktionsproduktes aus Phthalsäureanhydrid und Diethylentriamin und der weiteren, optionalen, bekannten Formulierungsbestand teile wie zum Beispiel Füllstoffe, Ruß, Farbpigmente, Mikroku geln, rheologische Additive, Weichmacher, Klebrigmacherharze, Bitumen, Alterungsschutzmittel, LichtSchutzmittel, UV-Absorber sowie sonstige Hilfs- und Zusatzstoffe erfolgt bevorzugt während des kontinuierlichen Compoundierprozesses in das kontinuierlich arbeitende Mischaggregat, insbesondere den Compoundierextruder . Der thermisch härtbare, schmelzbare, vorzugsweise haftklebrige Klebstoff sowie daraus hergestellte Haftklebebänder zeigen eine hervorragende Kombination von Produkteigenschaften, die auch für den Fachmann derartig nicht vorherzusehen waren.

Der Klebstoff beziehungsweise das daraus hergestellte Klebeband härten überraschenderweise bereits bei einer Temperatur von 110 °C binnen ungefähr 15 bis 20 Minuten zu hoher Festigkeit aus. Bei 180 °C beträgt die Aushärtezeit ungefähr 5 Minuten. Im Zugscherversuch in Anlehnung an DIN EN 1465 werden Zugscherfes tigkeiten von ungefähr 10 bis 25 MPa erzielt, abhängig unter anderem von der Aushärtetemperatur, der Aushärtezeit und von der genauen Formulierung des Klebstoffs.

Der Klebstoff beziehungsweise das daraus hergestellte Klebeband sind überraschenderweise außergewöhnlich lagerstabil. Bei einer Lagertemperatur von 60 °C sind der Klebstoff bzw. das daraus hergestellte Klebeband ungefähr einen Monat stabil, das heißt ohne Einschränkungen verwendbar. Bei einer Lagertemperatur von 23 °C ist eine Lagerstabiltät von mehr als einem Jahr gegeben.

Als Träger können alle bekannten Folien und textilen Träger wie Gestricke, Gelege, Bänder, Geflechte, Nadelflortextilien, Filze, Gewebe (umfassend Leinwand-, Köper und Atlasbindung) , Gewirke (umfassend Kettenwirkware und Strickware) oder Vliese verwendet werden, wobei unter „Vlies" zumindest textile Flächengebilde ge mäß EN 29092 (1988) sowie Nähwirkvliese und ähnliche Systeme zu verstehen sind. Besonders vorteilhaft ist ein Klebeband, bei dem als Träger ein Gewebe, ein Vlies oder ein Gewirke eingesetzt wird. Derartige Träger sind beispielsweise in der WO 2015/004190 Al beschrieben, auf die hier vollständig Bezug genommen wird.

Des Weiteren können Abstandsgewebe und -gewirke mit Kaschierung verwendet werden. Derartige Abstandsgewebe werden in der EP 0 071 212 Bl offenbart. Abstandsgewebe sind mattenförmige Schicht körper mit einer Deckschicht aus einem Faseroder Filamentvlies, einer Unterlagsschicht und zwischen diesen Schichten vorhandene einzelne oder Büschel von Haltefasern, die über die Fläche des Schichtkörpers verteilt durch die Partikelschicht hindurchgena- delt sind und die Deckschicht und die Unterlagsschicht unterei nander verbinden.

Als Vliesstoffe kommen besonders verfestigte Stapelfaservliese, jedoch auch Filament-, Meltblown sowie Spinnvliese in Frage, die meist zusätzlich zu verfestigen sind. Als mögliche Verfesti gungsmethoden sind für Vliese die mechanische, die thermische sowie die chemische Verfestigung bekannt. Besonders vorteilhaft haben sich Vliese erwiesen, die insbesondere durch ein Übernähen mit separaten Fäden oder durch Vermaschen verfestigt sind. Der artige verfestigte Vliese werden beispielsweise auf Nähwirkma schinen des Typs „Malimo" der Firma Karl Mayer, ehemals Malimo, hergestellt und sind unter anderem bei der Firma Hoftex Group AG beziehbar .

Als Träger kann weiterhin ein Vlies vom Typ Kunit oder Multiknit verwendet werden. Ein Kunitvlies ist dadurch gekennzeichnet, dass es aus der Verarbeitung eines längsorientierten Faservlie ses zu einem Flächengebilde hervorgeht, das auf einer Seite Ma schen und auf der anderen Maschenstege oder Polfaser-Falten auf weist, aber weder Fäden noch vorgefertigte Flächengebilde be sitzt. Auch ein derartiges Vlies wird beispielsweise auf Nähwirkmaschinen des Typs „Malimo" der Firma Karl Mayer schon seit längerer Zeit hergestellt.

Ein Multiknitvlies ist gegenüber dem Kunitvlies dadurch gekenn zeichnet, dass das Vlies durch das beidseitige Durchstechen mit Nadeln sowohl auf der Ober- als auch auf der Unterseite eine Verfestigung erfährt. Als Ausgangsprodukt für ein Multiknit die- nen in der Regel ein beziehungsweise zwei nach dem Kunit-Ver- fahren hergestellte einseitig vermaschte Polfaser-Vlieswirk- stoffe. Im Endprodukt sind beide VliesstoffOberseiten durch Fa servermaschungen zu einer geschlossenen Oberfläche geformt und durch nahezu senkrecht stehenden Fasern miteinander verbunden. Die zusätzliche Einbringbarkeit weiterer durchstechbarer Flä chengebilde und/oder streufähiger Medien ist gegeben.

Schließlich sind auch Nähvliese als Vorprodukt geeignet, einen erfindungsgemäßen Träger und ein erfindungsgemäßes Klebeband zu bilden. Ein Nähvlies wird aus einem Vliesmaterial mit einer Vielzahl parallel zueinander verlaufender Nähte gebildet. Diese Nähte entstehen durch das Einnähen oder Nähwirken von durchge henden textilen Fäden. Für diesen Typ Vlies sind Nähwirkmaschi nen des Typs „Malimo" der Firma Karl Mayer bekannt.

Besonders geeignet sind auch Nadelvliese. Beim Nadelvlies wird ein Faserflor zu einem Flächengebilde mit Hilfe von mit Wider haken versehenen Nadeln. Durch wechselndes Einstechen und Aus ziehen der Nadeln wird das Material auf einem Nadelbalken ver festigt, wobei sich die Einzelfasern zu einem festen Flächenge bilde verschlingen.

Weiterhin besonders vorteilhaft ist ein Stapelfaservlies, das im ersten Schritt durch mechanische Bearbeitung vorverfestigt wird oder das ein Nassvlies ist, das hydrodynamisch gelegt wurde, wobei zwischen 2 Gew . -% und 50 Gew . -% der Fasern des Vlieses Schmelzfasern sind, insbesondere zwischen 5 Gew . -% und 40 Gew.- % der Fasern des Vlieses. Ein derartiges Vlies ist dadurch ge kennzeichnet, dass die Fasern nass gelegt werden oder zum Bei spiel ein Stapelfaservlies durch die Bildung von Maschen aus Fasern des Vlieses durch Nadelung, Vernähung, Luft und/oder Was serstrahlbearbeitung vorverfestigt wird. In einem zweiten Schritt erfolgt die Thermofixierung, wobei die Festigkeit des Vlieses durch das Auf- oder Anschmelzen der Schmelzfasern noch mals erhöht wird. Vorteilhaft und zumindest bereichsweise weist der Träger eine ein- oder beidseitig glattgeschliffene Oberfläche auf, vorzugs weise jeweils eine vollflächig glattgeschliffene Oberfläche. Die glattgeschliffene Oberfläche mag gechintzt sein, wie es bei spielsweise in der EP 1 448 744 Al erläutert wird. Auf diese Weise wird die Abweisbarkeit von Schmutz verbessert.

Als Ausgangsmaterialien für den Träger sind insbesondere (Che mie-) Fasern (Stapelfaser oder Endlosfilament) aus synthetischen Polymeren, auch synthetische Fasern genannt, aus Polyester wie Polyethylenterephthalat , Polyamid, Polyimid, Aramid, Polyole fin, Polyacrylnitril oder Glas, (Chemie) Fasern aus natürlichen Polymeren wie zellulosische Fasern (Viskose, Modal, Lyocell, Cu- pro, Acetat, Triacetat, Cellulon) , wie Gummifasern, wie Pflan zeneiweißfasern und/oder wie Tiereiweißfasern und/oder natürli che Fasern aus Baumwolle, Sisal, Flachs, Seide, Hanf, Leinen, Kokos oder Wolle vorgesehen. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht auf die genannten Materialien beschränkt, sondern es kön nen, für den Fachmann erkenntlich ohne erfinderisch tätig werden zu müssen, eine Vielzahl weiterer Fasern zur Herstellung des Vlieses eingesetzt werden.

Des Weiteren sind Garne, gefertigt aus den angegebenen Rohstof fen, ebenfalls geeignet. Bei Geweben oder Gelegen können ein zelne Fäden aus einem Mischgarn hergestellt werden, also syn thetische und natürliche Bestandteile aufweisen. In der Regel sind die Kettfäden und die Schussfäden jedoch jeweils sortenrein ausgebildet .

Bevorzugt wird als Material für den Träger Polyester verwendet, aufgrund der hervorragenden Alterungsbeständigkeit und der her vorragenden Medienbeständigkeit gegenüber Chemikalien und Be triebsmitteln wie Öl, Benzin, Frostschutzmittel u.ä. Darüber hinaus hat Polyester den Vorteil, dass sie zu einem sehr abrieb festen und temperaturbeständigen Träger führen, was für den spe ziellen Einsatzzweck zur Bündelung von Kabeln in Automobilen und beispielsweise im Motorraum von besonderer Wichtigkeit ist. Ge mäß einer Ausführungsform der Erfindung wird als Träger ein PET- Vlies oder ein PET-Gewebe verwendet.

Vorteilhaft liegt das Flächengewicht des textilen Trägers zwi schen 30 g/m ² und 300 g/m ² weiter vorteilhaft zwischen 50 g/m ² und 200 g/m ² , besonders vorteilhaft zwischen 50 g/m ² und 150 g/m ² , ganz besonders vorteilhaft zwischen 70 g/m ² und 130 g/m ² .

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfin dung werden als Träger ein Gewebe oder ein Vlies aus Polyester eingesetzt, die ein Flächengewicht zwischen 50 g/m ² und 150 g/m ² aufweisen .

Vorteilhaft liegt der Masseauftrag des auf den Träger aufge brachten und/oder in den Träger eingebrachten Bindemittels zwi schen 30 g/m ² und 500 g/m ² , weiter vorteilhaft zwischen 40 g/m ² und 400 g/m ² , besonders vorteilhaft zwischen 50 g/m ² und 300 g/m ² .

Das Einbringen in den Träger, insbesondere in einen Vlies- oder Gewebeträger kann beispielsweise durch Extrusionsbeschichtung des Trägers mit der thermisch härtbaren Zusammensetzung erfol gen .

Die Verarbeitungstemperatur des mit der Klebemasse und der ther misch härtbaren Klebeschicht beschichteten Trägers sollte bei der Trocknung 60 °C nicht überschreiten, um eine vorzeitige Re aktion zu verhindern. Gleiches gilt auf für die Lagerungstempe ratur . Das fertig beschichtete Material wird vorzugsweise in eine Breite von 20±2 mm (jede andere Breite ist ebenfalls denkbar) geschnitten und spiralförmig mit einer Überlappung von 50% um das in Form gebrachte Kabelbündel gewickelt. Für die Aktivierung der themisch härtbaren Klebeschicht ist eine Temperaturbeauf schlagung von 110 °C für 10 min nötig. Die Temperaturbeaufschla gung kann durch Heißluftfön, IR-Strahler, Ofen, Heizmanschette, o.ä. erfolgen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Klebemasse nach dem Aufbringen auf den Träger zu mehr als 10 %, vorzugsweise zu mehr als 25 %, weiter vorzugsweise zu mehr als 50 % in den Träger eingesunken. Ein Zahlenwert von beispielsweise 25 % bedeutet dabei, dass die Klebemasse über eine Schichtdicke von 25 % der Dicke des textilen Trägers eingedrungen ist, also bei einem Träger mit einer Dicke von 100 mpi über eine Schicht dicke von 25 mpi innerhalb des Trägers, und zwar beginnend von der Fläche des Trägers, auf der die Klebemasse beschichtet ist, und in senkrechter Richtung zu der von der Längs-beziehungsweise Quererrichtung aufgespannten Ebene.

Das fertig beschichtete Material wird vorzugsweise mit einer Schutzfolie versehen.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Um manteln von langgestrecktem Gut wie insbesondere Leitungen oder Kabelsätzen, wobei ein Klebeband gemäß einem der vorangehenden Ansprüche in einer Schraubenlinie um das langgestreckte Gut ge führt wird oder das langgestreckte Gut in axialer Richtung von dem Klebeband umhüllt wird, das langgestreckte Gut mitsamt dem umhüllenden Klebeband in die gewünschte Anordnung, insbesondere in den Kabelsatzplan gebracht wird, das langgestreckte Gut in dieser Anordnung gehalten wird, die aushärtbare Klebemasse durch die Zufuhr von Wärme bei einer Temperatur von bis zu 110 °C, bevorzugt zwischen 60 °C und 110 °C zum Aushärten gebracht wird. Vorzugsweise wird die thermische Energie über einen Zeitraum von 0,5 Sek. bis 10 Min., vorzugsweise 2 Min. bis 6 Min. zugeführt, der mit den Taktzeiten des Fertigungsprozesses kompatibel ist, so dass das langgestreckte Gut vollständig ausgehärtet ist, so bald es im Zielobjekt wie Automobilen, Wasserfahrzeugen oder Flugzeugen verbaut wird.

Das Band wird vorzugsweise spiralförmig mit einer Überlappung von 30 % bis 70 %, bevorzugter 40 % bis 50 %, insbesondere etwa 50 % um das langgestreckte Gut umwickelt.

Schließlich bezieht sich die vorliegende Erfindung auch auf ei nen mit dem gehärteten Klebeband ummantelten Kabelstrang und auf einen nach dem erfindungsmäßen Verfahren hergestellten Kabel strang .

In der Figur 2 ist im Schnitt in Querrichtung (Querschnitt) das Klebeband gezeigt, das aus einem Vliesträger 31 besteht, auf den einseitig eine Schicht einer aushärtbaren Klebemasse 32 aufge bracht ist, die zusätzlich selbstklebend ist.

Die Klebemasse ist zu 25 % in den Träger eingesunken (33), was eine optimale Verankerung bewirkt.

Ebenfalls vom erfinderischen Gedanken umfasst ist ein ummantel tes langgestrecktes Gut, wie insbesondere ein Kabelsatz, umman telt mit einem erfindungsgemäßen Klebeband, sowie ein Fahrzeug, enthaltend ein derartig ummanteltes langgestrecktes Gut.

Prüfmethoden

Die folgenden Prüfmethoden wurden eingesetzt, um die hergestell ten Muster kurz zu charakterisieren:

Dynamischer Schertest (Zugscherfestigkeit) Der dynamische Schertest erfolgte in Anlehnung an DIN EN 1465. Er erfolgte stets nach der thermischen Härtung der verklebten Proben. Dazu wurden aus einer Klebebandschicht aus dem Kleb stoff, die beidseitig jeweils mit einem Trennpapier abgedeckt war, rechteckige Stanzlinge mit den Maßen 25,0 mm x 12,5 mm ausgestanzt. Die Trennpapiere wurden daraufhin jeweils von einer Seite eines Stanzlings abgezogen. Die Dicke der Stanzlinge be trug stets zwischen 0,4 und 0,6 mm (0,5 ± 0,1 mm).

Die Stanzlinge wurden passgenau jeweils auf das Ende eines Prüf körpers (Substrates) mit den Maßen 100,0 mm x 25,0 mm x 2,0 mm aufgelegt. Die Stanzlinge hafteten nun jeweils auf diesem Prüf körper. Verwendet wurden Prüfkörper aus kataphoretisch tauchla ckiertem Stahl (KTL-Stahl) , Stahl, elektrolytisch verzinktem Stahl und feuerverzinktem Stahl. Die Bezeichnungen der Prüfkör per lauteten:

Kataphoretisch tauchlackierter Stahl (KTL-Stahl) : Stahlprüfkör per aus DC04, nach Zuschnitt beschichtet mit Daimler OEM KTL Kathoguard 800

Stahl: DC04

Elektrolytisch verzinkter Stahl: DC01ZE 25/25

Feuerverzinkter Stahl: DX51 D+Z275

Lieferant aller genannten Prüfkörper war die Firma Rocholl GmbH. Die nicht lackierten Prüfkörper wurden vor dem Auflegen der Stanzlinge zum Teil beölt (siehe Ergebnistabellen) . Das Öl hatte die Bezeichnung Anticorit RP 4107 S (Firma Fuchs) und wurde in einer Stärke von 2 bis 3 g/m ² aufgetragen. Anschließend wurde das noch auf den Stanzlingen verbliebene Trennpapier abgezogen. Darauf wurden Prüfkörper aus dem jeweils gleichen Material je weils bündig mit einem Ende so gelegt, dass wie in DIN EN 1465 beschrieben, jeweils ein überlappender Verbund resultierte. Die Überlappungslänge betrug jeweils 12,5 mm. Die Überlappungsfläche betrug jeweils 312,5 mm ² . Die überlappenden Verbünde wurden auf ein Blech gelegt, wobei durch Unterlegscheiben dafür Sorge ge tragen wurde, dass der obere Prüfkörper nicht kippen konnte. Auf den oberen Prüfkörper wurde im Bereich der Überlappungsfläche jeweils ein Gewicht von 2 kg gestellt. Der Verbund wurde dem Druck des Gewichtes 10 Sekunden jeweils bei Raumtemperatur aus gesetzt (Verpresszeit ) . Sodann wurde das Gewicht entfernt. Der Verbund wurde anschließend 5 bis 30 Minuten einer Temperatur zwischen 110 °C bis 230 °C ausgesetzt. Dabei kam es zu einer Härtungsreaktion innerhalb der Klebebandschicht-Proben und zu einer sich aufbauenden starken Haftung zwischen den jeweiligen Klebebandschicht-Proben und den jeweiligen Prüfkörpern. Es kam somit zu einer Verklebung mit einer erheblichen Festigkeitszu nahme. Nach Abkühlung und einer Wartezeit von zwei bis drei Stunden erfolgte die Bestimmung der Zugscherfestigkeit.

Die Bestimmung der Zugscherfestigkeit von Überlappungsverkle bungen ermöglicht Aussagen über die Scherbelastbarkeit eines doppelseitig klebenden Klebeprodukts. Die Bestimmung erfolgte gemäß DIN EN 1465 mittels einer Zugprüfmaschine. Die Prüfge schwindigkeit betrug 10 mm/min. Alle Messungen wurden in einem klimatisierten Raum bei 23 °C und 50 % relativer Luftfeuchte durchgeführt .

Experimenteller Teil

Herstellung des Klebstoffs und der Klebebandschicht Der Klebstoff wurde in Laboransätzen in einem beheiz- und eva kuierbaren 1 Liter-Planetenmischer der Firma PC-Laborsystem ge fertigt. Dazu wurde zunächst das epoxidfunktionalisierte Acryl- nitril/Butadien-Copolymer auf 60 °C vorerwärmt und dann zusammen mit dem vorzugsweise gemahlenen Reaktionsprodukt aus Phthalsäu reanhydrid und Diethylentriamin und gegebenenfalls den weiteren, optionalen Formulierungsbestandteilen in die Mischdose eingewo gen und anschließend bei einer Temperatur von 40 °C bis 60 °C zwei Stunden lang gemischt. In der zweiten Stunde wurde Vakuum angelegt, um die Mischung von Restfeuchtigkeit zu befreien. Da nach wurde aus der Mischung jeweils ein Film in der gewünschten Dicke durch Verpressen der Mischung zwischen zwei mit silikoni- sierten Polyester-Folien abgedeckten Stahlplatten bei 60 °C her gestellt. Nach der so erfolgten Ausformung wurde der Film auf Raumtemperatur abgekühlt, wodurch er sich verfestigte. Der so hergestellte Film ist die Klebebandschicht.

Einige der Klebstoffe wurden in alternativer Weise in einem Com- poundierextrüder gefertigt.

Dazu wurde das epoxidfunktionalisierte Acrylnitril/Butadien-Co polymer mit Hilfe einer Fassschmelzepumpe bei 60 °C in einen Doppelschneckenextruder der Firma Krauss Maffei Berstorff, Be zeichnung Extruder ZE30Rx54D UTXmi, gepumpt. Der Extruder wurde von außen auf ca. 40 °C bis 60 °C elektrisch beheizt und über verschiedene Gebläse luftgekühlt. Er war so konzipiert, dass eine gute Durchmischung von dem epoxidfunktionalisierten Acryl- nitril/Butadien-Copolymer und den weiteren Stoffen, wie insbe sondere dem vorzugsweise gemahlenen Reaktionsprodukt aus Phthal säureanhydrid und Diethylentriamin, den Füllstoffen, sowie den weiteren Hilfs- und Zusatzstoffen bei kurzer Verweilzeit im Extruder gewährleistet war. Dazu wurden die Mischwellen des Dop pelschneckenextruders so angeordnet, dass sich fördernde und mi schende Elemente abwechselten. Die Zugabe der weiteren Stoffe erfolgte mit geeignetem Dosierequipment unter Verwendung von Do sierhilfsmitteln in die druckfreien Förderzonen des Doppelschne ckenextruders. Alternativ zum Doppelschneckenextruder können vorteilhaft auch ein Planetwalzenextruder oder ein Ringextruder verwendet werden, da hiermit die Compoundiertemperaturen leich ter unter 60 °C gehalten werden können. Vorteilhafte Extruder ermöglichen zudem die Entgasung des Compounds.

Nach Austritt der ca. 60 °C heißen Mischung aus dem Doppelschne ckenextruder (Austritt: Runddüse 5 mm Durchmesser) erfolgte die Ausformung zum Film direkt mittels eines nachgeschalteten Zwei walzenauftragswerks zwischen zwei zulaufenden, beidseitig sili- konisierten, 50 pm dicken Polyesterfolien. Die Zulaufgeschwin- digkeit wurde zwischen 1 m/min und 20 m/min variiert. Eine der zulaufenden, beidseitig silikonisierten Polyesterfolien wurde nach Abkühlung des Films und damit Verfestigung sofort wieder ausgedeckt. Der vorliegende Film wurde anschließend auf einen zylindrischen Kern aufgewickelt . Dieser Film ist die Klebeband schicht .

In Tabelle 1 sind die zur Herstellung des Klebstoffs und der Klebebandschicht verwendeten Basismaterialien (Rohstoffe) auf geführt, und zwar jeweils mit Handelsnamen, Hersteller und den für diese Erfindung relevanten technischen Daten.

Tabelle 1: Zur Herstellung des Klebstoffs verwendete Basismate rialien (Rohstoffe) * CTBN = Carboxyl-terminierte Copolymere aus Acrylnitril und

Butadien

Beispiele

Beispiel 1

Der Klebstoff setzt sich wie folgt zusammen: Zusammensetzung Beispiel 1:

Die Herstellung erfolgte im Laboransatz (ILiter) und im Extru sionsverfahren .

Ergebnisse :

Zugscherfestigkeiten [MPa] :

Bruchbilder: A= Adhäsiv, MB= Mischbruch, K= Kohäsiv (kein Spröd- bruch)

Die Lagerstabilität betrug länger als einen Monat bei 60 °C und länger als ein Jahr bei 23 °C. Der Klebstoff ist vor der Aushärtung haftklebrig.

Beispiel 2 Der Klebstoff setzt sich wie folgt zusammen:

Zusammensetzung Beispiel 2:

Die Herstellung erfolgte im Laboransatz (ILiter) und im Extru sionsverfahren .

Ergebnisse :

Zugscherfestigkeiten [MPa] :

Bruchbilder: A= Adhäsiv, MB= Mischbruch, K= Kohäsiv (kein Spröd- bruch)

Die Lagerstabilität betrug länger als einen Monat bei 60 °C und länger als ein Jahr bei 23 °C.

Der Klebstoff ist vor der Aushärtung haftklebrig.

Beispiel 3

Der Klebstoff setzt sich wie folgt zusammen:

Zusammensetzung Beispiel 3:

Die Herstellung erfolgte im Laboransatz (ILiter) und im Extru sionsverfahren .

Ergebnisse :

Zugscherfestigkeiten [MPa] :

Bruchbilder: A= Adhäsiv, MB= Mischbruch, K= Kohäsiv (kein Spröd- bruch)

Die Lagerstabilität betrug länger als einen Monat bei 60 °C und länger als ein Jahr bei 23 °C.

Der Klebstoff ist vor der Aushärtung haftklebrig.

Beispiel 4 Der Klebstoff setzt sich wie folgt zusammen:

Zusammensetzung Beispiel 4:

Die Herstellung erfolgte im Laboransatz (ILiter) .

Ergebnisse :

Zugscherfestigkeiten [MPa] :

Bruchbilder: A= Adhäsiv, MB= Mischbruch, K= Kohäsiv (kein Spröd- bruch)

Die Lagerstabilität betrug länger als einen Monat bei 60 °C und länger als ein Jahr bei 23 °C.

Der Klebstoff ist vor der Aushärtung haftklebrig.

Beispiel 5

Der Klebstoff setzt sich wie folgt zusammen: Zusammensetzung Beispiel 5:

Die Herstellung erfolgte im Laboransatz (ILiter) . Ergebnisse:

Zugscherfestigkeiten [MPa] :

Bruchbilder: A= Adhäsiv, MB= Mischbruch, K= Kohäsiv (kein Spröd- bruch)

Die Lagerstabilität betrug länger als einen Monat bei 60 °C und länger als ein Jahr bei 23 °C.

Der Klebstoff ist vor der Aushärtung haftklebrig. Beispiel 6

Der Klebstoff setzt sich wie folgt zusammen:

Zusammensetzung Beispiel 6:

Die Herstellung erfolgte im Laboransatz (ILiter) .

Beispiel 7

Der Klebstoff setzt sich wie folgt zusammen: Zusammensetzung Beispiel 7 :

Die Herstellung erfolgte im Laboransatz (ILiter) .

Beispiel 8 - Biegeprüfung zur Ermittlung der Steifigkeit

Ein Prüfmuster, bestehend aus 250 Einzelleitungen mit einem Lei tungsquerschnitt von 0,35 mm ² , wurde mithilfe eines 9 mm breiten Klebebandes (tesa 51618) zu einem Musterleitungssatz gebündelt, so dass der Musterleitungssatz einen Durchmesser von 23±5 mm und eine Länge von 300±50 mm aufwies. Dieser Musterleitungssatz wurde mit dem versteifenden Material spiralförmig umwickelt, wo bei ein Überlapp von 50 % gewährleistet wurde. Anschließend wurde das versteifende Material mittels Wärme gehärtet. Der gehärtete Musterleitungssatz wurde einer Biegeprüfung un terzogen, um den Einfluss des versteifenden Materials auf die Steifigkeit zu bestimmen. Die Biegeprüfung wurde an einer Zug prüfmaschine vorgenommen. Dafür wurde der Musterleitungssatz auf zwei Backen mit einem Abstand von 70 mm gelegt und mittig mit einer Druckfinne um einen Weg von 30 mm eingedrückt und belastet. Die für die Verformung des Messwegs nötige Kraft wurde von einer Zugprüfmaschine in Newton aufgezeichnet . Die Prüfgeschwindigkeit betrug 100 mm/min, sowohl bei der Belastung, als auch bei der Entlastung des Musterleitungssatzes. Die Prüfung wurde an 3 ver schiedenen Stellen des Leitungssatzes (Anfang, Mitte und Ende) durchgeführt. Die Biegekraft resultiert aus dem Mittelwert der drei Einzelmessungen und wurde in drei Kategorien wie folgt be wertet :

Bewertungskategorien 3-Punkt Biegeversuch :

+ gut geeignet für die Anwendung (500-750 N)

0 eingeschränkt geeignet für die Anwendung (400-500 N und 700-800 N)

- nicht geeignet für die Anwendung (< 400 und > 800 N)

Zum Vergleich wurde ein kommerziell erhältliches Klebeband, tesa ^® 51036, dem gleichen Versuch unterworfen. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle 1 aufgeführt.

Beispiel 9 - C-Form-Prüfung zur Ermittlung der Steifigkeit bei unterschiedlichen Temperaturen

Zur Ermittlung der Steifigkeit eines gebogenen Kabelmusters wurde ein Testverfahren entwickelt (C-Kabelmuster-Biegeprü- fung) . Zur Herstellung eines C-Kabelmusters (siehe Figur 1) wird eine Kabelleitung (10) mit einem Leitungsquerschnitt von 0,35 mm ² 100 mal um eine Halterung (1) zu einem Musterleitungssatz gewickelt. Die Halterung (1) weist zwei gegenüberliegende, halb kreisförmige Führungen (2, 3) mit einem Durchmesser von 120 mm auf, die mit einem Abstand (A) von etwa 210 mm beabstandet sind. Der gewickelte Kabelsatz ist in Fig. 1 dargestellt.

Die Zahl der Kabelwicklungen beträgt 100. Es entsteht ein Mus terleitungssatz mit einem Durchmesser von 15±5 mm und einem Um fang von 690 mm. An den Apizes der Halbkreissegmente und an jeweils zwei Geradenabschnitten (Schenkeln) wird das Kabelbündel (10) mit Kabelbindern (4, 5, 6, 7, 8, 9) mit einer Zugkraft von 210±10 N zusammengeschnürt und fixiert, so dass das das Kabel bündel (10) nach Herausnahme aus der Halterung eine ausreichende Steifigkeit besitzt, um sich nicht zu verformen. Um sie Stei figkeit des Kabelbündels (10) weiter zu verbessern, wird zwi schen den Schenkeln des Kabelbündels eine Stütze (11) positio niert und ebenfalls mit Kabelbindern fixiert.

Das so hergestellte Kabelbündel (10) wird aus der Halterung her ausgenommen und mit dem zu prüfenden Klebeband (Breite 19 mm-20 mm) mit einer 50%igen Überlappung umwickelt. Dazu wird mit der Umwicklung an einem Kabelbinder (z.B. 6 oder (7)) des Schenkels in Richtung Kreissegment ((6)->(4) oder (7)->(5)) begonnen. Wenn die Umwicklung den Kabelbinder (4) bzw. (5) am Apex des Halb kreissegments erreicht, wird dieser entfernt und die Wicklung bis zum nächsten Kabelbinder ((4)->(8) bzw. (5)->(9)) des ge genüberliegenden Schenkels fortgeführt. Genauso wird auch an der anderen Seite, am anderen Halbkreissegment verfahren.

Die so präparierten Muster werden der entsprechenden Vernet zungsmethode (thermische Energie, 110 °C) zugeführt. Mit einem Seitenschneider werden die Muster, benachbart zu den noch vor handenen Kabelbindern geschnitten, um zwei „C-förmige" Kabel muster (C-Kabelmuster) zu erhalten, die an beiden Seiten des halbkreisförmigen, umwickelten Abschnitts jeweils auch einen nicht umwickelten Abschnitt aufweisen. Der Schnitt erfolgt im Abstand des Durchmessers (120 mm) vom Apex des Halbkreisseg ments, projiziert auf die Kreismitte. Mit je einem Stück Kabel werden Schlaufen an die Schenkelenden der Muster gebunden, damit sie an dem einen Ende aufgehängt und am anderen Ende ein Gewicht angehängt werden kann. Die verblie benen Kabelbinder werden jetzt entfernt, da sie das Prüfergebnis verfälschen können. Der Abstand zwischen den Schenkeln wird nun bestimmt .

Eines der beiden Muster wird unter Raumtemperatur gelagert und das andere bei 60 °C.

An den jeweiligen unteren Schenkel des „C-Prüflings" wird ein 1 kg-Gewicht gehängt. Nach einer Stunde wird die Auslenkung des Kabelbündels notiert (Auslenkverhalten 1 h bei RT bzw. 60 °C) und das Gewicht entfernt. Nach einer Minute wird die Auslenkung erneut bestimmt (Rückstellverhalten 1 min bei RT bzw. 60 °C) . Nach einer Stunde wird die Auslenkung dann wieder bestimmt und notiert (Rückstellverhalten 1 h bei RT bzw. 60 °C) .

Die ermittelten Werte der C-Form-Verformung bei wurden in drei Kategorien eingestuft, gut geeignet für die Anwendung, einge schränkt geeignet für die Anwendung und nicht geeignet für die Anwendung. Die Kategorien wurden wie folgt bewertet:

Bewertungskategorien C-Form-Biegeversuch (Raumtemperatur) :

+ gut geeignet für die Anwendung (< 15 % Auslenkung)

0 eingeschränkt geeignet für die Anwendung (>15-30 %)

- nicht geeignet für die Anwendung (>30 %)

Bewertungskategorien C-Form-Biegeversuch (60 °C) :

+ gut geeignet für die Anwendung (< 25 % Auslenkung)

0 eingeschränkt geeignet für die Anwendung (>25-40 %)

nicht geeignet für die Anwendung (>40 %) Bewertungskategorien C-Form-Biegeversuch (Rückstellverhalten bei RT und 60 °C) :

+ gut geeignet für die Anwendung (< 10 % Auslenkung)

0 eingeschränkt geeignet für die Anwendung (10-30 %)

- nicht geeignet für die Anwendung (>30 %)

Zum Vergleich wurde ein kommerziell erhältliches Klebeband, tesa ^® 51036, dem gleichen Versuch unterworfen. Die Ergebnisse sind ebenfalls in der nachfolgenden Tabelle 1 aufgeführt.

Tabelle 1 :

Legende :

+ gut geeignet für die Anwendung

o eingeschränkt geeignet für die Anwendung

- nicht geeignet für die Anwendung Bezugszeichenliste

1 Halterung

2,3 halbkreisförmige Führungen 4, 5, 6, 7, 8, 9 Kabelbinder

10 Kabelbündel

11 Stütze