CN107427859A - 用于降低胶带卷的卷绕平面粘性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于降低胶带卷(1)的卷绕平面粘性的方法，其中将前体(18)供应至等离子体流(20)，借助于其通过富含前体(18)的等离子体流(20)从而以等离子体工艺使背衬膜(2)涂布具有钝化层(3)，布置背衬膜部分(5)，使其钝化涂覆侧在胶带卷(1)的卷绕平面(4)上，拉掉背衬膜部分(5)并且将钝化层的至少一部分(6)留在卷绕平面(4)上并且降低其卷绕平面粘性。

Description

用于降低胶带卷的卷绕平面粘性的方法
本发明涉及用于降低胶带卷的端面粘性的方法。
压敏胶带的制造经常见到涂布有胶粘剂的基底幅面，所述基底幅面具有500mm-200mm的宽度。在进行涂布之后，宽的胶带卷被切成所需工作宽度的胶带卷。作为切割操作的结果，压敏胶粘剂暴露于胶带卷的切缝(切口)边缘处。胶带卷的整个端面可具有胶粘性质，这使得更加难以或甚至不可能进行进一步的加工和运用(展开)产品。
尤其是当胶带具有相对于基底幅面为厚的压敏胶粘剂涂层时，这些缺点出现。在这些所谓的厚层产品的情况下，特别地，通常使用具有它们自己的胶粘性质的粘弹性基底幅面，并且因此胶带卷的整个端面在几乎整个切缝区域为胶粘性的。作为卷端面的粘性的结果，与其它物体的接触导致胶带卷在移出时被破坏或变形，并且意味着其不可再被运用于另外的用途。在非常窄的胶带卷(称为窄卷)的情况下，该缺点是特别明显的。
此外，暴露的且胶粘的卷端面遭受污染(弄脏，污损)的高风险，特别是如果在直接(当前)环境中存在污垢和灰尘。对于某些应用，不能使用被污染的胶带，尤其是在电子领域中的透明粘结的情况下。已知的做法是将硅化或剥离纸或膜置于侧面上。以适当的形状和尺寸将这些剥离膜或纸模切至端面的尺寸。然而，这是非常昂贵且不方便的。此外，在使用胶带卷之前，必须再次移出硅化的剥离片，并且在使用之后必须再次更换，由此使得胶带卷的使用非常低效。在卷的自动化加工时，必须将剥离片移出并放进合适的支持器(储存器)中，而卷在展开的过程中不经历污染或粘附至其它部件。
行业内惯常的另一替代方案是用单独的(独特的)颜料例如滑石对端面撒粉。然而，使用该方法，存在整个胶带卷的显著污染，因为撒粉是通过雾化颜料而实现的。此外，小颜料“浸”在胶粘剂配混物中，并且因此在处理之后效果显著降低。由于光在切缝边缘处漫反射，故而在胶带的光学性质方面也存在变化。这是缺点，特别是对于具有高视觉透明性性质的显示器粘结。
WO 2008 09 565 3描述了用于使压敏胶带的边缘钝化的方法，其中所述钝化通过如下实现：压敏胶粘剂在边缘上的的物理或化学交联或通过造成胶粘效果的压敏胶粘剂中的那些结构的物理或化学分解。这是通过如下实现：将交联剂施加至侧边缘，随后使用UV或IR照射、电子辐射、γ照射或等离子体处理。所公开的交联剂包括环氧化物、胺、异氰酸酯、过氧化物或多官能硅烷。缺点为所述方法的相对难使用的且不方便的结构。
EP 1 373 423描述了用于使胶带卷的边缘面的胶粘剂层失活的方法，其通过如下：施用可辐射交联的丙烯酸酯、丙烯酸酯低聚物和丙烯酸酯预聚物，并且用离子化和电磁辐射进行固化。
US 2010/004 47 530描述了使用间接施加方法涂布胶带卷的侧边缘的方法，其中使用了可辐射固化的涂层材料或热熔性聚合物。
EP 11 29 791 A2描述了用于制造抗胶粘涂层的方法，其中通过低压等离子体聚合将抗胶粘层施加至幅面形式的材料，该幅面形式的材料被连续地拉拔通过承载低压等离子体的等离子体区域。通过等离子体聚合而成型的抗胶粘涂层被制造，其特别地用于胶带的背面和用于剥离材料。
上述方法对于降低胶带卷的端面的粘性仅具有有限的适合性。
因此，本发明的目的为提供降低胶带卷的端面的粘性的改善的方法。
该目的通过在开始说明的并且具有权利要求1的特征的方法而实现。
所述方法使用等离子体喷射器(等离子体射流，等离子体流发生装置)，其通过如下：将前体供应至在等离子体喷射器中产生的等离子体流，并且使用富含前体的等离子体从而以等离子体工艺(在等离子工艺中)使载体膜涂布有钝化涂层。将载体膜部分以钝化涂布侧置于胶带卷的端面上，除去载体膜部分，并且钝化涂层的至少部分保留在卷端面上并且降低其粘性。所述的方法步骤优选地按照所列出的顺序进行。
在经等离子体涂布之后，从载体膜切出载体膜部分。以该方式，可通过简单的制造技术制造多个叠合精确(in-register)的钝化涂布的载体膜部分。
本发明的方法利用如下的构思：不是直接降低卷端面的粘性，而是首先提供具有钝化涂层的载体膜，所述钝化涂层已经以等离子体工艺制造。在等离子体工艺中，可有利地以高的再现性水平制造特别薄且均匀的钝化涂层。取决于对于载体膜和前体的材料的选择，钝化涂层从载体膜分离的容易性是不同的。根据本发明，将载体膜以其钝化涂层置于粘性的卷端面上，并且钝化涂层的至少部分被存在于卷端面上的压敏胶粘剂分离，并且粘接至压敏胶粘剂。压敏胶粘剂和钝化涂层之间的剥离粘附性(剥离强度)大于载体膜和钝化涂层之间的剥离粘附性，并且因此，在拆离载体膜部分之后，钝化涂层的至少部分保留在卷端面上。通过已经从载体膜部分分离的那部分钝化涂层而降低卷端面粘性。
在本发明的方法中，将前体供应至等离子体，换而言之，在通过等离子体喷射器已经将工艺气体激发至等离子体之后。仅等离子体流富含前体并且然后被引导在载体膜的表面处。
结果，前体不暴露于等离子体喷射器的电极尖端的强交变电磁场，或典型地在电弧状放电的情况下形成的热、或可能破坏前体的单体的等离子体喷射器的任何其它激发场。此外，通过这种方式防止了电极的污染。
对于将前体供应至等离子体存在多种可能性。
优选地，将液体前体在前体单元(装置)中蒸发并且然后供应至载气；随后，将富含前体的载气供应至等离子体流。
所述前体也可有利地作为气溶胶供应至等离子体流。
优选的是使用硅氧烷或含硅氧烷的配混物作为前体；特别地，HMDSO(六甲基二硅氧烷)为前体的选项。有利地，载体膜设置有10nm至600nm厚的钝化涂层。因此，等离子体工艺确保产生特别薄的钝化涂层，所述钝化涂层一方面凭借其薄的性质而在其转移之后不会改变胶带卷的功能性质，另一方面，能容易地从载体膜分离并且因此被传递至卷的粘性层。
优选地将载体膜用层压辊或类似装置压在卷端面上。这在钝化涂层或钝化涂层的转移部分和卷端面之间产生相对强的粘结，并且因此，在已经将载体膜从卷端面除去之后，钝化涂层的至少部分保留在卷端面的粘性区域上并且降低其粘性。有利地，钝化涂层仅在卷的胶粘层处和在卷的胶粘层上转移。
通过本发明的方法，钝化涂层不直接在卷端面上产生，而是最初在载体膜上产生，这是容许使该方法更稳健(耐用)和更有效的事实。
优选地所述胶带卷通过切割宽的胶带卷而制造。将胶带卷从宽的胶带卷切离。然后，将本发明的方法施用于所切离的胶带卷；有利地，为了节省时间，可同时进行宽的胶带卷的切割和载体膜的等离子体涂布。对于载体膜，优选地，选择来自PET、PVC、PC、PP或PE的组的材料。这些塑料便宜并且易于获得。
特别优选地，选择非极性聚合物作为载体膜的材料，因为非极性聚合物尤其是与含硅氧烷的钝化涂层仅形成弱键，并且因此所述钝化涂层能更容易从载体膜分开。
参照四幅图中的工作实施例描述本发明，其中：
图1显示用于将钝化涂层施加至载体膜的等离子体喷射器，
图2显示设置有钝化涂层的载体膜和具有粘性的卷端面的胶带卷，
图3显示根据图1的被压在卷端面上的载体膜，以及
图4显示从胶带卷的端面再次被除去的载体膜。
本发明的用于降低胶带卷1的端面粘性的方法是基于首先通过图1中所示的等离子体喷射器10制造具有钝化涂层3的载体膜2。然后，将设置有钝化涂层3的载体膜2切割成载体膜部分5，并且根据图2以涂布侧施用于胶带卷1的粘性端面4。
根据图3，将载体膜部分5压在卷端面4上。这可使用层压辊(未示出)进行。在该操作中，钝化涂层3与粘性的卷端面4成为紧密的压力接触。作为施加的压力和钝化涂层3与粘性的卷端面4的接触的结果，钝化涂层的一部分6粘接至造成卷端面4的粘性的压敏胶粘剂幅面8的边缘，并且在图4中，在除去载体膜部分5之后，从载体膜部分5分离的钝化涂层的一部分6保留在卷端面4上并且降低卷端面4的粘性。
卷端面4在此是指卷起的胶带卷1的两个端面侧。胶带卷1具有基底幅面7，并且具有施加至基底幅面7的一侧的压敏胶粘剂幅面8。基底幅面7可为膜、织物或纸。
图2和图3中所示的胶带卷1具有基底幅面7，其在一侧上涂布有压敏胶粘剂。压敏胶粘剂形成压敏胶粘剂幅面8，其完全覆盖基底幅面7的一侧。基底幅面7和压敏胶粘剂幅面8形成胶带9。基底幅面7以500mm-2000mm的宽度制造和设置，并且还以该宽度用压敏胶粘剂涂布。基底幅面7与压敏胶粘剂幅面8一起卷绕，并且因此胶带卷1同样具有500mm-2000mm的宽度。仅在此后将非常宽的胶带卷切割成具有所需工作宽度的胶带卷1。在切割操作之后，压敏胶粘剂暴露于胶带卷1、更特别地压敏胶粘剂幅面8的切缝边缘处，并且其胶粘性质可使得更加难以或甚至不可能进行进一步的加工和运用产品。
图2中所示的胶带卷1的基本上圆形的端面侧在此被称作卷端面4，并且其特征在于基底幅面7和压敏胶粘剂幅面8的交替顺序(序列)。
在胶带卷1的其它实施方案中，胶带9具有非常小的基底幅面7的厚度与压敏胶粘剂幅面8的厚度的比率。在这种胶带9(其被称作厚层产品)的情况下，对于具有其自身胶粘性质的基底幅面7通常使用粘弹性材料，并且因此胶带卷1的整个端面4为胶粘性的。
作为卷端面4的粘性的结果，在与其它物体接触之后，胶带卷1在取出时被破坏或变形并且不能再展开使用。这是一个问题，特别在仅具有低机械强度的窄卷的情况下。
通过施用钝化涂层的一部分6，卷端面4的粘性被降低。为此，在根据图1的第一方法步骤中，通过等离子体喷射器10以等离子体工艺使载体膜2涂布有钝化涂层3。图1中示意性地示出的等离子体喷射器10具有至少一个用于工艺气体12的入口11。工艺气体12为空气或氮气或其混合物，并且被输送通过电极尖端13。电极尖端13连接到具有约10kHz的频率的几kV的高频交变电压14。在电极尖端13和对电极15之间产生导致所谓的电晕放电的强的交变电场，其使流过电极尖端13的工艺气体12通过等离子体喷射器10离子化并且将其转换成等离子体流20。等离子体流20被引导通过等离子体喷嘴16，前体单元17经由前体喷嘴19连接至等离子体喷嘴16。将蒸发的前体18从前体单元17供应至等离子体流20。在本实例中，前体18为六甲基二硅氧烷(HMDSO)，其以40g/小时的速率被供应至工艺气体12。前体喷嘴19与载体膜2的表面成垂直角度，并且开放进入等离子体喷嘴16，其中载体膜2平放在旋转台(未示出)上。
载体膜2的表面的处理在大气压或接近大气压下进行，尽管等离子体喷射器10的放电室中或工艺气体通道中的压力可更高。等离子体在此是指大气压等离子体，其为非处于热平衡的电活化的均匀的反应性气体，在活性区域中具有接近于环境压力的压力。通常而言，压力比环境压力高0.5巴。放电和电场中的离子化过程导致工艺气体的活化，并且在气体组分中产生高激发态。所使用的气体或气体混合物被称作工艺气体12。然后，将气体形式或作为气溶胶的前体18供应至等离子体喷嘴16中的工艺气体12，等离子体喷嘴16经由气体传导通道连接至前体单元17，并且正是该前体18形成了在载体膜3的表面上的实际钝化涂层3。
实施例1：
在该实施例中，将六甲基二硅氧烷供应至工艺气体并且在工艺气体中被激发，同时显著地提高其反应性。结果，硅氧烷适宜地(最理想地)供给(accommodated)在载体膜2的表面上并且牢固地附着。在该实施例中，使用Plasmatreat GmbH的PlasmaPlus等离子体技术产生等离子体聚合层。
实验体系包括下列参数、条件和技术数据：
此处，BOPP代表双轴取向的聚丙烯。PCT(脉冲周期时间)意味着等离子体放电通过脉冲调制。接通和关闭可改善电极的使用寿命并且影响反应性物种的形成。在该情况下，以连续放电进行操作。
在载体膜2的等离子体涂布之后，使用4kg辊将取出的载体膜部分5层压至胶带卷1的端面4上并且立即除去。在除去的载体膜部分5上，作为光折射的结果，钝化涂层的转移部分6的互补物(补体，complement)是可识别到的。在本实施例中，对于tesa产品ACXplus7055，发现对于卷端面4的显著降低的剥离粘附性。经处理的胶带卷1不再通过端面4粘附至光滑或金属基底，并且可再次被抬起而不变形。
实施例2
第二实施例使用得自比利时的VITO的间接等离子体工艺该等离子体处理是在大气条件下基于电晕技术针对塑料表面的整理而开发的。其构成DBD(介质阻挡放电)系统。在“Atmospheric DBD plasma processes for production of lightweightcomposites”(Vangeneugden et al.，2013，21stInternational Symposium on PlasmaChemistry(ISPC 21)，2013年8月4日周日-2013年8月9日周五，Cairns ConventionCentre，Queensland，Australia)中说明了等离子体喷嘴的一种构造。
使用开槽喷嘴，将线性大气等离子体经由工艺气体12吹出至待处理的载体膜2上，而不需要对电极15。将反应性化学品引入至工艺气体流中产生薄的官能性(功能性)钝化涂层3，而不改变载体膜2的基础材料的性质。在APTES的情况下，等离子体流20以其从电极尖端13的流速而向前驱动，并且在短距离之后被引导至载体膜2上。在该工艺的情况下，涂布的载体膜2为硅化的BOPP，并且参数设定如下：
喷嘴离用于处理的BOPP的距离：3.5mm
速度：5m/分钟
功率：2500W
工艺气体流：900sl/分钟
气溶胶类型：APTES
处理次数：5次
APTES为3-氨基丙基三乙氧基硅烷。在载体膜2的等离子体处理之后，使用4kg辊将载体膜部分5层压至胶带卷1的端面4上并且立即除去。作为光折射的结果，在除去的载体膜部分5上可看到钝化涂层的转移部分6的互补物(在本情况下为等离子体聚合涂层)。使用产品ACXplus 7055，可观察到卷端面4的显著降低的剥离粘附性。经处理的胶带卷1不再通过卷端面4粘附至光滑或金属基底上，并且可再次被抬起而不变形。
在等离子体工艺中经常用作前体的一类单体为硅氧烷。它们由具有多个烃基团的硅和氧原子的骨架组成。取决于所使用的单体参数和等离子体参数，可沉积具有可变的烃分数(组分)的石英状钝化涂层3(SiOxCyHz)。
优选的是沉积纯SiOx钝化涂层3，其可以薄的玻璃状涂层的形式产生。
对于钝化涂层的沉积，以下多官能性硅氧烷为合适的：HMDSO(六甲基二硅氧烷)；TEOS(四乙氧基硅烷)；PDMS(聚二甲基硅氧烷)。在将经常使用的HMDSO沉积作为钝化涂层的情况下，在等离子体中，典型地存在首先消除氢和全部甲基，其在氧的存在下反应形成水、CO和CO2。对于作为钝化涂层3的石英状聚合物层，Si-O-Si骨架通常被保留作为构筑单元。
作为载体膜2，原则上可利用所有聚合物膜，更特别地包括PET、PVC、PC、PP或PE的膜。
然而，待转移的钝化涂层3对非极性聚合物的锚定不那么显著，因此钝化涂层3向卷端面4的转移更容易。此外，已经显现为有利的是，硅化的载体膜2显著地增强转移并且可用较少的力的消耗除去。
附图标记列表
1 胶带卷
2 载体膜
3 钝化涂层
4 卷端面
5 载体膜部分
6 钝化涂层的分离部分
7 基底幅面
8 压敏胶粘剂幅面
9 胶带
10 等离子体喷射器
11 入口
12 工艺气体
13 电极尖端
14 交变电压
15 对电极
16 等离子体喷嘴
17 前体单元
18 前体
19 前体喷嘴
20 等离子体流

Claims (11)

1.用于降低胶带卷(1)的端面粘性的方法，所述方法通过：
将前体(18)供应至等离子体流(20)，
使用富含前体(18)的等离子体流(20)从而以等离子体工艺使载体膜(2)涂布有钝化涂层(3)，
将载体膜部分(5)以其钝化涂布侧置于胶带卷(1)的端面(4)上，
除去载体膜部分(5)并且将钝化涂层的至少一部分(6)留在端面(4)上并且降低其端面粘性。
2.如权利要求1所述的方法，
其特征在于，在等离子体喷嘴(16)处将前体(18)供应至等离子体流(20)，并且将富含前体(18)的等离子体流(20)引导于载体膜(2)的表面处。
3.如权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，将液体前体(18)蒸发，然后供应至载气。
4.如权利要求1至3任一项所述的方法，
其特征在于，使用硅氧烷作为前体(18)。
5.如权利要求4所述的方法，
其特征在于，使用HMDSO作为前体(18)。
6.如前述权利要求的任一项所述的方法，
其特征在于，用层压辊将载体膜部分(5)压在端面(4)上。
7.如前述权利要求的任一项所述的方法，
其特征在于载体膜(2)设置有10nm至600nm厚的钝化涂层(3)。
8.如前述权利要求的任一项所述的方法，
其特征在于，对于载体膜(2)，选择来自PET、PVC、PC、PP和PE的组的材料。
9.如前述权利要求的任一项所述的方法，
其特征在于，选择非极性聚合物作为载体膜(2)的材料。
10.如前述权利要求的任一项所述的方法，
其特征在于，通过从宽的胶带卷切割而取出胶带卷(1)。
11.如权利要求10所述的方法，
其特征在于，在将所述宽的胶带卷切开成胶带卷(1)的同时，将载体膜(2)等离子体涂布。
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