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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Haftklebebändern, wobei
ein Acylatschmelzhaftkleber aus der Schmelze auf einen Träger beschichtet
wird und anschließend
vernetzt wird.
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Im
Bereich der Haftklebemassen besteht aufgrund technologischer Weiterentwicklungen
im Beschichtungsverfahren ein fortlaufender Bedarf für Neuentwicklungen.
In der Industrie sind Heißschmelzverfahren (Hotmeltverfahren)
mit lösungsmittelfreier
Beschichtungstechnik zur Herstellung von Haftklebemassen von anwachsender
Bedeutung, da die Umweltauflagen immer größer werden und die Preise für Lösungsmittel
weiter steigen. Daher sollten Lösungsmittel
so weit wie möglich
aus dem Fertigungsprozeß für Haftklebebänder eliminiert
werden. Durch die damit verbundene Einführung der Hotmelt-Technologie
werden immer höhere
Anforderungen an die Klebemassen gestellt. Insbesondere Acrylathaftklebemassen
werden sehr intensiv auf Verbesserungen hin untersucht. Für hochwertige
industrielle Anwendungen werden Polyacrylate bevorzugt, da diese
transparent und witterungsstabil sind. Neben diesen Vorteilen müssen diese
Acrylathaftklebemassen aber auch hohen Anforderungen im Bereich
der Scherfestigkeit und der Klebkraft gerecht werden. Dieses Anforderungsprofil
wird durch Polyacrylate mit hohem Molekulargewicht, hoher Polarität und anschließender effizienter
Vernetzung erreicht. Diese sehr scherfesten und polaren Haftklebemassen
besitzen aber den Nachteil, daß sie
für den
Hotmelt-Extrusionsprozeß nicht
gut geeignet sind, da durch die hohe Fliessviskosität hohe Anwendungstemperaturen
erforderlich und zudem durch Scherung im Extruder das Molekulargewicht
des Polymers abgebaut wird. Durch diese Schädigung wird das klebtechnische
Niveau deutlich herabgesetzt. Die Klebkraft und die Anfaßklebrigkeit
(Tack) sind in der Regel gering, da die Glasübergangstemperatur durch die polaren
Anteile in den Klebemassen relativ hoch liegt. Besonders die Scherfestigkeiten
der Hotmelt-beschichteten Acrylathaftklebemassen fallen – im Vergleich
zur ur sprünglichen
mit Lösungsmittel
beschichteten Haftklebemasse – deutlich
ab. Daher werden zur Zeit unterschiedliche Konzepte zur Verringerung
der Fließviskosität und damit
der leichteren Extrusionsbeschichtung dieser Haftklebemassen untersucht.
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Ein
sehr wichtiges Konzept ist die gezielte Einstellung der Molekulargewichtsverteilung
zur besseren Verarbeitbarkeit. Bimodale Molekulargewichtsverteilungen
unterstützen
die leichtere Verarbeitbarkeit, da durch niedermolekulare Anteile
die Fließviskosität herabgesetzt
wird und durch hochmolekulare Anteile die Scherfestigkeit erhöht wird.
Bimodale Molekulargewichtsverteilungen werden zumeist durch gezieltes
Blending hergestellt.
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In
den Patenten
US 4,619,979 und
US 4,843,134 ist ein Herstellungsverfahren
zur lösemittelfreien
Polymerisation von Acrylaten beschrieben. Hier wurden in einem bestimmten
Polymerisationsreaktor hochverzweigte Polymere hergestellt. Diese
besitzen in der Regel ebenfalls eine reduzierte Fließviskosität gegenüber analogen
linearen Polymeren.
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Ein
weiterer Nachteil bestehender Acrylatschmelzhaftkleber ist weiterhin
der eingeschränkte
Vernetzungsmechanismus, da diese – im Vergleich zu bestehenden
Lösungsmittelsystemen – in der
Regel nicht thermisch vernetzt werden können, da diese ansonsten bereits
im Verarbeitungsprozess vor der Beschichtung vergelen würden.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, die im Stand der Technik bestehenden
Nachteile zu vermeiden und für
einen Polyacrylat-Formkörper,
insbesondere für
Acrylathaftkleber, ein Vernetzungssystem zur Verfügung zu
stellen, dass eine Verarbeitbarkeit aus der Schmelze zulässt und
durch das durch einen effizienten Vernetzungsmechanismus eine Haftklebemasse
mit einer hohen Scherfestigkeit zugänglich ist.
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Gelöst wird
die Aufgabe überraschend
und für
den Fachmann in nicht vorhersehbarer Weise durch ein Verfahren,
wie es im Hauptanspruch dargelegt ist, also mit speziell modifiziertzen
Polyacrylaten, die aus der Schmelze verarbeitbar und formbar, insbesondere
beschichtbar, sind und die nach dem Formvorgang, insbesondere dem
Beschichtungsvorgang, zunächst
thermisch und anschließend
UV-vernetzt werden.
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Die
Unteransprüche
betreffen vorteilhafte Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Die
Erfindung betrifft entsprechend ein Verfahren zur Herstellung von
Formkörpern
auf Polyacrylatbasis, insbesondere von zweidimensional flächigen Formkörpern, ganz
besonders von Polyacrylathaftklebemassenschichten, wobei ein Polyacrylat,
insbesondere eine Polyacrylathaftklebemasse, nach einem an sich
bekannten Verfahren polymerisiert wird, wobei weiterhin das Polyacrylat
einpolymerisierte Comonomere mit thermisch vernetzungsfähigen Gruppen
und Comonomere mit gebundenen Photoinitiatoren aufweist, und das
Polyacrylat in einem ersten Schritt thermisch und in einem zweiten
Schritt durch Bestrahlung mit UV-Licht vernetzt wird.
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Insbesondere
wird das Polyacrylat nach der Polymerisation auf einen permanenten
oder temporären Träger beschichtet,
wobei die Vernetzungsschritte nach der Beschichtung, insbesondere
auf dem Träger,
stattfinden.
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Erfindungsgemäß einsetzbare
Haftklebemassen
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Im
Rahmen der Erfindung werden als Haftklebemassen bevorzugt (Meth)Acrylathaftklebemassen
eingesetzt, also Haftklebemassen auf Polyacrylat- und/oder Polymethacrylatbasis, d.h.
mit einem wesentlichen oder überwiegenden
Anteil an Polyacrylaten und/oder Polymethacrylaten und/oder Derivaten
der vorstehenden Verbindungen.
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Als
weitere Comonomere für
die Herstellung der Haftklebemassen werden im erfindungsgemäßem Sinne
Monomere mit thermisch vernetzungsfähigen Gruppen sowie solche
mit einpolymerisierten Photoinitiatoren eingesetzt.
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Die
Monomere werden bevorzugt dermaßen
gewählt,
daß die
resultierenden Polymere bei Raumtemperatur oder höheren Temperaturen
als Haftklebemassen eingesetzt werden können, insbesondere derart, daß die resultierenden
Polymere haftklebende Eigenschaften entsprechend des „Handbook
of Pressure Sensitive Adhesive Technology" von Donatas Satas (van Nostrand, New
York 1989, Seite 444 – 514)
besitzen.
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Die
Polymere lassen sich bevorzugt durch Polymerisation einer Monomermischung
gewinnen, welche einen hohen bzw. überwiegenden Anteil an Acrylsäureestern
und/oder Methacrylsäureestern
und/oder deren freien Säuren
mit der Formel CH2 = C(R1)(COOR2) besitzen, wobei R1 =
H oder CH3 und R2 eine
Alkylkette mit 1 – 20
C-Atomen oder H ist.
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Das
gewichtsmittlere Molekulargewicht Mw der
eingesetzten Polyacrylate beträgt
bevorzugt Mw < 500.000 g/mol, sehr bevorzugt Mw < 350.000
g/mol.
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In
einer sehr bevorzugten Weise werden Acryl- oder Methacrylmomonere
eingesetzt, die aus Acryl- und Methacrylsäureester mit Alkylgruppen aus
1 bis 14 C-Atomen bestehen, bevorzugt 1 bis 9 C-Atomen umfassen.
Spezifische Beispiele, ohne sich durch diese Aufzählung einschränken zu
wollen, sind Methylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylacrylat, n-Butylacrylat, n-Butylmethacrylat,
n-Pentylacrylat, n-Hexylacrylat, n-Heptylacrylat, n-Octylacrylat, n-Octylmethacrylat,
n-Nonylacrylat, Laurylacrylat, Stearylacrylat, Behenylacrylat, und deren
verzweigten Isomere, wie z.B. Isobutylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat,
2-Ethylhexylmethacrylat,
Isooctylacrylat, Isooctylmethacrylat.
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Weitere
einzusetzende Verbindungsklassen sind monofunktionelle Acrylate
bzw. Methacrylate von überbrückten Cycloalkylalkoholen,
bestehend aus zumindestens 6 C-Atomen.
Die Cycloalkylalkohole können auch
substituiert sein, z.B. durch C-1-6-Alkylgruppen, Halogenatomen oder Cyanogruppen.
Spezifische Beispiele sind Cyclohexylmethacrylate, Isobornylacrylat,
Isobornylmethacrylate und 3,5-Dimethyladamantylacrylat.
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Weiterhin
geeignete Monomere sind z.B. N,N-Dialkylsubstituierte Amide, wie
z.B. N,N-Dimethylacrylamid,
N,N-Dimethylmethylmethacrylamid, N-tert.-Butylacrylamid, N-Vinylpyrrolidon,
N-Vinyllactam, Dimethylaminoethylmethacrylat, Dimethylaminoethylacrylat,
Diethylaminoethylmethacrylat, Diethylaminoethylacrylat, N-Methylolmethacrylamid,
N-(Buthoxymethyl)methacrylamid, N-Methylolacrylamid, N-(Ethoxymethyl)acrylamid,
N-Isopropylacrylamid, wobei diese Aufzählung nicht abschließend ist.
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Weiterhin
sind Bestandteil der im Rahmen dieser Erfindung eingesetzten (Meth)Acrylathaftklebemassen
Comonomere mit vernetzungsfähigen
Gruppen, wie z.B. Carboxylreste, Sulfon- und Phosphonsäure, Hydroxyreste,
Lactam und Lacton, N- substituiertes
Amid, N-substituiertes Amin, Carbamat-, Epoxy-, Thiol-, Alkoxy-.
Cyanreste, Ether oder ähnliches
tragen.
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Bevorzugte
Monomere sind hierfür
Hydroxyethylacrylat, Hydroxypropylacrylat, Hydroxyethylmethacrylat,
Hydroxypropylmethacrylat, Allylalkohol, Maleinsäureanhydrid, Itaconsäureanhydrid,
Itaconsäure, Glyceridylmethacrylat,
4-Hydroxylbutylacrylat, 6-Hydroxyhexylmethacrylat,
Vinylessigsäure, β-Acryloyloxypropionsäure, Trichloracrylsäure, Fumarsäure, Crotonsäure, Aconitsäure, Dimethylacrylsäure und
Acrylsäure, wobei
diese Aufzählung
nicht abschließend
ist.
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Weiterer
Bestandteil der im Rahmen der Erfindung beschriebenen (Meth)Acrylathaftklebemassen
sind Comonomere mit gebundenen Photoinitiatoren. Als Photoinitiatoren
sind Norrish-I- und -II-Photoinitiatoren geeignet. Beispiele sind
z.B. Benzoinacrylat und ein acryliertes Benzophenon der Fa. UCB
(Ebecryl P 36®).
Im Prinzip können
alle dem Fachmann bekannten Photoinitiatoren copolymerisierf werden,
die das Polymer über einen
Radikalmechnismus unter UV-Bestrahlung vernetzen können. Ein Überblick über mögliche einsetzbare Photoinitiatoren
die mit einer Doppelbindung funktionalisiert werden können, wird
in Fouassier: „Photoinititation,
Photopolymerization and Photocuring: Fundamentals and Applications", Hanser-Verlag,
München
1995, gegeben. Ergänzend
wird Carroy et al. in „Chemistry
and Technology of UV and EB Formulation for Coatings, Inks and Paints", Oldring (Hrsg.),
1994, SITA, London eingesetzt.
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Zur
Vernetzung mit UV-Licht können
den Polyacrylathaftklebemassen auch zusätzlich UV-absorbierende Photoinitiatoren
zugemischt werden. Nützliche
Photoinitiatoren, welche sehr gut zu verwenden sind, sind Benzoinether,
wie z.B. Benzoinmethylether und Benzoinisopropylether, substituierte
Acetophenone, wie z.B. 2,2-Diethoxyacetophenon (erhältlich als
Irgacure 651® von
Fa. Ciba Geigy®),
2,2-Dimethoxy-2-phenyl-1-phenylethanon,
Dimethoxyhydroxyacetophenon, substituierte α-Ketole, wie z. B. 2-Methoxy-2-hydroxypropiophenon,
aromatische Sulfonylchloride, wie z. B. 2-Naphthyl sulfonylchlorid,
und photoaktive Oxime, wie z. B. 1-Phenyl-1,2-propandion-2-(O-ethoxycarbonyl)oxim.
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Die
oben erwähnten
und weitere einsetzbare Photoinititatioren und andere vom Typ Norrish
I oder Norrish II können
folgenden Reste enthalten: Benzophenon-, Acetophenon-, Benzil-,
Benzoin-, Hydroxyalkylphenon-, Phenylcyclohexylketon-, Anthrachinon-,
Tri methylbenzoylphosphinoxid-, Methylthiophenylmorpholinketon-,
Aminoketon-, Azobenzoin-, Thioxanthon-, Hexarylbisimidazol-, Triazin-,
oder Fluorenon, wobei jeder dieser Reste zusätzlich mit einem oder mehreren
Halogenatomen und/oder einer oder mehreren Alkyloxygruppen und/oder
einer oder mehreren Aminogruppen oder Hydroxygruppen substituiert
sein kann. Ein repräsentativer Überblick
wird von Fouassier: „Photoinititation,
Photopolymerization and Photocuring: Fundamentals and Applications", Hanser-Verlag,
München
1995, gegeben. Ergänzend
kann Carroy et al. in „Chemistry
and Technology of UV and EB Formulation for Coatings, Inks and Paints", Oldring (Hrsg.),
1994, SITA, London herangezogen werden.
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Zur
Erhöhung
der Vernetzungseffizienz der UV-Nachvernetzung können dem Polyacrylat auch multifunktionelle
Acrylate zugesetzt werden. Bevorzugte unter Strahlung vernetzende
Substanzen gemäß dem erfinderischen
Verfahren sind z.B. bi-, tri- oder tetrafunktionelle Acrylate oder
bi- oder multifunktionelle Urethanacrylate. Verwendet werden können hier
aber auch alle weiteren, dem Fachmann geläufigen bi- oder multifunktionellen
Verbindungen, die in der Lage sind, Polyacrylate strahlenchemisch
zu vernetzen.
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Zur
Weiterentwicklung können
den Haftklebemassen Harze beigemischt sein. Als zuzusetzende klebrigmachende
Harze sind ausnahmslos alle vorbekannten und in der Literatur beschriebenen
Klebharze einsetzbar. Genannt seien stellvertretend die Pinen-,
Inden- und Kolophoniumharze,
deren disproportionierte, hydrierte, polymerisierte, veresterte
Derivate und Salze, die aliphatischen und aromatischen Kohlenwasserstoffharze,
Terpenharze und Terpenphenolharze sowie C5-, C9- sowie andere Kohlenwasserstoffharze.
Beliebige Kombinationen dieser und weiterer Harze können eingesetzt
werden, um die Eigenschaften der resultierenden Klebmasse wunschgemäß einzustellen.
Im Allgemeinen lassen sich alle mit dem entsprechenden Poly(meth)acrylat
kompatiblen (löslichen)
Harze einsetzen, insbesondere sei verwiesen auf alle aliphatischen, aromatischen,
alkylaromatischen Kohlenwasserstoffharze, Kohlenwasserstoffharze
auf Basis reiner Monomere, hydrierte Kohlenwasserstoffharze, funktionelle
Kohlenwasserstoffharze sowie Naturharze. Besonders bevorzugt sind
solche Klebharze, die eine hohe UV-Transmission im für die Bestrahlung
relevanten Wellenlängenbereich
haben. Als besonders günstig
bei Verwendung von copolymerisiertem Benzoinacrylat als Photoinitiator
haben sich hydrierte Kolophoiumester wie Foral 85 und Foral 110
(beide Firma Eastman Chemical) erwiesen. Auf die Darstellung des
Wissensstandes im „Handbook
of Pressure Sensitive Ad hesive Technology" von Donatas Satas (van Nostrand, 1989,
Seite 609 – 631
und Seite 515 – 549)
sei ausdrücklich
hingewiesen.
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Weiterhin
können
optional Weichmacher (Plastifizierungsmittel), weitere Füllstoffe
(wie. z.B. Fasern, Zinkoxid, Kreide, Voll- oder Hohlglaskugeln,
Mikrokugeln aus anderen Materialien, Kieselsäure, Silikate), Keimbildner,
Blähmittel,
Compoundierungsmittel und/oder Alterungsschutzmittel, z.B. in Form
von primären und
sekundären
Antioxidantien oder in Form von Lichtschutzmitteln in Konzentrationen
zugesetzt sein, die eine UV-Nachvernetzung
erlauben.
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Ein
weiterer Bestandteil der Erfindung ist der Vernetzungsmechanismus
nach der Heißschmelz-Beschichtung.
In einem ersten Schritt wird die Haftklebemasse thermisch vernetzt.
Geeignete Vernetzer werden daher der Klebemasse zukompoundiert.
Hier werden in einer bevorzugten Auslegung Vernetzer eingesetzt,
die eine chemische Reaktion mit den funktionellen Comonomeren der
(Meth)Acrylathaftklebemasse eingehen. Geeignete Vernetzer sind z.B.
bi- oder multifunktionelle Isocyanate (auch in blockierter Form),
bi- oder multifunktionelle
Epoxide, bi- oder multifunktionelle Hydroxide oder bi- oder multifunktionelle
Amine oder Amide. Ein wesentliches Kriterium ist die Zeit zwischen
Zudosierung des Vernetzungssystems bis zum optisch homogenen Ausformen
auf einen Träger,
die als Verarbeitungszeit bezeichnet wird. Die Verarbeitungszeit
ist stark abhängig
von Prozesstemperatur, Vernetzertyp und -menge, sowie von der Funktionaliserung
der Acrylatmasse mit beispielsweise Carboxy- und/oder Hydroxygruppen
und gibt den Zeitraum an, in welcher die mit Vernetzer abgemischte
Klebmasse mit optisch gutem Strichbild (gelfrei, stippenfrei) beschichtet
werden kann. Die Verarbeitungszeit zeigt eine besonders starke Abhängigkeit
vom gewichtsmittlerem Molekulargewicht, weshalb Polyacrylat mit
Mw < 500.000 bevorzugt
erfindungsgemäß verwendet
werden.
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Die
Zugabe und Einarbeitung des thermisch reaktiven Vernetzungssystems
in die zu vernetzende lösemittelfreie
Polyacrylatmatrix erfolgt bevorzugt in kontinuierlich arbeitenden
Compoundierungsaggregaten. Diese Aggregate sind erfindungsgemäß so konzipiert,
dass bei guter Durchmischung und gleichzeitig geringem Eintrag von
Scherenergie eine kurze Verweilzeit der Masse nach der Dosierung
des Vernetzungssystems gewährleistet
wird. Vorzugsweise sind die Compoundierungsaggregate Doppelschnecken- und/oder Planetwalzenextruder.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Spindeln des Extruders
temperierbar und/oder kühlbar
sind.
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Die
Zugabe der Vernetzer erfolgt an einer oder an mehreren Stellen der
Aggregate, vorzugsweise in druckfreien Zonen. Günstig ist auch, wenn die thermisch
reaktiven Vernetzersubstanzen fein verteilt dem Polyacrylat zugesetzt
werden, beispielsweise als Aerosol, in feinen Tröpfchen oder verdünnt in einem
geeigneten Verdünnungsmittel
wie einem polymerverträglichen
Weichmacher. Nach dem Homogenisieren des thermischen Vernetzers
wird die Masse zu einer Beschichtungseinheit gefördert und auf einen Träger übertragen, bevorzugt
mittels 2-Walzen- oder Düsenbeschichtung.
Die Zeit nach Zudosierung des Vernetzungssystems im Compoundieraggregat
bis zum Ausformen auf einen Träger
wird als Verarbeitungszeit bezeichnet. Innerhalb dieser Zeit kann
die nun vernetzende Haftklebmasse gelfrei und mit optisch gutem
Strichbild beschichtet werden. Die thermische Vernetzung erfolgt
dann hauptsächlich
nach der Beschichtung auf der Bahn und kann durch Wärmeeintrag
beschleunigt werden. Hierfür
eignen sich nachgeschaltete IR-Strahler. Bei besonders reaktiven
Vernetzungssystemen ist dies jedoch nicht erforderlich. So reagieren
Polyacrylate, die primäre
Hydroxylgruppen als vernetzende Gruppen eingebaut haben, auch bei
Raumtemperatur mit aliphatischen und aromatischen Isocyanaten, wobei
die Verwendung trimerisierter Isocyanate besonders bevorzugt ist.
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Ein
weiterer Bestandteil der Erfindung ist die nachfolgende Vernetzung
mit aktinischer Strahlung, insbesondere UV-Bestrahlung. Dazu die
ausgeformte und thermisch vorvernetzte Schicht durch UV-Bestrahlung nachvernetzt.
Dadurch ergeben sich Haftklebemassen mit besonders hoher Scherfestigkeit
und langer Verarbeitungszeit (gelfreie Zeit).
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Herstellverfahren
für die
Haftklebebänder
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Zur
Polymerisation werden die Monomere dermaßen gewählt, dass die resultierenden
Polymere bei Raumtemperatur oder höheren Temperaturen als Haftklebemassen
eingesetzt werden können,
insbesondere derart, dass die resultierenden Polymere haftklebende
Eigenschaften entsprechend des „Handbook of Pressure Sensitive
Adhesive Technology" von
Donatas Satas (van Nostrand, New York 1989, Seite 444 – 514) besitzen.
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Zur
Erzielung einer bevorzugten Glasübergangstemperatur
TG der Polymere von TG ≤ 25 °C werden entsprechend
dem vorstehend gesagten die Monomere sehr bevorzugt derart ausgesucht
und die mengenmäßige Zusammensetzung
der Monomermischung vorteilhaft derart gewählt, dass sich nach der Fox-Gleichung
(G1) (vgl. T.G. Fox, Bull. Am. Phys. Soc. 1 (1956) 123) der gewünschte TG-Wert für
das Polymer ergibt.
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Hierin
repräsentiert
n die Laufzahl über
die eingesetzten Monomere, wn den Massenanteil
des jeweiligen Monomers n (Gew.-%) und TG,n die
jeweilige Glasübergangstemperatur
des Homopolymers aus den jeweiligen Monomeren n in K.
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Die
Polymerisation der Haftklebemasse erfolgt nach an sich bekannten
Polymerisationsverfahren. Zur Herstellung der Poly(meth)acrylathaftklebemassen
werden vorteilhaft konventionelle radikalische Polymerisationen
durchgeführt.
Für die
radikalisch verlaufenden Polymerisationen werden bevorzugt Initiatorsysteme
eingesetzt, die zusätzlich
weitere radikafische Initiatoren zur Polymerisation enthalten, insbesondere
thermisch zerfallende radikalbildende Azo- oder Peroxo-Initiatoren.
Prinzipiell eignen sich jedoch alle für Acrylate dem Fachmann geläufigen, üblichen
Initiatoren. Die Produktion von C-zentrierten Radikalen ist im Houben
Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Vol. E 19a, S. 60 – 147 beschrieben.
Diese Methoden werden in bevorzugter Weise in Analogie angewendet.
Beispiele für
Radikalquellen sind Peroxide, Hydroperoxide und Azoverbindungen,
als einige nicht ausschließliche
Beispiele für
typische Radikalinitiatoren seien hier genannt Kaliumperoxodisulfat,
Dibenzoylperoxid, Cumolhydroperoxid, Cyclohexanonperoxid, Di-t-butylperoxid,
Azodiisosäurebutyronitril,
Cyclohexylsulfonylacetylperoxid, Diisopropylpercarbonat, t-Butylperoktoat,
Benzpinacol. In einer sehr bevorzugten Auslegung wird als radikalischer
Initiator 1,1'-Azo-bis-(cyclohexancarbonsäurenitril)
(Vazo 88TM der Fa. Du-Pont) oder Azodisobutyronitril (AIBN)
verwendet.
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Die
gewichtsmittleren Molekulargewichte Mw der
bei der radikalischen Polymerisation entstehenden Haftklebemassen
werden sehr bevorzugt derart gewählt,
dass sie in einem Bereich von Mw < 500.000 g/mol liegen.
Es kann notwendig sein, die Polymerisation in Gegenwart von Polymerisationsreglern
wie Thiolen, Halogenverbindungen und insbe sondere Alkoholen (Isopropanol)
durchzuführen,
um das gewünschte
gewichtsmittlere Molekulargewicht Mw einzustellen.
Die Bestimmung des mittleren Molekulargewichtes erfolgt über Größenausschlusschromatographie
(GPC) oder Matrix-unterstützte
Laser-Desorption/Ionisations-Massenspektrometrie
(MALDI-MS).
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Die
Polymerisation kann in Substanz, in Gegenwart eines oder mehrerer
organischer Lösungsmittel, in
Gegenwarf von Wasser oder in Gemischen aus organischen Lösungsmitteln
und Wasser durchgeführt
werden. Es wird dabei angestrebt, die verwendete Lösungsmittelmenge
so gering wie möglich
zu halten. Geeignete organische Lösungsmittel sind reine Alkane
(z.B. Hexan, Heptan, Octan, Isooctan), aromatische Kohlenwasserstoffe
(z.B. Benzol, Toluol, Xylol), Ester (z.B. Essigsäureethylester, Essigsäurepropyl-,
-butyl- oder -hexylester),
halogenierte Kohlenwasserstoffe (z.B. Chlorbenzol), Alkanole (z.B.
Methanol, Ethanol, Ethylenglycol, Ethylenglycolmonomethylether)
und Ether (z.B. Diethylether, Dibutylether) oder Gemische davon.
Die wäßrigen Polymerisationsreaktionen
können
mit einem mit Wasser mischbaren oder hydrophilen Colösungsmittel
versetzt werden, um zu gewährleisten,
dass das Reaktionsgemisch während
des Monomerumsatzes in Form einer homogenen Phase vorliegt. Vorteilhaft
verwendbare Colösungsmittel
für die
vorliegende Erfindung werden gewählt
aus der folgenden Gruppe, bestehend aus aliphatischen Alkoholen,
Glycolen, Ethern, Glycolethern, Pyrrolidinen, N-Alkylpyrrolidinonen, N-Alkylpyrrolidonen,
Polyethylenglycolen, Polypropylenglycolen, Amiden, Carbonsäuren und
Salzen davon, Estern, Organosulfiden, Sulfoxiden, Sulfonen, Alkoholderivaten, Hydroxyetherderivaten,
Aminoalkoholen, Ketonen und dergleichen, sowie Derivaten und Gemischen
davon.
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Die
Polymerisationszeit beträgt – je nach
Umsatz und Temperatur – zwischen
2 und 72 Stunden. Je höher
die Reaktionstemperatur gewählt
werden kann, das heißt,
je höher
die thermische Stabilität
des Reaktionsgemisches ist, desto geringer kann die Reaktionsdauer
gewählt
werden.
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Zur
Initiierung der Polymerisation ist für die thermisch zerfallenden
Initiatoren der Eintrag von Wärme essentiell.
Die Polymerisation kann für
die thermisch zerfallenden Initiatoren durch Erwärmen auf 50 bis 160 °C, je nach
Initiatortyp, initiiert werden.
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Für die Herstellung
kann es auch von Vorteil sein, die Acrylathaftklebemassen in Substanz
zu polymerisieren. Hier eignet sich insbesondere die Präpolymerisationstechnik.
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Die
Polymerisation wird mit UV-Licht iniitiert, aber nur zu einem geringen
Umsatz von ca. 10 – 30% geführt. Anschließend kann
dieser Polymersirup z.B. in Folien eingeschweißt werden (im einfachsten Fall
Eiswürfel)
und dann in Wasser zu hohem Umsatz durchpolymerisiert werden. Diese
Pellets lassen sich dann als Acrylat-schmelzkleber einsetzen, wobei
für den
Aufschmelzvorgang besonders bevorzugt Folien-materialien eingesetzt
werden, die mit dem Polyacrylat kompatibel sind.
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Ein
anderes vorteilhaftes Herstellungsverfahren für die Poly(meth)acrylathaftklebemassen
ist die anionische Polymerisation. Hier werden als Reaktionsmedium
bevorzugt inerte Lösungsmittel
verwendet, wie z.B. aliphatische und cycloaliphatische Kohlenwasserstoffe,
oder auch aromatische Kohlenwasserstoffe.
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Das
lebende Polymer wird in diesem Fall im Allgemeinen durch die Struktur
PL(A)-Me repräsentiert, wobei Me ein Metall
der Gruppe I, wie z.B. Lithium, Natrium oder Kalium, und PL(A) ein wachsender Polymerblock aus den
Monomeren A ist. Die Molmasse des herzustellenden Polymers wird
durch das Verhältnis
von Initiatorkonzentration zu Monomerkonzentration kontrolliert.
Als geeignete Polymerisationsinitiatoren eignen sich z. B. n-Propyllithium,
n-Butyllithium, sec-Butyllithium, 2-Naphthyllithium, Cyclohexyllithium
oder Octyllithium, wobei diese Aufzählung nicht den Anspruch auf
Vollständigkeit
besitzt. Ferner sind Initiatoren auf Basis von Samarium-Komplexen
zur Polymerisation von Acrylaten bekannt (Macromolecules, 1995,
28, 7886) und hier einsetzbar.
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Weiterhin
lassen sich auch difunktionelle Initiatoren einsetzen, wie beispielsweise
1,1,4,4-Tetraphenyl-1,4-dilithiobutan oder 1,1,4,4-Tetraphenyl-1,4-dilithioisobutan.
Coinitiatoren lassen sich ebenfalls einsetzen. Geeignete Coinitiatoren
sind unter anderem Lithiumhalogenide, Alkalimetallalkoxide oder
Alkylaluminium-Verbindungen. In einer sehr bevorzugten Version sind
die Liganden und Coinitiatoren so gewählt, daß Acrylatmonomere, wie z.B.
n-Butylacrylat und 2-Ethylhexylacrylat, direkt polymerisiert werden
können
und nicht im Polymer durch eine Umesterung mit dem entsprechenden
Alkohol generiert werden müssen.
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Für das erfindungsgemäße Verfahren
besonders geeignet sind auch Polyacrylate, die eine enge Molekulargewichtsverteilung
(Polydispersität < 4) haben. Diese
Massen sind bei relativ niedrigem Molekulargewicht nach dem Vernetzen
besonders schertest. Da im Vergleich zu einem normal verteilten
Polyacrylat bei einem eng verteilten bei gleichem Kohäsionsniveau
ein niedrigeres Molekulargewicht erforderlich ist, reduzieren sich
Viskosität
und Prozesstemperaturen. Somit ermöglicht ein eng verteiltes Polyacrylate
eine besonders lange Verarbeitungszeit.
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Zur
Herstellung von Polyacrylathaftklebemassen mit einer engen Molekulargewichtsverteilung
eignen sich auch kontrollierte radikalische Polymerisationsmethoden.
Zur Polymerisation wird dann bevorzugt ein Kontrollreagenz der allgemeinen
Formel eingesetzt:
worin R und R
1 unabhängig voneinander
gewählt
oder gleich sind
- – verzweigte und unverzweigte
C1- bis C18-Alkylreste;
C3- bis C18-Alkenylreste;
C3-bis
C18-Alkinylreste;
- – C1- bis C18-Alkxoyreste
- – durch
zumindest eine OH-Gruppe oder ein Halogenatom oder einen Silylether
substituierte C1- bis C18-Alkylreste;
C3- bis C18-Alkenylreste;
C3- bis C18-Alkinylreste;
- – C2-C18-Hetero-Alkylreste
mit mindestens einem O-Atom und/oder einer NR*-Gruppe in der Kohlenstoffkette, wobei
R* ein beliebiger (insbesondere organischer) Rest sein kann,
- – mit
zumindest einer Estergruppe, Amingruppe, Carbonatgruppe, Cyanogruppe,
Isocyanogruppe und/oder Epoxidgruppe und/oder mit Schwefel substituierte
C1-C18-Alkylreste, C3-C18-Alkenylreste, C3-C18-Alkinylreste;
- – C3-C12-Cycloalkylreste
- – C6-C18- Aryl- oder
Benzylreste
- – Wasserstoff
darstellen.
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Kontrollreagenzien
des Typs (I) bestehen bevorzugt aus folgenden weiter eingeschränkten Verbindungen:
Halogenatome
sind hierbei bevorzugt F, Cl, Br oder I, mehr bevorzugt Cl und Br.
Als Alkyl-, Alkenyl- und Alkinylreste in den verschiedenen Substituenten
eignen sich hervorragend sowohl lineare als auch verzweigte Ketten.
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Beispiele
für Alkylreste,
welche 1 bis 18 Kohlenstoffatome enthalten, sind Methyl, Ethyl,
Propyl, Isopropyl, Butyl, Isobutyl, t-Butyl, Pentyl, 2-Pentyl, Hexyl,
Heptyl, Octyl, 2-Ethylhexyl,
t-Octyl, Nonyl, Decyl, Undecyl, Tridecyl, Tetradecyl, Hexadecyl
und Octadecyl.
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Beispiele
für Alkenylreste
mit 3 bis 18 Kohlenstoffatomen sind Propenyl, 2-Butenyl, 3-Butenyl, Isobutenyl,
n-2,4-Pentadienyl, 3-Methyl-2-butenyl, n-2-Octenyl, n-2-Dodecenyl,
Isododecenyl und Oleyl.
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Beispiele
für Alkinyl
mit 3 bis 18 Kohlenstoffatomen sind Propinyl, 2-Butinyl, 3-Butinyl,
n-2-Octinyl und n-2-Octadecinyl.
-
Beispiele
für Hydroxy-substituierte
Alkylreste sind Hydroxypropyl, Hydroxybutyl oder Hydroxyhexyl.
-
Beispiele
für Halogen-substituierte
Alkylreste sind Dichlorobutyl, Monobromobutyl oder Trichlorohexyl.
-
Ein
geeigneter C2-C18-Hetero-Alkylrest
mit mindestens einem O-Atom in der Kohlenstoffkette ist beispielsweise
-CH2-CH2-O-CH2-CH3.
-
Als
C3-C12-Cycloalkylreste
dienen beispielsweise Cyclopropyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl oder
Trimethylcyclohexyl.
-
Als
C6-C18-Arylreste
dienen beispielsweise Phenyl, Naphthyl, Benzyl, 4-tert.-Butylbenzyl- oder weitere substituierte
Phenyl, wie z.B. Ethyl, Toluol, Xylol, Mesitylen, Isopropylbenzol,
Dichlorobenzol oder Bromtoluol.
-
Die
vorstehenden Auflistungen dienen nur als Beispiele für die jeweiligen
Verbindungsgruppen und besitzen keinen Anspruch auf Vollständigkeit.
-
Weiterhin
sind auch Verbindungen der folgenden Typen als Kontrollreagenzien
einsetzbar
wobei R
2 ebenfalls
unabhängig
von R und R
1 aus der oben aufgeführten Gruppe
für diese
Reste gewählt
werden kann.
-
Beim
konventionellen, ,RAFT-Prozeß' wird zumeist nur
bis zu geringen Umsätzen
polymerisiert (WO 98/01478 A1), um möglichst enge Molekulargewichtsverteilungen
zu realisieren. Durch die geringen Umsätze lassen sich diese Polymere
aber nicht als Haftklebemassen und insbesondere nicht als Schmelzhaftkleber
einsetzen, da der hohe Anteil an Restmonomeren die klebtechnischen
Eigenschaften negativ beeinflußt,
die Restmonomere im Aufkonzentrationsprozeß das Lösemittelrecyclat verunreinigen
und die entsprechenden Selbstklebebänder ein sehr hohes Ausgasungsverhalten
zeigen würden.
Um diesen Nachteil niedriger Umsätze
zu umgehen, wird in einer besonders bevorzugten Vorgehensweise die
Polymerisation mehrfach initiiert.
-
Als
weitere kontrollierte radikalische Polymerisationsmethode können Nitroxid-gesteuerte
Polymerisationen durchgeführt
werden. Zur Radikalstabilisierung werden in günstiger Vorgehensweise Nitroxide
des Typs (Va) oder (Vb) eingesetzt:
wobei R
3,
R
4, R
5, R
6, R
7, R
8,
R
9, R
10 unabhängig voneinander
folgende Verbindungen oder Atome bedeuten:
- i)
Halogenide, wie z.B. Chlor, Brom oder Iod
- ii) lineare, verzweigte, cyclische und heterocyclische Kohlenwasserstoffe
mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, die gesättigt, ungesättigt oder
aromatisch sein können,
- iii) Ester -COOR11, Alkoxide -OR12 und/oder Phosphonate -PO(OR13)2, wobei R11, R12 oder R13 für Reste
aus der Gruppe ii) stehen.
-
Verbindungen
der (Va) oder (Vb) können
auch an Polymerketten jeglicher Art gebunden sein (vorrangig in
dem Sinne, dass zumindest einer der oben genannten Reste eine derartige
Polymerkette darstellt) und somit zum Aufbau von Polyacrylathaftklebemassen
genutzt werden.
-
Mehr
bevorzugt werden kontrollierte Regler für die Polymerisation von Verbindungen
des Typs:
- • 2,2,5,5-Tetramethyl-1-pyrrolidinyloxyl
(PROXYL), 3-Carbamoyl-PROXYL, 2,2-dimethyl-4,5-cyclohexyl-PROXYL,
3-oxo-PROXYL, 3-Hydroxylimine-PROXYL, 3-Aminomethyl-PROXYL, 3-Methoxy-PROXYL, 3-t-Butyl-PROXYL,
3,4-Di-t-butyl-PROXYL
- • 2,2,6,6-Tetramethyl-1-piperidinyloxy
pyrrolidinyloxyl (TEMPO), 4-Benzoyloxy-TEMPO, 4-Methoxy-TEMPO, 4-Chloro-TEMPO,
4-Hydroxy-TEMPO, 4-Oxo-TEMPO, 4-Amino-TEMPO, 2,2,6,6,-Tetraethyl-1-piperidinyloxyl,
2,2,6-Trimethyl-6-ethyl-1-piperidinyloxyl
- • N-tert.-Butyl-1-phenyl-2-methyl
propyl Nitroxid
- • N-tert.-Butyl-1-(2-naphtyl)-2-methyl
propyl Nitroxid
- • N-terf.-Butyl-1-diethylphosphono-2,2-dimethyl
propyl Nitroxid
- • N-tert.-Butyl-1-dibenzylphosphono-2,2-dimethyl
propyl Nitroxid
- • N-(1-Phenyl-2-methyl
propyl)-1-diethylphosphono-1-methyl ethyl Nitroxid
- • Di-t-Butylnitroxid
- • Diphenylnitroxid
- • t-Butyl-t-amyl
Nitroxid
-
Eine
Reihe weiterer Polymerisationsmethoden, nach denen die Haftklebemassen
in alternativer Vorgehensweise hergestellt werden können, lassen
sich aus dem Stand der Technik wählen:
US 4,581,429 A offenbart
ein kontrolliert radikalisches Polymerisationsverfahren, das als
Initiator eine Verbindung der Formel R'R''N-O-Y anwendet, worin
Y eine freie radikalische Spezies ist, die ungesättigte Monomere polymerisieren
kann. Die Reaktionen weisen aber im Allgemeinen geringe Umsätze auf.
Besonders problematisch ist die Polymerisation von Acrylaten, die
nur zu sehr geringen Ausbeuten und Molmassen abläuft. WO 98/13392 A1 beschreibt
offenkettige Alkoxyaminverbindungen, die ein symmetrisches Substitutionsmuster aufweisen.
EP 735 052 A1 offenbart
ein Verfahren zur Herstellung thermoplastischer Elastomere mit engen Molmassenverteilungen.
WO 96124620 A1 be schreibt ein Polymerisationsverfahren, bei dem
sehr spezielle Radikalverbindungen wie z. B. phosphorhaltige Nitroxide,
die auf Imidazolidin basieren, eingesetzt werden. WO 98/44008 A1
offenbart spezielle Nitroxyle, die auf Morpholinen, Piperazinonen
und Piperazindionen basieren.
DE 199 49 352 A1 beschreibt heterozyklische
Alkoxyamine als Regulatoren in kontrolliert radikalischen Polymerisationen.
Entsprechende Weiterentwicklungen der Alkoxyamine bzw. der korrespondierenden
freien Nitroxide verbessern die Effizienz zur Herstellung von Polyacrylaten
(Hawker, Beitrag zur Hauptversammlung der American Chemical Society,
Frühjahr
1997; Husemann, Beitrag zum IUPAC World-Polymer Meeting 1998, Gold Coast).
-
Als
weitere kontrollierte Polymerisationsmethode lässt sich in vorteilhafter Weise
zur Synthese der Polyacrylathaftklebemassen die Atom Transfer Radical
Polymerization (ATRP) einsetzen, wobei als Initiator bevorzugt monofunktionelle
oder difunktionelle sekundäre
oder tertiäre
Halogenide und zur Abstraktion des(r) Halogenids(e) Cu-, Ni-, Fe-,
Pd-, Pt-, Ru-, Os-, Rh-, Co-, Ir-, Ag- oder Au-Komplexe (
EP 0 824 111 A1 ;
EP 826 698 A1 ;
EP 824 110 A1 ;
EP 841 346 A1 ;
EP 850 957 A1 )
eingesetzt werden. Die unterschiedlichen Möglichkeiten der ATRP sind ferner
in den Schriften
US
5,945,491 A ,
US
5,854,364 A und
US
5,789,487 A beschrieben.
-
Beschichtungsverfahren
Ausrüstung
des Trägermaterials
mit der Haftklebemasse
-
Zur
Herstellung der Haftklebebänder
werden die oben beschriebenen Haftschmelzkleber als Hotmelt-Systeme
(also aus der Schmelze) beschichtet. Für das Herstellungsverfahren
kann es daher in einem ersten Schritt erforderlich sein, das Lösemittel
von der Haftklebemasse zu entfernen. Hier können im Prinzip alle dem Fachmann
bekannten Verfahren eingesetzt werden. Ein sehr bevorzugtes Verfahren
ist die Aufkonzentration über
einen Ein- oder Doppelschneckenextruder. Der Doppelschneckenextruder
kann gleich- oder
gegenläufig
betrieben werden. Das Lösemittel
oder Wasser wird bevorzugt über
mehrere Vakuumstufen abdestilliert. Zudem wird je nach Destillationstemperatur
des Lösemittels
gegengeheizt. Die Restlösemittelanteile
betragen bevorzugt < 1%,
mehr bevorzugt < 0,5%
und sehr bevorzugt < 0,2%.
Der Hotmelt wird aus der Schmelze weiterverarbeitet.
-
Zur
Beschichtung als Hotmelt können
unterschiedliche Beschichtungsverfahren herangezogen werden. In
einer Ausführung
werden die Schmelzhaftkleber über
ein Walzenbe schichtungsverfahren beschichtet. Unterschiedliche Walzenbeschichtungsverfahren
sind im „Handbook
of Pressure Sensitive Adhesive Technology" von Donatas Satas (van Nostrand, New
York 1989, S. 896 ff und Seite 515 – 541) beschrieben. In einer weiteren
Ausführung
wird über
eine Schmelzdüse
beschichtet. Hier kann zwischen dem Kontakt und dem kontaktlosen
Verfahren unterschieden werden. Der Schmelzfilm wird durch das Düsendesign
innerhalb der Beschichtungsdüse
erzeugt. Durch einen Reckprozess nach dem Düsenaustritt kann eine Orientierung
der Polymerketten erreicht werden. Das Reckverhältnis kann z.B. durch die Breite
des Düsenspaltes
gesteuert werden. Eine Reckung tritt immer dann auf, wenn die Schichtdicke
des Haftklebefilms auf dem zu beschichtenden Trägermaterial geringer ist als
die Breite des Düsenspaltes.
-
In
einem weiteren bevorzugten Verfahren wird durch eine Extrusionsdüse beschichtet.
Die Extrusionsbeschichtung wird bevorzugt mit einer Extrusionsdüse vorgenommen.
Die verwendeten Extrusionsdüsen
können
vorteilhaft aus einer der drei folgenden Kategorien stammen: T-Düse, Fischschwanz-Düse und Bügel-Düse. Die
einzelnen Typen unterscheiden sich durch die Gestalt ihres Fließkanals.
Durch die Form der Extrusionsdüse
kann ebenfalls eine Orientierung innerhalb des Schmelzhaftklebers
erzeugt werden. Weiterhin kann hier – in Analogie zur Schmelzdüsenbeschichtung – ebenfalls
eine Orientierung nach dem Düsenaustritt
durch Reckung des Haftklebebandfilmes erzielt werden.
-
Die
(Meth)Acrylatschmelzkleber werden auf ein geeignetes Trägermaterial
beschichtet, um auf diesem Wege ein ein- oder doppelseitiges Haftklebeband
herzustellen.
-
In
einer Ausführung
werden Transfer-Tapes hergestellt. Als Trägermaterial eignen sich z.B.
alle silikonisierten oder fluorierten Folien mit einer Releasewirkung.
Als Folienmaterialien seien hier nur beispielhaft BOPP, MOPP, PET,
PEN, Polyimid, PVC, PUR, PE, PE/EVA, EPDM, PP und PE genannt. Weiterhin
lassen sich für
Transfertapes auch Trennpapiere (Glassine Papiere, Kraft Papiere,
polyolefinisch beschichtete Papiere) einsetzen.
-
Für den Fall,
dass das Trägermaterial
in der Haftklebemasse verbleibt (z.B. in Form einer Trägerfolie), wird
bevorzugt eine Trägerfolie
oder ein Trägervlies
eingesetzt.
-
Es
lassen sich z.B. Folien einsetzen, die Bornitril, Aluminiumoxid
oder Siliciumnitril enthalten. Es können aber auch Metallfolien
eingesetzt werden. Besonders bevorzugte Folien bestehen aus Aluminium,
Kupfer, Edelstahl, Metalllegierungen, etc.). Als Folienmaterialien
lassen sich weiterhin BOPP, MOPP, PET, PEN, Polyimid, PVC, PUR,
PE, PE/EVA, EPDM, PP und PE einsetzen. Weiterhin lassen sich als
Trägermaterialien
aber auch Vliese (PP, PET) oder Papiervliese oder andere Gewebematerialien
einsetzen.
-
Nach
der Beschichtung werden die Haftklebemassen zunächst thermisch vernetzt. Hierfür kann Wärme eingebracht
werden durch z.B. Infrarotstrahler, einem Wärmekanal oder einem schlaufenförmigen Kanal um
die Verweilzeit zu erhöhen.
Weiterhin kann gegebenenfalls das ballenförmige Material in einem Trockenraum
nachgetempert werden. In einer bevorzugten Auslegung wird das Haftklebeband
auf mindestens 60 °C, mehr
bevorzugt auf 80 °C,
sehr bevorzugt auf über
100 °C aufgeheizt.
Weiterhin ist für
den Grad der Vernetzung die Aufenthaltsdauer in dem Temperaturbereich.
In einer bevorzugten Auslegung sollte die Temperierzeit mindestens
15 s, mehr bevorzugt 30 s, äußerst bevorzugt
größer 1 Minute
betragen. Wenn keine Temperung erfolgen soll, kann das ballenförmige Material
auch -je nach Anteil und Reaktivität des thermischen Vernetzers – 2 – 10 Tage
bei Raumtemperatur gelagert werden.
-
Für die Durchführung des
Dualen Vernetzungsmechanismus wird anschließend die Haftklebemasse mit
UV-Licht vernetzt.
-
Zur
UV-Vernetzung wird mittels kurzwelliger ultravioletter Bestrahlung
in einem Wellenlängenbereich von
200 bis 400 nm, je nach verwendetem UV-Photoinitiator, bestrahlt,
insbesondere unter Verwendung von Quecksilber-Hochdruck- oder -Mitteldruck-Lampen
bei einer Leistung von 80 bis 240 W/cm. Die Bestrahlungsintensität wird der
jeweiligen Quantenausbeute des UV-Photoinitiators, dem einzustellenden
Vernetzungsgrad und dem Maßes
der Orientierung angepasst. Weiterhin kann bei gegebener Strahlerleistung
die Anzahl der UV-Strahler variiert werden und die Prozessgeschwindigkeit
variiert werden.
-
Beispiele
-
Die
Erfindung wird im Folgenden durch Beispiele und Experimente näher erläutert. Testmethoden:
-
Feststoffgehalt (Test
A);
-
Der
Feststoffgehalt ist ein Maß für den Anteil
an nicht Verdampfbaren in einer Polymerlösung. Er wird gravimetrisch
bestimmt, indem man die Lösung
einwiegt, dann für
2 Stunden bei 120°C
im Trockenschrank die verdampfbaren Anteile abdampft und den Rückstand
zurückwiegt.
-
K-Wert(nach FIKENTSCHER)(Test
B):
-
Der
K-Wert ist ein Maß für die durchschnittliche
Molekülgröße hochpolymerer
Stoffe. Zur Messung wurden einprozentige (1g/100 ml) toluolische
Polymerlösungen
herstellt und mit Hilfe eines VOGEL-OSSAG-Viskositmeters deren kinematische
Viskositäten
bestimmt. Nach Normieeung auf die Viskosität des Toluols wird die relative
Viskosität
erhalten, aus der sich nach FIKENTSCHER der K-Wert errechnen lässt (Polymer
8/1967, 381 ff.)
-
Gelpermeationschromatographie
GPC(Test C);
-
Die
Bestimmung des mittleren Molekulargewichtes MW und der Polydisperistät PD erfolgte
durch die Firma Polymer Standards Service in Mainz. Als Eluent wurde
THF mit 0.1 Vol.-% Trifluoressigsäure eingesetzt. Die Messung
erfolgte bei 25°C.
Als Vorsäule
wurde PSS-SDV, 5 μ,
103 Å,
ID 8.0 mm × 50
mm verwendet. Zur Auftrennung wurden die Säulen PSS-SDV, 5 μ, 103 sowie 105 und 106 mit jeweils ID 8.0 mm × 300 mm
eingesetzt. Die Probenkonzentration betrug 4 g/l, die Durchflußmenge 1.0
ml pro Minute. Es wurde gegen PMMA-Standards gemessen
-
Dynamische Fließviskosität (Test
D)
-
Die
Messungen wurden mit dem Gerät
Dynamic Stress Rheometer von Rheometrics durchgeführt. Zur Probenvorbereitung
wurden die flüssigen
Polymere auf einen silikonisierten Trennpapierträger aufgetragen und im Trockenschrank
bei 120 °C
für 10
Minuten getrocknet. Der Masseauftrag betrug 100 g/ml. Anschließend wurden
Streifen geschnitten und diese übereinander
laminiert, bis der Verbund eine Dicke von etwa 1 mm aufweist. Aus
diesen Laminaten wurden kreisrunde Muster mit einem Durchmesser
von 25 mm ausgeschnitten und die rheofogischen Messungen mit diesen
Laminaten durchgeführt.
Bei 100 °C
wurde die Frequenz von 0,1 bis 100 rad/s variiert. Zum Vergleich
werden die jeweils gemessenen Fließviskositäten bei 10 rad/s angegeben.
Es wurde mit paralleler Plattenanordnung gemessen.
-
Bestimmung des Gelanteifs
(Test E)
-
Die
sorgfältig
getrockneten lösungsmittelfreien
Klebstoffproben werden in ein Vliestütchen aus Polyethylen (Tyvek-Vlies)
eingeschweißt.
Aus der Differenz der Proben gewichte vor der Extraktion und nach
der Extraktion durch Toluol wird der Gelwert bestimmt.
-
180° Klebkrafttest (Test F)
-
Ein
20 mm breiter Streifen einer auf Polyester als Schicht aufgetragenen
Acrylathaftklebemasse wurde auf Stahlplatten aufgebracht. Der Haftklebestreifen
wurde zweimal mit einem 2 kg-Gewicht auf das Substrat aufgedrückt. Das
Klebeband wurde anschließend
sofort mit 300 mm/min und im 180° Winkel
vom Substrat abgezogen. Die Stahlplatten wurden zweimal mit Aceton
und einmal mit Isopropanol gewaschen. Die Meßergebnisse sind in N/cm angegeben
und sind gemittelt aus drei Messungen. Alle Messungen wurden bei
Raumtemperatur durchgeführt.
Analog wurde die Klebkraft auf Polyethylen (PE) bestimmt.
-
Scherstandzeit (Test G)
-
Ein
13 mm breiter Streifen des Klebebandes wurde auf eine glatte Stahloberfläche, die
dreimal mit Aceton und einmal mit Isopropanol gereinigt wurde, aufgebracht.
Die Auftragsfläche
betrug 20 mm·13
mm (Länge·Breite).
Anschließend
wurde mit 2 kg Anpreßdruck
das Klebeband viermal auf den Stahlträger gedrückt. Bei Raumtemperatur wurde
ein 1 kg-Gewicht an dem Klebeband befestigt. Die gemessenen Scherstandzeiten
sind in Minuten angegeben und entsprechen dem Mittelwert aus drei
Messungen. Die Messung wird bei Normalklima (23°C, 50% Luftfeuchtigkeit) und
bei 70°C
in einem Wärmeschrank
durchgeführt.
-
SAFT-Shear Adhesive Failure
Temperatur (Test H)
-
Dieser
Test dient der Schnellprüfung
der Scherfestigkeit von Klebebändern
unter Temperaturbelastung.
-
Messprobenpräparation:
Die Klebebandprobe (auf 50 μm
PET-Folie beschichtete Haftklebemasse) wird auf eine geschliffene,
mit Aceton gereinigte Stahl-Prüfplatte
verklebt und anschließend
mit einer 2 kg-Stahlrolle und einer Geschwindigkeit von 10 m/min
sechsmal überrollt.
Die Verklebungsfläche
der Probe beträgt
Höhe × Breite
= 13mm × 10mm,
die Probe wird senkrecht aufgehängt, überragt
am oberen Rand die Stahl-Prüfplatte
um 2mm und wird bündig
mit einem stabilen Klebestreifen verstärkt, der als Auflage für den Wegmessfühler dient.
-
Messung:
Die zu messende Probe wird am unteren Ende mit einem Gewicht von
50 g belastet. Die Stahl-Prüfplatte
mit der verklebten Probe wird beginnend bei 25 °C mit einer Rate von 9 °C pro Minute
auf die Endtemperatur von 200 °C
aufgeheizt. Gemessen wird der Rutschweg der Probe mittels Wegmessfühler in
Abhängigkeit
von Temperatur und Zeit. Der maximale Rutschweg ist auf 1000 μm festgelegt,
bei überschreiten wird
der Test abgebrochen. Prüfklima:
Raumtemperatur 23 ± 3 °C, relative
Luftfeuchtigkeit 50 ± 5%.
Positives Testergebnis:
- – Rutschweg nach Erreichen
der Endtemperatur(200°C)
angegeben in μm.
Negatives Testergebnis:
- – Temperatur
bei Erreichen des maximalen Rutschweges (1000 μm) angegeben in °C. Zur Untersuchung der
Proben wurden folgende Testmethoden angewendet:
-
Herstellung der Ausgangspolymere
für die
Beispiele 1 bis 4
-
Im
Folgenden wird die Präparation
der Ausgangspolymere beschrieben. Die untersuchten Polymere werden
konventionell über
eine freie radikalische Polymerisation in Lösung hergestellt.
HEMA
= Hydroxyethylmethacrylat
AIBN = (2,2'-Azobis(2-methylbutyronitril)]
Perkadox
16 = Bis-(4-t-Butylcyclohexyl)peroxidicarbonat
-
Polymer 1
-
Ein
für radikalische
Polymerisationen konventioneller Reaktor wurde mit 56,25 kg 2-Ethylhexylacrylat, 3,0
kg Acrylsäure,
0,75 kg Benzoinacryfat, 17 kg Siedegrenzbenzin 60/95, 17 kg Aceton
und 6 kg Isopropanol befüllt.
Nach 45minütiger
Durchleitung von Stickstoffgas unter Rühren wurde der Reaktor auf
58 °C hochgeheizt
und 30 g AIBN hinzugegeben. Anschließend wurde das äußere Heizbad
auf 75 °C
erwärmt
und die Reaktion konstant bei dieser Außentemperatur durchgeführt. Nach
1 h wurden erneut 30 g AIBN zugegeben und nach 4 h wurde mit 10
kg Aceton/Isopropanol Gemisch (90:10) verdünnt. Nach 5 sowie nach 7 h
wurde jeweils mit 90 g Perkadox 16 nachinitiiert. Nach 22 h Reaktionszeit
wurde die Polymerisation abgebrochen und auf Raumtemperatur ab gekühlt. Das
Polyacrylat hat einen K-Wert von 50, einen Feststoffgehalt von 54,6%,
ein mittleres Molekulargewicht von Mw = 405000, Polydispersität (Mw/Mn)
= 8,2 Das Polymer wurde nach Trocknung nach Testmethode A, B und
C analysiert.
-
Polymer 2
-
Analog
Beispiel 1 wurden 26,25 kg 2-Ethylhexylacrylat, 30,0 kg n-Butylacrylat,
3,0 kg HEMA, 0,75 kg Benzoinacrylat, 17 kg Siedegrenzbenzin 60/95,
17 kg Aceton und 6 kg Isopropanol polymerisiert. Initiiert wurde zweimal
mit jeweils 30 g AIBN, zweimal mit jeweils 90 g Perkadox 16 und
verdünnt
mit 10 kg Aceton/Isopropanol Gemisch (90:10). Nach 22 h Reaktionszeit
wurde die Polymerisation abgebrochen und auf Raumtemperatur abgekühlt. Das
Polyacrylat hat einen K-Wert von 56, einen Feststoffgehalt von 54,3
%, ein mittleres Molekulargewicht von Mw = 412000, Polydispersität (Mw/Mn)
= 7,8 Das Polymer wurde nach Trocknung nach Testmethode A, B und
C analysiert.
-
Polymer 3
-
Analog
Beispiel 1 wurden 28,65 kg 2-Ethylhexylacrylat, 28,65 kg n-Butylacrylat,
3,0 kg Acrylsäure,
0,6 kg HEMA, 0,30 kg Benzoinacrylat, 15,5 kg Siedegrenzbenzin 60/95,
15,5 kg Aceton und 9 kg Isopropanol polymerisiert. Initiiert wurde
zweimal mit jeweils 30 g AIBN, zweimal mit jeweils 90 g Perkadox
16 und verdünnt mit
10 kg Aceton/Isopropanol Gemisch (85:15). Nach 22 h Reaktionszeit
wurde die Polymerisation abgebrochen und auf Raumtemperatur abgekühlt. Das
Polyacrylat hat einen K-Wert von 46, einen Feststoffgehalt von 54,3%,
ein mittleres Molekulargewicht von Mw = 305000, Polydispersität (Mw/Mn)
= 6,8
-
Das
Polymer wurde nach Trocknung nach Testmethode A, B und C analysiert.
-
Polymer 4
-
Analog
Beispiel 1 wurden 43,5 kg 2-Ethylhexylacrylat, 12,0 kg Methylacrylat,
3,0 kg Acrylsäure,
1,2 kg HEMA, 0,3 kg Benzoinacrylat, 15,5 kg Siedegrenzbenzin 60/95,
15,5 kg Aceton und 9 kg Isopropanol polymerisiert. Initiiert wurde
zweimal mit jeweils 30 g AIBN, zweimal mit jeweils 90 g Perkadox
16 und verdünnt
mit 10 kg Aceton/Isopropanol Gemisch (85:15). Nach 22 h Reaktionszeit
wurde die Polymerisation abgebrochen und auf Raumtemperatur abgekühlt. Das
Polyacrylat hat einen K-Wert von 49, einen Fest stoffgehalt von 54,3%, ein
mittleres Molekulargewicht von Mw = 330000, Polydispersität (Mw/Mn)
= 6,9
-
Das
Polymer wurde nach Trocknung nach Testmethode A, B und C analysiert.
-
Polymer 5
-
Ein
für radikalische
Polymerisationen konventioneller Reaktor wurde mit 43,5 kg 2-Ethylhexylacrylat, 12,0
kg Methylacrylat, 3,0 kg Acrylsäure,
1,2 kg HEMA, 0,3 kg Benzoinacrylat, 80 g Dithiobenzoesäurebenzylester
und 40 kg Aceton befüllt.
Nach 45minütiger
Durchleitung von Stickstoffgas unter Rühren wurde der Reaktor auf
58 °C hochgeheizt
und 30 g AIBN hinzugegeben. Anschließend wurde das äußere Heizbad
auf 75 °C
erwärmt
und die Reaktion konstant bei dieser Außentemperatur durchgeführt. Nach
1 h wurden erneut 30 g AIBN zugegeben. Nach 5 und nach 7 h erfolgte
eine Zugabe von jeweils 90 g Perkadox 160 (Fa. Akzo). Nach 22 h
Reaktionszeit wurde die Polymerisation abgebrochen und auf Raumtemperatur
abgekühlt.
-
Das
Polyacrylat hat einen K-Wert von 42, einen Feststoffgehalt von 60,2%,
ein mittleres Molekulargewicht von Mw = 302000, Polydispersität (Mw/Mn)
= 2,6.
-
Das
Polymer wurde nach Trocknung nach Testmethode A, B und C analysiert.
-
Aufkonzentration / Herstellung
von Schmelzhaftkleber (Verfahren 1):
-
Die
durch Polymerisation in Lösung
hergestellten Polymere 1 – 5
wurden mittels BERSTORFF-Einschneckenextruder (Aufkonzentrationsextruder)
weitestgehend vom Lösemittel
befreit. Dazu wurde die Polymerlösung über eine
Zahnradpumpe und den Aufkonzentationsextruder gefördert und
durch Anlegen von Vakuum an den 3 Domen von den Lösemitteln
befreit. Exemplarisch sind hier die Parameter der Aufkonzentration des
Polymeren 1 dargestellt. Die Drehzahl der Schnecke betrug 150 U/min,
der Motorstrom 10 A, es wurde ein Durchsatz von 65,3 kg flüssig/h realisiert.
Die Unterdrücke
betrugen jeweils 580 mbar, 60 mbar und 9 mbar, wobei das geringste
Vakuum im ersten Dom angelegt wurde. Die Austrittstemperatur des
aufkonzentrierten Hotmelts lag bei 90 °C. Der Feststoffgehalt betrug
nach diesem Aufkonzentrationsschritt 99,5%.
-
Herstellung
der erfindungsgemäßen Klebebänder, Abmischung
mit dem thermischen Vernetzer, Beschichtung und UV-Vernetzung (Verfahren
2, Beispiele 1 bis 6) Die von den Lösemitteln befreiten Acrylatschmelzhaftkleber
wurden in einem Fütterextruder
(Einschneckenförderextruder
der Firma TROESTER) aufgeschmolzen und in einen Doppelschneckenextruder
gefördert
(Fa. LEISTRITZ, Deutschland, Bez. LSM 30/34. Das Aggregat wird von
außen
elektrisch beheizt und über
verschiedene Gebläse
luftgekühlt
und ist so konzipiert, dass bei guter Verteilung des Vernetzungssystems
in der Polymermatrix gleichzeitig eine kurze Verweilzeit der Klebmasse
im Extruder gewährleistet
ist. Dazu wurden die Mischwellen des Doppelschneckenextruders so
angeordnet, dass sich fördernde
und mischende Elemente abwechseln. Die Zugabe der jeweiligen Vernetzungssysteme
(z.B. Isocyanate) erfolgt mit geeignetem Dosierequipment gegebenenfalls
an mehreren Stellen und gegebenenfalls unter Verwendung von Dosierhilfsmitteln
in die druckfreien Förderzonen des
Doppelschneckenextruders.
-
Nach
Austritt der fertig compoundierten, mit Vernetzer abgemischten Klebmasse
aus dem Doppelschneckerextruder erfolgt die Beschichtung direkt
mittels nachgeschalteter SIG-Düse
auf eine mit Saran-Primer vorbehandelte 23 μm dicke PET-Folie (der Fa. Mitsubishi)
beschichtet. Der Masseauftrag bei allen Beispielen beträgt 50 g/m2. Anschließend wurde die Beschichtung
durch einen Wärmekanal
mit 2 IR-Strahlern geführt.
Die Temperatur auf der Bahn betrug 100°C. Die Bahngeschwindigkeit betrug
20 m/min. Zur UV-Härtung wurde
eine UV-Anlage der Fa. Eltosch eingesetzt. Die Anlage ist ausgerüstet mit
zwei Hg-Mitteldruck UV-Strahlern, die jeweils eine Intensität von 120
W/cm haben. Die zu vernetzenden Haftklebebandmuster wurden mit 20
m/min durch die UV-Anlage gefahren. Zum Vergleich wurden Muster
bewertet, die nicht durch UV-Bestrahlung nachvernetzt wurden (siehe
Tabelle 2).
-
In
den nachfolgenden Beispielen und in der Tabelle 1 werden die Prozessbedingungen,
Dosierverhältnisse
und Formulierungen näher
erläutert.
-
Beispiel 1
-
Das
Polymer 1 wurde gemäß Verfahren
1 aufkonzentiert (Feststoffgehalt 99,5%, Viskosität Testmethode
D) gemäß Verfahren
2 mit 0,30 Gew.% des trimerisierten aliphatischen Diisocyanates
Desmodur XP 2410 (Fa. BAYER AG, Deutschland) abgemischt. Zur Verbesserung
der Dosierfähigkeit
wurde das trimerisierte Diisocyanat mit dem flüssigen Phophatester REOFOS
65 (Fa. GREAT LAKES, USA) im Verhältnis 1 zu 1 verdünnt. Die Prozessparameter
sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Die Verarbeitungszeit des Compounds
betrug mehr als 30 Minuten bei einer effektiven Massetemperatur
von 82°C
nach dem Verlassen des LEISTRITZ-Extruders. Die Beschichtung mit
50 g/m2 Masseauftrag erfolgte mittels einer
Extrusionsdüse
der Firma SIG auf vorbehandelte PET-Folie. Anschließend wurde
durch IR Strahler erwärmt
und durch UV-Bestrahlung nachvernetzt. Nach 10 Tagen Lagerung bei
23°C wurden
die klebtechnischen Eigenschaften nach Testmethode E, F, G und H
bestimmt (Tabelle 2). Im Vergleich mit dem nicht UV-nachvernetzen Referenzmuster
erkennt man die deutliche Qualitätsverbesserung.
Der Gelanteil steigt an, die Masse ist deutlich besser vernetzt.
Die Scherstandzeiten und der SAFT-Test (Testmethode H) sind ebenfalls
deutlich verbessert. Auch die Adhäsion ist günstiger, da die Masse jetzt
nicht mehr spaltet.
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Beispiel 2
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Das
gemäß Verfahren
1 aufkonzentrierte Basispolymer 2 (Viskosität Testmethode D) wurde analog Beispiel
1 mit Vernetzer abgemischt, beschichtet, erwärmt und nachvernetzt. Zugesetzt
wurden 0,40 Gew.% (bezogen auf Acrylatcopolymer) des trimerisierten
HDI-Polyisocyanates Desmodur N3600 (BAYER AG, Deutschland) gemäß Verfahren
2. Nach Beschichtung und UV-Bestrahlung gemäß Verfahren 2 wurde das Muster
nach 10 Tagen Lagerung bei Raumtemperatur nach Testmethode E, F,
G und H analysiert. Zu klebtechnischen Daten siehe Beispiel 2 in
Tabelle 2. Die Qualitätsverbesserung
durch die UV-Nachvernetzung verhält sich
analog Beispiel 1. Die Masse ist allerdings acrylsäurefrei
und daher etwas weicher. Überraschend
ist, dass die Verklebung einer acrylsäurefreien Masse hinreichend
wärmebeständig ist
(SAFT Test).
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Beispiel 3
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Vor
Aufkonzentration wurde 20 Gew% Foral 85 in die Lösung des Polymeren 2 eingelöst und nach
vollständigem
Auflösen
des Harzes gemäß Verfahren
1 aufkonzentriert (Viskosität
Testmethode D). Anschließend wurden
in den harzmodifizierten Acrylatschmelzhaftkleber gemäß Verfahren
2 0,80 Gew.% (bezogen auf das Acrylatcopolymer) Desmodur N3600 eingemischt
und wie unter Beispiel 1 beschrieben beschichtet und UV-nachvernetzt. Das
Muster nach 10 Tagen Lagerung bei Raumtemperatur nach Testmethode
E, F, G und H analysiert. Zu klebtechnischen Daten siehe Beispiel
3 in Tabelle 2. Wie man den Daten entnehmen kann, zeigen auch harzmodifizierte
Polyacrylate nach diesem Verfahren sehr gute Werte.
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Bespiel 4.
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Das
gemäß Verfahren
1 aufkonzentrierte Basispolymer 3 (Viskosität Testmethode D) wurde analog Beispiel
1 mit Vernetzer abgemischt, beschichtet, erwärmt und nachvernetzt. Zugesetzt
wurden 0,40 Gew.% (bezogen auf Acrylatcopolymer) Desmodur XP2410
(BAYER AG, Deutschland) gemäß Verfahren
2. Nach Beschichtung und UV-Bestrahlung gemäß Verfahren 2 wurde das Muster
nach 10 Tagen Lagerung bei Raumtemperatur nach Testmethode E, F,
G und H analysiert. Zu klebtechnischen Daten siehe Beispiel 4 in
Tabelle 2.
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Beispiel 5:
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Das
gemäß Verfahren
1 aufkonzentrierte Basispolymer 4 (Viskosität Testmethode D) wurde analog Beispiel
1 mit Vernetzer abgemischt, beschichtet, erwärmt und nachvernetzt. Zugesetzt
wurden 0,40 Gew.% (bezogen auf Acrylatcopolymer) Desmodur XP2410
(BAYER AG, Deutschland) gemäß Verfahren
2. Nach Beschichtung und UV-Bestrahlung gemäß Verfahren 2 wurde das Muster
nach 10 Tagen Lagerung bei Raumtemperatur nach Testmethode E, F,
G und H analysiert. Zu klebtechnischen Daten siehe Beispiel 5 in
Tabelle 2. Dieses Polyacrylat ist besonders schertest.
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Beispiel 6:
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Das
gemäß Verfahren
1 aufkonzentrierte Basispolymer 5 (Viskosität Testmethode D) wurde analog Beispiel
1 mit Vernetzer abgemischt, beschichtet, erwärmt und nachvernetzt. Zugesetzt
wurden 0,50 Gew.% (bezogen auf Acrylatcopolymer) Desmodur XP2410
(BAYER AG, Deutschland) gemäß Verfahren
2. Nach Beschichtung und UV-Bestrahlung gemäß Verfahren 2 wurde das Muster
nach 10 Tagen Lagerung bei Raumtemperatur nach Testmethode E, F,
G und H analysiert. Zu klebtechnischen Daten siehe Beispiel 6 in
Tabelle 2. Auch mit enger Molekulargewichtsverteilung können nach
diesem Verfahren leistungsstarke Acrylathaftklebemassen erhalten
werden.
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Für alle Beispiele
wurden Molekulargewichte von unterhalb 500.000 g/mol bestimmt (Test
C). Auf diesem Weg wird eine gute Hotmeltprozeßfähigkeit gewährleistet. Weiterhin ist für die Beschichtung
als Hotmelt die dynamische Fließviskosität entscheidend.
Daher wurde von allen Beispielen zum Vergleich die Fließviskosität mit dem
Rheometer (Test D) bestimmt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle
2 dargestellt. Die gemessenen Fließviskositäten liegen auf einem niedrigen
Niveau und deuten darauf hin, dass sich die Acrylatschmelzhaftkleber
leicht aus der Schmelze verarbeiten lassen.
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Für den Fachmann
völlig überraschend
ist die ausgezeichnete Beschichtbarkeit der Hotmelt-Klebmasse nach
Zugabe und Einmischung des thermischen Vernetzungssystems in die
Polyacrylat-Klebmasse bei den im Compoundieraggregat herrschenden
Temperaturen zwischen 60 °C
und 100 °C,
vorzugsweise zwischen 70 °C
und 80 °C.
Unter Beschichtbarkeit wird in diesem Zusammenhang die Eignung zum
Ausformen der mit Vernetzer abgemischten Klebmasse in dünne Schichten
und zum Aufbringen auf ein bahnförmiges
Trägermaterial
mittels Beschichtungsdüse
oder Walzenbeschichtungswerk verstanden. Zu erwarten war eine Vernetzung
bzw. Vergelung der Klebmasse, so dass eine nachfolgende Beschichtung
nicht mehr möglich
gewesen wäre.
Tatsächlich
können
die beschriebenen Klebmassen aber innerhalb eines gewissen Zeitraumes
nach der Vernetzerdosierung und Compoundierung beschichtet werden.
Die Verarbeitungszeit ist stark abhängig von Molekulargewicht und
der Funktionalisierung der Polyacrylat-Klebmasse, sowie von Typ und Menge des
verwendeten Vernetzungssystems und den herrschende Prozessbedingungen
wie z.B. Massetemperatur und geometrische Beschaffenheit des Compoundieraggregats.
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Durch
diese duale Vernetzung ist es möglich
den Vorteil der guten Beschichtbarkeit und Veranketungsfähigkeit
auf Trägermaterialen
einer Masse mit niedrigem gewichtsmittlerem Molekulargewicht zu
nutzen und den zu erwartenden Nachteil der deutlich eingeschränkten klebtechnischen
Eigenschaften derartige Massen zu überwinden. Wie den Daten der
Tabelle 2 zu entnehmen ist, lassen sich mit diesem Verfahren, dem Dualen
Vernetzungsmechanismus, thermische Vernetzung eines Acrylatschmelzhaftklebers
gefolgt von einer strahlenchemischen Nachvernetzung, bevorzugt UV-Vernetzung,
sehr leistungsstarke Klebmassen herstellen. Die Adhäsionswerte
sind insbesondere bei harzmodifizierten Massen sehr gut. Besonders überraschend
ist jedoch die Kohäsion – gemessen
durch die Scherstandzeiten bei 23 und 70°C. Für den Fachmann überraschend
gut ist die Wärmebeständigkeit
gemessen durch den SAFT Test. In jedem Fall ist die Verklebung bis zu
einer Temperatur von 200°C
stabil. Dies war mit Polyacrylaten, die ein niedriges mittleres
Molekulargewicht ausweisen, nicht zu erwarten. Das niedrige mittlere
Molekulargewicht ermöglicht
eine gute Verarbeitungsfähigkeit
in Extrusionsprozess. Die Schmelzeviskosität und die Verarbeitungstemperatur
sind relativ gering, dies erleichtert die Einarbeitung thermischer
Vernetzer in die Schmelze – obwohl
diese nicht zu erwarten gewesen war. Allerdings gelingt erst durch
die nachfolgende UV-Vernetzung eine signifikante Qualitätsverbesserung
der klebtechnischen Eigenschaften.