基于具有双组分纤维的缝编无纺布基材的胶粘带
本申请是申请号为201511035958.5，申请日为2015年12月22日，发明名称为“基于具有双组分纤维的缝编无纺布基材的胶粘带”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种胶粘带，具有包括缝编无纺布的基材和至少单面涂覆在基材上的胶粘层，所述缝编无纺布包含完全由聚酯(PES)、尤其由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)构成的纤维，并且利用至少一根缝线将缝合。
背景技术
所谓缝编无纺布指的是由多个利用至少一根缝线相互缝合的纤维层所构成的纺织纤维结构。
例如EP 0 668 336 B2就公开了一种具有由缝编无纺布构成的基材的胶粘带，此外还公开了以产品名称“Coroplast 8550X”销售的开头所述类型的胶粘带。已知的胶粘带类型适用于包扎汽车中的线束，以避免产生例如啪嗒声响。例如电缆与车身或者其它部件接触(Inkontakttreten)就会引起啪嗒声响。所述类型的胶粘带的使用特性必须遵守统一的标准，尤其是标准LV 312(10/2009)。该标准针对汽车工业的应用、尤其是用于捆扎和包扎导线和线束而就胶粘带的特性而言对其进行了分类。汽车制造商AUDI AG、BMW AG、Daimler AG、Porsche AG和Volkswagen AG的代表制定了上述标准。如果以下提及标准LV312，则所指的始终是申请时刻有效的版本10/2009。
例如胶粘带背面上的粘合力、解卷力以及手撕性能均属于胶粘带的使用特性。其它使用特性是在特定材料上的粘着力、厚度、断裂伸长率、断裂力、撕裂强度、耐磨强度和耐温性。
视汽车工业中的应用领域而定，必须使用在125℃以上温度下具有耐温性的胶粘带。由于缺乏耐温性，迄今为止还不能在125℃以上温度下使用基于PES无纺布的胶粘带。由于使用温度被限制为125℃，因此优选在汽车内部使用此类无纺布胶粘带。这些在汽车内部使用的无纺布胶粘带因其很高的吸收作用而只有不利的中等的耐化学品性。
发明内容
本发明的任务在于改善开头所述迄今为止已知类型胶粘带的使用特性，尤其要提供一种在125℃以上温度下具有耐温性的开头所述类型的胶粘带，其中优选地，也改善其耐化学品性。
采用本发明权利要求1的特征部分所述的特征，即可解决这一任务。因此，除了由聚酯(PES)构成的纤维之外，根据本发明的缝编无纺布也包含双组分纤维。
双组分纤维是用两种具有不同物理和/或化学特性的聚合物制成的化学纤维。
双组分纤维的特征在于其卷曲特性，这通过两种组分的不同收缩能力而实现。
可以采用不同的纤维结构，例如一纤维的具有两种并列聚合物的双组分纤维(并列型(英语：side-by-side))，或者具有芯层聚合物和将芯层聚合物包围的皮层聚合物的双组分纤维(英语：centric-cover-core)。此外可想而知，也可采用与复丝构造一样的双组分纤维，就是说纤维由被皮层聚合物包围的芯层聚合物构成，其中，所述芯层聚合物的末端
可以使用基于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)的具有不同熔点的聚酯作为双组分纤维的材料。也可以考虑将基于聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氨酯(PUR)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)和聚丙烯腈(PAN)的材料用于这些纤维。
在本发明的一种有益实施方式中，胶粘带具有耐温性，在125～175℃范围内的温度下可持续存放240～3000小时，根据标准LV 312。
根据标准LV 312，所述胶粘带尤其是能够手撕的，这使得胶粘带很容易处理。
有利地，所述胶粘带具有在10％(必要时20％)至80％范围内、优选具有在50％至60％范围内的断裂伸长率。
特别地，所述胶粘带具有在15～30N/cm范围内的断裂力，优选具有高达50N/cm的断裂力。
所述胶粘带尤其具有在20～150g/m2范围内的涂胶量(Kleberauftrag)，优选具有在30～100g/m2范围内的涂胶量，特别优选只有达80g/m2的涂胶量。与具有不含双组分成分的常规无纺布基材的胶粘带相比，根据本发明的含有双组分纤维成分的胶粘带的透气性较小，因此PET缝编无纺布的表面更加光滑，并且令人惊奇的优点是，仅需明显较少的涂胶量，就能实现相同的粘着力。
在本发明的一有益的实施方式中，胶粘带具有标准LV 312规定的等级B至等级C范围内的耐磨强度。
特别地，由聚酯(PES)构成的纤维具有60～120mm范围内的纤维长度。
有利的是，所述双组分纤维具有30～55mm范围内的纤维长度。
缝编无纺布中PES纤维的含量(Anteil)尤其在50～90％范围内，并且双组分纤维的含量在50～10％范围内。
在本发明的一有益的实施方式中，由聚酯(PES)构成的纤维具有2.0～4.0dtex范围内的纤维密度
双组分纤维尤其可以具有1.0～7.6dtex、优选具有1.5～5.0dtex范围内的纤维密度。因此纤维细度与纱线密度的大小之比优选在1:50～5:50范围内。此外PES纤维的细度与双组分纤维的细度的大小之比优选大约为1:1。如果两种纤维的密度大小类似，就可以按照相应的纤维材料和纤维长度调整无纺布的特性。
有利的是，按照标准LV 312，缝编无纺布具有0.10～1.00mm范围内的厚度，优选具有0.15～0.90mm范围内的厚度。
缝编无纺布尤其具有50～230g/m2范围内的单位面积重量
本发明另外有利的设计在下面的附图说明和所附的从属权利要求中给出。
附图说明
图1为具有根据本发明的缝编无纺布的根据本发明的胶粘带的示意图，
图2a为根据本发明的具有长纤维的缝编无纺布的一种实施方式的示意图，
图2b为缝编无纺布的长纤维和短纤维的视图，
图3为制作时的缝编无纺布的视图，
图4为常规胶粘带与根据本发明的胶粘带的特性对比一览表(表2)，
图5为按照标准LV 312使用常规胶粘带“Coroplast 8550”对PP管线进行耐化学品性试验的结果一览表(表5)，
图6为按照标准LV 312使用常规标准胶粘带“Coroplast 8550X”对PP管线进行耐化学品性试验的结果一览表(表6)，
图7为按照标准LV 312使用根据本发明的具有双组分胶粘带基材和聚丙烯酸酯胶涂层的胶粘带对PP管线进行耐化学品性试验的结果一览表(表7)，
图8为按照标准LV 312使用根据本发明的具有双组分胶粘带基材和合成橡胶胶涂层的胶粘带对PP管线进行耐化学品性试验的结果一览表(表8)。
不同附图中的相同零件均使用相同的附图标记。
具体实施方式
关于以下说明部分应注意是：本发明并不局限于这些实施例，并且也不局限于所述特征组合的所有或者多个特征，而每个实施例的每一个部分特征，即使与所有其它所述的部分特征分开，其本身以及与另一个实施例的任意特征的组合均具有发明意义。
根据标准LV 312(10/2009)测定说明部分中列举的缝编无纺布2和胶粘带1的特性参数。缝编无纺布2的这些参数包括厚度D1、断裂伸长率、断裂力、撕裂强度、手撕性能和透气性。以下将针对手撕性能进行分类。胶粘带1的这些参数包括厚度D2、断裂伸长率、断裂力、对钢粘着力、胶粘带背面上的粘合力、解卷力、手撕性能、耐温性、耐磨强度和消声效果。以下也将对后两种参数进行分类。
附图1示出了根据本发明的胶粘带1，具有由缝编无纺布2构成的基材6和单面涂覆在基材6上的胶粘层7。缝编无纺布2优选包括一种纺织的无纺布材料，所述无纺布材料是由有序和无序的纤维3、4彼此连接和/或相互层叠而成的纺织面料。无纺布材料可以由沿着胶粘带延伸方向延伸的纵向纤维和垂直于纵向纤维延伸的横向纤维或者完全无序的纤维层构成。
按照本发明所述，缝编无纺布2具有由聚酯(PES)，优选聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)构成的纤维3。有利的是，缝编无纺布2包含两种纤维，即PES纤维3和双组分纤维4。PES纤维3的纤维密度尤其在2.0～4.0dtex范围内，双组分纤维4的纤维密度尤其在1.0～7.6dtex、优选在1.5～5.0dtex范围内。为了形成缝编无纺布2，适宜有利地使用缝线5将PES纤维和/或者双组分纤维4缝合，所述缝线首选具有优选在40.0～60.0dtex范围内的纱线细度密度。优选地，以0.8～1.2mm范围内的针迹长度
例如可以与图3中示意示出的一样制作缝编无纺布2。附图3示出了使用机号F 3制作的缝编无纺布2的示意图，附图3中所示区间K的值为25.4mm。
机号F(Feinheit F)是衡量线圈密度的尺度，机号基于“英制机号”，在应用于针织机中的编号系统中表示一英寸(25.4mm)的区间K上排列的缝针9、9′、9"的数量n，因此可以表示线圈密度。在图3中示意性示出的缝编无纺布2中，例如使用了在区间K范围内设置的用于制作缝编无纺布2的至少n＝3个缝针9、9′、9"。DIN ISO 8188:2009-02“纺织机械和配件-成圈机械的针距”规定了英制机号的标准。按照本发明，优选F 14～F 24范围内的机号，尤其是机号F 22。
例如，使用双缝线系统(即两个梳栉)制作缝编无纺布2，即可穿过原料无纺布2a形成针迹。然而也可以用单梳栉或者三梳栉系统。若为双梳栉系统，则通过由(图中没有显示的)第一导纱梳栉承载的第一组活动导线器8、8′、8"在原料无纺布2a的宽度范围内引导缝线5，使得线与缝针9、9′、9"等等完全相互作用。
为了在缝编无纺布2中形成线圈，可在运行时使得缝线5运动与缝针9、9′、9"相互作用(Eingriff)，缝针又引导缝线5以来回运动的方式穿过原料无纺布2a，从而形成相互编织的、以相隔一定距离的行列沿着原料无纺布2a延伸的缝线针迹10。
举例来说但不限于此，可以使得相互编织的缝线针迹10保持完整的链状针迹，尽管同样也可以使用其它针迹，例如经平针迹(Trikotstiche)和类似针迹。
尤其可以用缝编技术“Maliwatt”生产缝编无纺布2。可按照Maliwatt方法将原料无纺布2a加固，通过该方法，通过一种或两种纱线系统将原料无纺布2a缝合，例如形成为横向编织的纤维绒毛(Faserflor)或者无定向无纺布。为此槽针闭口针系统(Schiebernadel-Schlieβdrahtsystem)刺穿纤维样品(Faservorlage)，并且在返回运动时牵引一个或两个嵌入的缝线5穿过待加固的原料无纺布2a。接着将前面所述的线圈脱圈，并且向下取出制品。
缝线5的线材可以部分或者完全由纺织纤维构成。例如，可以使用纱线，其中可以使用由短纤维或者长丝构成的纱线。短纤维纱由纺纱时扭转的有限长度纤维构成，长丝纱由长丝构成。长丝是无限长度的纤维(根据标准DIN 60000(10/1990))，或者具有至少1000mm的长度(根据标准DIN 60001(10/1990))。有限长度的纤维则称作纺丝纤维。纺丝纤维又分为确实可纺的短纤维和很短的植绒纤维，其中界限为15mm。也可以用纺丝纤维生产缝线5。优选地，将直丝纱用于缝线5，尤其可使用所谓的预取向纱(POY-Pre OrientedYarn)或者所谓的全牵伸纱(FDY-Fully Drawn Yarn)。
通过使单根长丝卷绕的方式生产长丝纱。缝线5尤其可以包含24～144根长丝。特别是，长丝的数量可在34～38范围内。以下表1、栏4中示出了缝编无纺布2的一种实施例的特性。
表1中对纤维3、4和缝线5的材料说明“PES Virgin”表示纤维3、4和缝线5优选部分或者完全由非回收的聚酯构成。
缝线5可以部分或者完全由回收或者非回收的聚酯(PES)、由聚酰胺(PA)、由聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)或者由聚氨酯(PUR)构成。
在根据本发明的作为基材使用的缝编无纺布2中，PES纤维3的含量在50～90％的范围内，相应的双组分纤维4的含量在50～10％的范围内。PES纤维3(“纤维1”)的长度在60～120mm的范围内。双组分纤维4(“纤维2”)具有30～55mm范围内的长度。
此外，缝编无纺布2还具有13～25％范围内的断裂伸长率和20～32N/cm范围内的断裂力。所述断裂力是使用过程中衡量胶粘带1负荷能力的尺度。断裂伸长率是衡量胶粘带1的延伸性尺度。撕裂强度(MW＝平均值)为10,000mN。撕裂强度或缺口强度是即使存在缺口时也无法继续撕裂的材料特性，与手撕性能有关。
表1：基材一览表
缝编无纺布2很容易用手撕开。透气性尤其在300l/m2s～2500l/m2s的范围内，优选在400l/m2s～2000l/m2s的范围内。这取决于所使用的双组分纤维含量。
使用缝编无纺布2作为基材6可得到具有如表2(图4)栏5中显示的与常规胶粘带对比的特性的胶粘带1。表2中列举的各个特征或者任意的组合均为发明特征。
根据本发明的胶粘带1的胶粘层7包括优选的压敏粘合剂，尤其是基于聚丙烯酸酯的压敏粘合剂，因其良好的耐老化性而可使用。通常要么作为分散液，或者作为利用紫外辐射交联的热熔胶来涂覆这些丙烯酸酯粘合剂。原则上也可以使用溶剂型丙烯酸酯，或者使用丙烯酸酯单体混合物或者丙烯酸酯预聚物。在涂层之后，如有必要，要么以加热方式，或者利用紫外辐射使其聚合和交联。除此之外，也可以使用其它粘合剂，例如基于合成橡胶的胶粘剂，如SIS(苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物)或者SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)，或者基于有机硅或聚氨酯的胶粘剂。
制作胶粘带1尤其需要以30g/m2～80g/m2范围内的涂胶量将胶涂覆在缝编无纺布基材6上。此外，胶粘带1还具有18％的断裂伸长率和27N/cm的断裂力。另外，对钢粘着力为2.1N/cm，在胶粘带背面的粘合力为4.5N/cm。
使用缝编无纺布2制作的胶粘带1具有6.2N/cm的解卷力。解卷力是将胶粘带卷展开所需的力，其在包扎线束时会影响卷绕张力，该卷绕张力例如会影响线束的卷绕硬度
此外，胶粘带1的消声效果相当于等级C，耐磨性在等级B至等级C范围内。以下表格3中示出了标准LV 312(10/2009)规定的磨损等级一览表，随后的表格4中示出了标准LV312(10/2009)规定的消声等级一览表。
胶粘带1的耐温性优选为至少125℃，优选在150～175℃的范围内。
表3：LV 312(10/2009)规定的磨损特性分类
表4：LV 312(10/2009)规定的减噪特性分类
按照LV 312的规定对PP管进行了耐化学品性试验，涉及机械负荷、介质使用和试验持续时间，结果如表5、6、7和8(图5～8)所示，除此之外试验结果还表明，按照本发明作为胶粘带基材6使用的双组分纤维无纺布2(无论是设有聚丙烯酸酯胶粘层7(表7)还是设有合成橡胶胶粘层7(表8))令人惊奇地表现出比市面上常见的已知胶粘带“Coroplast 8550”(表5)和已知的标准产品“Coroplast 8550X”(表6)明显更好的耐介质性。表中的缩写“i.O.”表示“正常”或“通过了耐介质性试验”，缩写“n.i.O.”表示“不正常”或“没有通过耐介质性试验”。
本发明并非仅限于附图所示以及所描述的实施例，也包括作用与本发明相当的所有实施形式。在此明确强调，这些实施例并不限于组合所有特征，而是每一个子特征本身也可以独立于所有其它子特征具有一种发明意义。此外，本发明也不限于权利要求1中所定义的特征组合，而是可以对所公布的所有单个特征中的某些特征进行任意其他的组合。这就意味着，原则上实际可以省略权利要求1所述的每一个单个特征，或者将其替换成本发明申请书其他部分中所公布的至少某一个单个特征。
附图标记
1胶粘带
2缝编无纺布
2a 原料无纺布
3PES纤维
4双组分纤维
5缝线
6基材
7胶粘层
8,8′,8"缝线导线器
9,9′,9"针
10 缝线针迹
L1 长纤维的长度
L2短纤维的长度
D1无纺布的厚度
D2胶粘带的厚度
s针迹长度
n一英寸长度上排列的缝针
K用于确定英制机号的区间
