DE102014217821A1

DE102014217821A1 - Verfahren zur Erhöhung der Adhäsion zwischen der ersten Oberfläche eines ersten bahnförmigen Materials und einer ersten Oberfläche eines zweiten bahnförmigen Materials

Info

Publication number: DE102014217821A1
Application number: DE102014217821.5A
Authority: DE
Inventors: Arne Koops; Klaus Keite-Telgenbüscher; Marco Kupsky; Thomas Schubert; Stephan Zöllner
Original assignee: Tesa SE
Current assignee: Tesa SE
Priority date: 2014-09-05
Filing date: 2014-09-05
Publication date: 2016-03-10
Also published as: WO2016034738A1; EP3189109A1; MX2017002641A; CN106660276A; CN107073922A; US20170282445A1; MX2017002353A; US20170283656A1; TW201623499A; WO2016034571A1; EP3189110A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Adhäsion zwischen der ersten Oberfläche eines ersten bahnförmigen Materials und einer ersten Oberfläche eines zweiten bahnförmigen Materials, wobei das erste bahnförmige Material und das zweite bahnförmige Material kontinuierlich und mit gleicher Bahnrichtung einem Laminierspalt zugeführt werden, in dem das erste bahnförmige Material und das zweite bahnförmige Material mit jeweils ihrer ersten Oberfläche zusammenlaminiert werden, beide erste Oberflächen des ersten bahnförmigen Materials und des zweiten bahnförmigen Materials vollflächig mit einem Plasma behandelt werden, und zwar insbesondere derart, dass das Plasma beginnend vor dem Laminierspalt bis in den Laminierspalt hinein kontinuierlich auf die beiden ersten Oberflächen einwirkt, der Laminierspalt von einer Druckwalze und einer Gegendruckwalze gebildet wird und zumindest eine der Oberflächen der Walzen oder beide mit einem Dielektrikum ausgerüstet sind, das Plasma oder die Corona von einer Düse erzeugt werden, wobei das erste bahnförmige Material eine Klebemassensicht aufweist, die derart in dem ersten bahnförmigen Material angeordnet ist, dass diese die erste Oberfläche des ersten bahnförmigen Materials bildet.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erhöhung der Adhäsion zwischen der ersten Oberfläche eines ersten bahnförmigen Materials und einer ersten Oberfläche eines zweiten bahnförmigen Materials.
Im Bereich der industriellen Fertigung besteht der Bedarf nach einfachen Vorbehandlungstechniken, um die Verklebungseigenschaften eines Fügeteils zu verbessern.

• Typischerweise werden aufwändige Prozesse wie nasschemische Reinigung und Primerung der Fügeteiloberfläche verwendet, um hochfeste Verbindungen mit einem Selbstklebeband zu erzielen.
• Insbesondere die einfachen physikalischen Vorbehandlungstechniken unter Atmosphärendruck (Corona, Plasma, Flamme) werden heute zur Oberflächenbehandlung des Fügeteils zur Erzielung einer höheren Verankerungskraft mit einem Selbstklebeband vorteilhaft eingesetzt.

Zur Verbesserung der Haftungseigenschaften von Fügeteiloberflächen und Haftklebeband können Vorbehandlungen der Oberflächen durchgeführt werden. Diese Vorbehandlungen ermöglichen beziehungsweise stärken die zwischenmolekularen Kräfte der Fügepartner. Es gibt verschiedene Möglichkeiten der Vorbehandlung, dieses sind unter anderem chemische Vorbehandlung mittels Primerauftrag oder physikalische Vorbehandlung mittels Plasma- oder Coronabehandlung.
Das Buch „Kleben – Grundlagen, Technologien, Anwendungen" von G. Habenicht, 2009, Springer Verlag, Berlin/Heidelberg, gibt eine Einführung in die Oberflächenbehandlung.
Die Festigkeit von Klebverbindungen beziehungsweise die Verbindung von Oberfläche zu Haftklebeband kann durch chemische Brücken gestärkt werden. Die Basis dieser chemischen Brücken stellen siliziumorganische Verbindungen (Silane) dar. Sie ermöglichen neben einer erhöhten Festigkeit auch ein verbessertes Alterungsverhalten gegenüber feuchten Atmosphären. Der chemische Primer wird dazu vor der Applikation des Haftklebebandes auf der Oberfläche aufgetragen. Wichtig ist hierbei eine möglichst dünne, teilweise monomolekulare Primerschicht, da die intermolekularen Kräfte zwischen den Silanmolekülen schwach sind. Der bifunktionelle Haftvermittler reagiert im Folgenden mit der Fügeteiloberfläche (Polykondensationsreaktion) und den Klebstoffmolekülen des Haftklebebandes (Polyadditions- oder Polymerisationsreaktion).
Der Reaktionsmechanismus wird schematisch in der beigefügten Abbildung (siehe 13) dargestellt.
Plasma wird als 4. Aggregatzustand von Materie bezeichnet. Es handelt sich um ein teilweises beziehungsweise vollständig ionisiertes Gas. Durch Energiezufuhr werden positive und negative Ionen, Elektronen, andere angeregte Zustände, Radikale, elektromagnetische Strahlung und chemische Reaktionsprodukte erzeugt. Viele dieser Spezies können zu Veränderungen der zu behandelnden Oberfläche führen. In Summe führt diese Behandlung zu einer Aktivierung der Fügeteiloberfläche, konkret einer höheren Reaktivität.
Diese Behandlung kann sowohl auf der Oberfläche des Fügeteils, als auch auf der Klebmasse durchgeführt werden. Ebenfalls ist eine Kombination beider Behandlungen möglich. Ebenso wird diese Behandlung eingesetzt, um die Adhäsion zwischen der ersten Oberfläche eines ersten bahnförmigen Materials (beispielsweise einer Klebemasse) und einer ersten Oberfläche eines zweiten bahnförmigen Materials (beispielsweise eines Trägermaterials) zu erhöhen.
Die Coronabehandlung, auch Coronaentladung genannt, erfolgt als Hochspannungsentladung mit direktem Kontakt zur Fügeteiloberfläche Durch die Entladung wird Stickstoff der Umgebungsluft in eine reaktive Form überführt. An der Fügeteiloberfläche entstehen durch den Aufprall der auftreffenden Elektronen Molekülspaltungen. Die daraus resultierenden freien Valenzen ermöglichen eine Anlagerung der Reaktionsprodukte der Coronaentladung. Diese Anlagerungen ermöglichen verbesserte Haftungseigenschaften der Fügeteiloberfläche. Diese Behandlung kann, äquivalent zum Plasma, an Fügeteiloberfläche, Klebmasse des Haftklebebandes und kombiniert an beiden Oberflächen erfolgen.
Sollen zwei oder mehr als zwei Schichten aufeinander laminiert werden, werden typischerweise eine oder beide Grenzflächen vor der Laminierung physikalisch vorbehandelt. Es ist bekannt, dass die Behandlung mittels Corona und Plasma eine begrenzte Haltbarkeit in Bezug auf die Aktivierung der Grenzschicht hat, so dass zeitnah oder überwiegend direkt vor dem Prozess der Laminierung behandelt wird.
Plasma- und Corona-Vorbehandlungen werden zum Beispiel in der DE 2005 027 391 A1 und der DE 103 47 025 A1 vorbeschrieben oder erwähnt.
Die DE 10 2007 063 021 A1 beschreibt eine Aktivierung von Klebmassen mittels einer filamentären Coronabehandlung. Es wird offenbart, dass sich die vorherige Plasma/Corona-Vorbehandlung positiv auf die Scherstandzeit und das Auffließverhalten der Verklebung auswirkt. Es ist nicht erkannt worden, dass das Verfahren eine Erhöhung der Klebkraft bewirken kann.
Wie die DE 10 2007 063 021 A1 beschreibt die DE 10 2011 075 470 A1 die physikalische Vorbehandlung von Klebmasse und Träger/Substrat. Die Vorbehandlungen werden getrennt vor dem Fügeschritt durchgeführt und können gleich- und verschiedenartig ausgelegt sein. Durch die beidseitige Vorbehandlung werden höhere Kleb- und Verankerungskräfte erzielt als nur bei substratseitiger Vorbehandlung.
Bei der DE 24 60 432 A sollen zwei Bahnen durch Einbringen eines plastischen Kunststofffilms, der als Haftvermittlers dient, zu einem Laminat gefügt werden. Das Plasma bildet sich zwischen den zwei Laminierwalzen, die geerdet sind und einer Hochspannungselektrode, die gleichzeitig eine Durchbrechung für den Haftvermittler aufweist, ausgebildet. Die die Walze umströmende Luft soll durch das Plasma in der Form beeinflusst werden, so dass der Haftvermittler nicht zu früh abkühlt und es zu keinen Lufteinschlüssen im Laminat kommt.
In der DE 27 54 425 A wird auf die DE 24 60 432 A verwiesen. Es werden für die gleiche Aufgabenstellung neue Anordnungen beschrieben. Dabei wird laut 1 das Plasma zwischen den zwei Laminationswalzen ausgebildet, von denen eine dielektrisch belegt ist. Es wird wie auch in DE 24 60 432 A nur die Lamination von Flachfolienbahnen mittels einer thermoplastischen Kunststoffschmelze beschrieben.
In der DE 198 46 814 A1 werden verschiedene Anordnungen beschrieben, die der Aufgabe nach für eine verbesserte Corona-Behandlung der Bahnen vor dem Zusammenkaschieren sorgen. Es wird nur allgemein von Bahnen gesprochen und der Begriff Folien nur in Zusammenhang mit der DE 198 02 662 A1 genannt. Es gibt keine Nennung von Klebmassen. Hier wird ebenfalls das Plasma nach Anspruch 2 zwischen zwei Kaschierwalzen ausgebildet. Das Dielektrikum wird durch mindestens ein mitlaufendes Band gebildet.
Die DE 41 27 723 A1 beschreibt die Herstellung von mehrschichtigen Laminaten von Kunststofffolienbahnen und Kunststoffplatten, bei denen mindestens eine Fügeseite mit einer Aerosolcorona direkt vor dem Fügeschritt behandelt wird. Laut kann diese strömungsgetriebene Corona auch direkt auf den Laminationsspalt gerichtet sein. Es kommen als Aerosol Monomere, Dispersionen, kolloidale Systeme, Emulsionen oder Lösungen in Betracht.
Der Stand der Technik zeichnet sich dadurch aus, dass sich die Vorbehandlungen überwiegend auf das Trägermaterial oder das Fügeteil beziehen, um eine höhere Verankerungskraft zum Klebstoff oder zum Selbstklebeband aufzubauen.
Zwar können durch entsprechende Plasma-/Corona-Behandlungen die Verankerungskräfte klar gegenüber unbehandelten Fügepartnern gesteigert werden, jedoch stößt man bei vielen Systemen, die nicht in den Kohäsionsbruch gehen, auf eine Art von Grenze, die sich mit den bisherigen Corona- und Plasmasystemen nicht überkommen lässt.
Wie im Rahmen dieser Erfindung festgestellt worden ist, liegt dies in der Natur der Klebmassen und ihrer Interaktion mit den Substraten begründet. Eine Wechselwirkung erfolgt hier meist über Ladungen oder funktionelle Gruppen. Diese funktionellen Gruppen werden durch Plasma- oder Coronavorbehandlung auf den Oberflächen erzeugt und sind in ihrer Art vielfältig und verschieden. Sie entstehen im Wesentlichen unmittelbar nach Beendigung des Kontakts von Plasma oder Corona und Oberfläche durch Reaktionen mit Luftsauerstoff. Eine Steuerung dieser Gruppen kann zum Teil und in engen Grenzen durch die verwendeten Prozessgase und Prozessmodi erfolgen. Eine deutliche Steigerung ist dem entsprechend nur möglich, wenn kovalente Bindungen zwischen den Fügepartner erzeugt werden können.
Hieraus ergibt sich die Fragestellung, ob man durch eine geeignete Verfahrensführung diese kovalenten Bindungen erzeugen kann, ohne dass zuvor die Radikale auf den behandelten Oberflächen mit gasförmigen Komponenten abreagieren.
Aufgabe der Erfindung ist es, die angegebenen positiven Effekte bei physikalischer Oberflächenmodifikation von Haftklebmassen und Trägermaterialien zu finden, um hochfeste Verbindungen zu erreichen. Kern der Aufgabe ist die Erzielung einer hohen Verankerung zwischen der haftklebrigen Schicht und des Trägermaterials.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren, wie es gemäß Hauptanspruch dargestellt ist. Gegenstand der Unteransprüche sind dabei vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstands. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein zweites, alternatives Verfahren.
Demgemäß betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Erhöhung der Adhäsion zwischen der ersten Oberfläche eines ersten bahnförmigen Materials und einer ersten Oberfläche eines zweiten bahnförmigen Materials, wobei

• das erste bahnförmige Material und das zweite bahnförmige Material kontinuierlich und mit gleicher Bahnrichtung einem Laminierspalt zugeführt werden, in dem das erste bahnförmige Material und das zweite bahnförmige Material mit jeweils ihrer ersten Oberfläche zusammenlaminiert werden,
• beide erste Oberflächen des ersten bahnförmigen Materials und des zweiten bahnförmigen Materials vollflächig mit einem Plasma behandelt werden, und zwar vorzugsweise derart, dass das Plasma beginnend vor dem Laminierspalt bis in den Laminierspalt hinein kontinuierlich auf die beiden ersten Oberflächen einwirkt,
• der Laminierspalt von einer Druckwalze und einer Gegendruckwalze gebildet wird, die einen Gegendruck aufbaut,
• zumindest eine der Mantelflächen der Walzen oder beide mit einem Dielektrikum ausgerüstet sind und
• das Plasma oder die Corona von einer Düse erzeugt werden.

Das erste bahnförmige Material weist eine Klebemassensicht auf, die derart in dem ersten bahnförmigen Material angeordnet ist, dass diese die erste Oberfläche des ersten bahnförmigen Materials bildet.
Besonders vorteilhaft ist, wenn sich das Plasma oder die Corona bis an die Linie, wo die beiden bahnförmigen Materialien zusammenlaminiert werden, erstreckt.
Wenn im Folgenden eine Plasmabehandlung erwähnt ist, ist auch eine Coronabehandlung gemeint und umgekehrt.
Das Prinzip der Plasma- und Coronavorbehandlungseinheiten basiert darauf, dass ein Gasfluss (Luft, Gas, Gasmischungen) durch den Entladungsort geführt wird und die Entladung selbst oder nur noch der aktivierte Gasfluss zum Behandlungsort gebracht wird. Die Aktivierung der beiden Grenzflächen wird damit zeitgleich mit der Lamination durchgeführt. Damit können die erzeugten chemischen Gruppen direkt nach dem Entstehen im Verbund die Verankerung erzeugen, ohne dass ein Abbau oder Veränderung der Oberfläche durch kurzzeitige Lagerung an der Luft Einfluss nimmt. Zudem werden nicht zwei Behandlungseinheiten für die Vorbehandlung benötigt.
Hersteller von Vorbehandlungsgerätschaften bieten geeignete Corona- und Düsengeometrien an, die einen Kaschierspalt behandeln können, aber grundsätzlich nur für eine spezifische Grenzfläche (Spalt, Fläche, dreidimensional) zum Einsatz kommen.
Beispiele für geeignete Düsengeometrien von der Firma Plasmatreat umfassen Loch-, Schlitz- und Rotationsdüsen.

In der 7 sind folgende Düsen zu sehen.

1	Lochdüse:	Punktförmiger Plasmastrahl mit geringer Behandlungsbreite, aber intensiver Behandlung
2	Ringauslassdüse:	stationärer, kreisförmiger Plasmastrahl
3	Rotationsdüse:	Rotierende-punktförmiger Plasmastrahl mit breiter Behandlungsbreite; (siehe auch WO 01/43512 A1 )
4	Rotationsdüse:	Rotierende-punktförmiger Plasmastrahl mit geringerer Behandlungsbreite, abhängig vom Auslasswinkel der konzentrisch angeordneten Auslassöffnung in der rotierenden Düse
5	Schlitzdüse:	Auslassöffnung ist schlitzförmig ausgeprägt und kann verschiedene Stegbreiten besitzen

Der Auslasswinkel an einer Rotationsdüse nimmt Einfluss auf die Behandlungsbreite.
In der 8 werden zwei Rotationsdüse gezeigt, die für die konzentrisch angeordneten Lochdüsen unterschiedliche Auslasswinkel besitzen. Damit kann eine Düse für spezifische Kaschierwinkel (spitz, flach) angepasst werden.
Des Weiteren sind Pendeldüsen bekannt und geeignet. Bei diesem Düsentyp wird der Düsenkopf durch eine hochfrequente Pendelbewegung abgelenkt. Dadurch können höhere Behandlungsbreiten realisiert werden. Durch die Pendelbewegung kann in dem Zusammenführpunkt des Klebebandes mit dem Substrat beide Grenzflächen behandelt werden. Ein Beispiel für eine Pendeldüse ist in der DE 20 2008 013 560 U1 zu finden und in der 6 dargestellt:
Bekannt und geeignet sind weitere Düsentypen, beispielsweise der PlasmaCurtain (siehe 9).
Hierbei handelt es sich um eine Lineardüse oder eine Mehrfachanordnung von Lochdüsen, die durch Strömungsgeometrien als Plasmavorhang auf die Behandlungsfläche gebracht wird. Dieser kann mit turbulenter aber auch laminarer Strömung ausgebracht werden, damit der Kaschierspalt intensiv vorbehandelt wird.
Der SpotTEC von der Firma Tantec sieht wie folgt aus (siehe 10):
Prinzip der Einheit ist es, die filamentäre Entladung zwischen zwei Bügelelektroden über das Ausblasen mittels Druckluft oder anderen Gasen/Gasmischungen Richtung Substrat zu bringen. Über geeigneten Fluss des Gases ist sichergestellt, dass die Vorbehandlung tief in den Vorbehandlungsspalt vordringt.
Letztlich sind die überwiegenden Vorbehandlungssysteme geeignet für einen Kaschierspalt. Eine Behandlung eines breiten Kaschierspaltes ist möglich, wenn die Vorbehandlungseinheit mit mehreren Einheiten angeordnet ist.
Lösungen bieten hierfür die Firma Tigres, bei der für größere Behandlungsbreiten zwei Lochdüsen eingesetzt werden (siehe 11),
oder die Firma Tantec (siehe 12),
bei der Corona-Bügelelektroden eingesetzt werden.
Das erste und das zweite bahnförmige Material laufen vorzugsweise mit gleicher Bahnrichtung in den Laminierspalt.
Da das Plasma vorzugsweise bis zum Laminierspalt ausgebildet ist, werden das erste bahnförmige Material und das zweite bahnförmige Material mit jeweils ihrer ersten Oberfläche im Plasma zusammenlaminiert.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung legt ein beliebiger Punkt auf der mit Plasma behandelten Oberfläche des ersten bahnförmigen Materials und/oder des zweiten bahnförmigen Materials den Weg vom Beginn der Plasmabehandlung bis in den Laminierspalt in einer Zeitspanne weniger als 2,0 s, vorzugsweise weniger als 1,0 s, weiter vorzugsweise weniger als 0,5 s. Auch Zeiten von weniger als 0,5 s, vorzugsweise weniger als 0,3 s, weiter vorzugsweise weniger als 0,1 s sind erfindungsgemäß möglich.
Gemäß einer Variante der Erfindung wird ein drittes bahnförmiges Material dem Laminierspalt so zugeführt, dass das zweite bahnförmige Material zwischen erstem und drittem bahnförmigen Material liegt. Die Bahnrichtung des dritten bahnförmigen Materials ist die selbe wie die, die das erste und das zweite bahnförmige Material zeigen.
In einer weiteren Variante der Erfindung werden dem Laminierspalt neben dem ersten und dem zweiten bahnförmigen Material eine Vielzahl von weiteren bahnförmigen Materialien zugeführt, wobei Zuführung so erfolgt, dass die einzelnen bahnförmigen Materialien zwischen dem ersten und dem zweiten bahnförmigen Material in den Laminierspalt eintreten. Die einzelnen weiteren bahnförmigen Materialien werden so gewählt, dass in dem Laminierspalt nie eine nichtklebende Trägerschicht und eine zweite nichtklebende Trägersicht direkt aufeinander laminiert werden.
Der Laminierspalt wird von einer Druckwalze und von einer Gegendruckwalze gebildet, die den zur Lamination gewünschten einen Gegendruck aufbaut. Bevorzugt laufen die Walzen gegenläufig, weiter vorzugsweise mit der identischen Umfangsgeschwindigkeit.
Im Laminierspalt ist die Umfangsgeschwindigkeit und die Drehrichtung der Walzen identisch mit der Bahngeschwindigkeit und Bahnrichtung des ersten und des zweiten bahnförmigen Materials. Gegebenenfalls vorhandene weitere Bahnen weisen weiter vorzugsweise ebenfalls identische Bahngeschwindigkeit und Bahnrichtung auf.
Die Walzen weisen vorzugsweise den selben Durchmesser auf, weiter vorzugsweise liegt der Durchmesser zwischen 50 bis 500 mm. Vorteilhafterweise ist die Mantelfläche der Walzen glatt, und zwar insbesondere geschliffen.
Die Oberflächenrauigkeit der Walzen ist vorzugsweise R_a ist kleiner 50 μm, vorzugsweise kleiner 10 μm. „R_a” eine Einheit für den Industriestandard für die Qualität der Oberflächenendbearbeitung und stellt die durchschnittliche Höhe der Rauheit dar, insbesondere die durchschnittliche Absolutentfernung von der Mittellinie des Rauheitsprofils innerhalb des Auswertungsbereichs.
Die Walzenoberfläche der nicht mit einem Dielektrikum belegten Walze kann aus Stahl, Edelstahl oder verchromten Stahl bestehen. Die Oberfläche kann auch vernickelt oder vergoldet sein. Sie sollte nur elektrisch leitfähig sein und unter Plasmaeinwirkung auch bleiben. Die Oberfläche sollte keine Korrosion unter Plasmaeinwirkung zeigen.
Weiterhin ist es möglich, eine oder beide Walzen mit Öl, Wasser, Dampf, elektrisch oder anderen Temperiermedien in einem bevorzugten Bereich von –40°C bis 200°C zu kühlen oder zu beheizen. Bevorzugt sind beide Walzen unbeheizt.
Für die Schicht des Dielektrikums, das die gesamte Mantelfläche (auch vereinfachend Oberfläche genannt) einer oder beider Walzen bedeckt, also über den gesamten Umfang der Walze(n), werden bevorzugt Keramik, Glas, Kunststoffe, Gummi wie Styrol-Butadien-Kautschuke, Chloropren-Kautschuke, Butadien-Kautschuke (BR), Acrylnitril-Butadien-Kautschuke (NBR), Butylkautschuke (IIR), Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuke (EPDM) und Polyisopren-Kautschuke (IR) oder Silikon gewählt. Das Dielektrikum umschließt die Walze(n) fest, kann aber ablösbar sein, beispielsweise in Form zweier Halbschalen.
Die Dicke der Schicht des Dielektrikums auf der oder den Walzen beträgt vorzugsweise zwischen 1 bis 5 mm. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Dielektrikum keine mitlaufende Bahn ist, die die Mantelfläche eine der Walzen nur abschnittsweise bedeckt (beziehungsweise zwei mitlaufenden Bahnen, die Mantelflächen beider Walzen nur abschnittsweise bedecken).
Gemäß einer bevorzugten Variante ist nur eine Walze des Walzenpaares, die den Laminierspalt bildet, mit einem Dielektrikum belegt. Gemäß einer bevorzugten Variante sind beide Walzen des Walzenpaares, die den Laminierspalt bildet, mit einem Dielektrikum belegt.
Vorzugsweise wird das Plasma zwischen einer oder mehrerer Düsen und den Walzen erzeugt, bevorzugt bei Betrieb mit Druckluft oder N₂.
Die Plasma-Behandlung findet bei einem Druck statt, welcher nahe am (+/–0,05 bar) oder bei Atmosphärendruck liegt. Die Plasma-Behandlung kann in verschiedenen Atmosphären stattfinden, wobei die Atmosphäre auch Luft umfassen kann. Die Behandlungsatmosphäre kann eine Mischung verschiedener Gase sein, ausgewählt unter anderem aus N₂, O₂, H₂, CO₂, Ar, He, Ammoniak, Formiergase, Gasgemische mit O₂ und H₂, wobei zudem Wasserdampf oder andere Bestandteile beigemischt sein können. Durch diese beispielhafte Auflistung wird keine Einschränkung vorgenommen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung bilden folgende reine oder Mischungen von Prozessgasen eine Behandlungsatmosphäre: N₂, Druckluft, O₂, H₂, CO₂, Ar, He, Ammoniak, Ethylen, Siloxane, Acrylsäuren und/oder Lösungsmittel, wobei zudem Wasserdampf oder andere flüchtige Bestandteile zugesetzt sein können. Bevorzugt werden N₂ und Druckluft.
Das Atmosphärendruckplasma kann mit einer Mischung aus Prozessgasen gebildet werden, wobei die Mischung vorzugsweise zumindest 90 Vol.-% Stickstoff und zumindest ein Edelgas, vorzugsweise Argon, enthält. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die Mischung aus Stickstoff und zumindest einem Edelgas, weiter vorzugsweise besteht die Mischung aus Stickstoff und Argon.
Grundsätzlich kann man der Atmosphäre auch beschichtende oder polymerisierende Bestandteile beimischen, als Gas (zum Beispiel Ethylen) oder Flüssigkeiten (vernebelt als Aerosol). Es ist fast keine Einschränkung der in Frage kommenden Aerosole gegeben. Besonders die indirekt arbeitenden Plasmatechniken sind für den Einsatz von Aerosolen geeignet, da hier keine Verschmutzung der Elektroden droht. Deren Anteil sollte aber 5 Vol.-% nicht überschreiten.
Häufig verwendete Gasflüsse liegen bei 10 bis 500 l/min, um das Filament oder das von der Entladung separierte aktivierte Plasma („after glow”) in den Kaschierspalt zu tragen.
Für die Erzeugung des Plasmas und das Einwirken auf die bahnförmigen Materialien sind grundsätzlich alle genannten Düsentypen geeignet, sofern das Plasma kontinuierlich bis in den Laminierspalt einwirkt.
Eine mögliche Variante der Plasmabehandlung ist die Verwendung eines feststehenden Plasmastrahls.
Eine ebenfalls mögliche Plasmabehandlung verwendet eine Anordnung von mehreren Düsen, versetzt, wenn nötig, zur lückenlosen, teilweise überlappenden Behandlung in hinreichender Breite. Hierbei können rotierende oder nicht-rotierende Runddüsen eingesetzt werden. Linearelektroden mit Gasaustrittsöffnung sind besonders geeignet, die sich vorteilhaft über die gesamte Länge des Laminierspalts erstrecken. Weiter vorzugsweise weisen diese über die gesamte Länge des Laminierspalts einen konstanten Abstand zum Laminierspalt auf.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung beträgt der Behandlungsabstand des Plasmaerzeugers zum Laminierspalt 1 bis 100 mm, bevorzugt 3 bis 50 mm, besonders bevorzugt 4 bis 20 mm.
Weiter vorzugsweise kann der Plasmaerzeuger senkrecht zu der Ebene, die ihrerseits senkrecht zu der von den Walzenachsen aufgespannten Ebene liegt, in der Höhe verschoben werden, vorzugsweise gleichzeitig in der Höhe und im Abstand zum Laminierspalt.
Weiter vorzugsweise liegt die Geschwindigkeit, mit der die Bahnen in den Laminierspalt geführt werden, zwischen 0,5 bis 200 m/min, bevorzugt 1 bis 50 m/min, besonders bevorzugt 2 bis 20 m/min (jeweils einschließlich der angegebenen Randwerte der Bereiche). Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Bahngeschwindigkeiten der ersten, zweiten, dritten oder sonstigen Bahn alle gleich.
Das erste bahnförmige Material weist eine Klebemassensicht auf, die derart in dem ersten bahnförmigen Material angeordnet ist, dass diese die erste Oberfläche des ersten bahnförmigen Materials bildet.
Das erste bahnförmige Material kann ein doppelseitig klebendes Klebeband sein, bestehend aus einer ersten Klebemasseschicht, einem Trägermaterial und einer zweiten Klebemassenschicht, die gegebenenfalls zum Schutz noch mit einem so genannten Liner eingedeckt ist. Ein Liner (Trennpapier, Trennfolie) ist nicht Bestandteil eines Klebebandes oder Etiketts, sondern nur ein Hilfsmittel zu deren Herstellung, Lagerung oder für die Weiterverarbeitung durch Stanzen. Darüber hinaus ist ein Liner im Gegensatz zu einem Klebebandträger nicht fest mit einer Klebstoffschicht verbunden.
Bevorzugt ist das erste bahnförmige Material ein „Transferklebeband”, das heißt ein Klebeband ohne Träger. Einschichtige doppelseitig klebende Selbstklebebänder, so genannte Transfertapes, sind so aufgebaut, dass die die einzige Schicht bildende Haftklebeschicht keinen Träger enthält und nur mit entsprechenden Trennmaterialien, zum Beispiel silikonisierten Trennpapieren oder Trennfolien, abgedeckt ist.
Besonders bevorzugt weist das erste bahnförmige Material eine Haftklebemasse auf oder besteht aus dieser, also eine Klebemasse, die bereits unter relativ schwachem Andruck eine dauerhafte Verbindung mit fast allen Haftgründen erlaubt und nach Gebrauch im Wesentlichen rückstandsfrei vom Haftgrund wieder abgelöst werden kann. Eine Haftklebemasse wirkt bei Raumtemperatur permanent haftklebrig, weist also eine hinreichend geringe Viskosität und eine hohe Anfassklebrigkeit auf, so dass sie die Oberfläche des jeweiligen Klebegrunds bereits bei geringem Andruck benetzt. Die Verklebbarkeit der Klebemasse beruht auf ihren adhäsiven Eigenschaften und die Wiederablösbarkeit auf ihren kohäsiven Eigenschaften.
Vorzugsweise basiert die Haftklebemassenschicht auf Naturkautschuk, Synthesekautschuk oder Polyurethanen, wobei vorzugsweise die Haftklebemassenschicht aus reinem Acrylat oder mehrheitlich aus Acrylat besteht.
Die Haftklebemasse kann zur Verbesserung der Klebeeigenschaften mit Klebrigmachern abgemischt sein. Als Klebrigmacher, auch als Klebharze bezeichnet, sind prinzipiell alle bekannten Stoffklassen geeignet. Klebrigmacher sind beispielsweise Kohlenwasserstoffharze (zum Beispiel Polymere auf Basis ungesättigter C₅- oder C₉-Monomere), Terpenphenolharze, Polyterpenharze auf Basis von Rohstoffen wie zum Beispiel α- oder β-Pinen, aromatische Harze wie Cumaron-Inden-Harze oder Harze auf Basis Styrol oder α-Methylstyrol wie Kolophonium und seine Folgeprodukte, zum Beispiel disproportioniertes, dimerisiertes oder verestertes Kolophonium, zum Beispiel Umsetzungsprodukte mit Glycol, Glycerin oder Pentaerythrit, um nur einige zu nennen. Bevorzugt werden Harze ohne leicht oxidierbare Doppelbindungen wie Terpenphenolharze, aromatische Harze und besonders bevorzugt Harze, die durch Hydrierung hergestellt sind wie zum Beispiel hydrierte Aromatenharze, hydrierte Polycyclopentadienharze, hydrierte Kolophoniumderivate oder hydrierte Polyterpenharze. Bevorzugt sind Harze auf Basis von Terpenphenolen und Kolophoniumestern. Ebenfalls bevorzugt sind Klebharze mit einem Erweichungspunkt oberhalb von 80°C gemäß ASTM E28-99 (2009). Besonders bevorzugt sind Harze auf Basis von Terpenphenolen und Kolophoniumestern mit einem Erweichungspunkt oberhalb von 90°C gemäß ASTM E28-99 (2009). Typische Einsatzmengen sind 10 bis 100 Gewichtsteile bezogen auf Polymere der Klebemasse.
Zur weiteren Verbesserung der Kabelverträglichkeit kann die Klebmasseformulierung optional mit Lichtschutz- oder primären und/oder sekundären Alterungsschutzmitteln abgemischt sein. Zur Verbesserung der Verarbeitungseigenschaften kann die Klebmasseformulierung weiterhin mit üblichen Prozesshilfsmitteln wie Entschäumern, Entlüftern, Netzmitteln oder Verlaufsmitteln abgemischt sein. Geeignete Konzentrationen liegen im Bereich von 0,1 bis zu 5 Gewichtsteilen bezogen auf die Feststoffe.
Weiter vorzugsweise handelt es sich beim zweiten bahnförmigen Material um ein Trägermaterial. Als Trägermaterial werden vorliegend bevorzugt Polymerfolien oder Folienverbunde eingesetzt. Derartige Folien/Folienverbunde können aus allen gängigen zur Folienherstellung verwendeten Kunststoffen bestehen, beispielhaft aber nicht einschränkend erwähnt seien:
Polyethylen, Polypropylen – insbesondere das durch mono- oder biaxiale Streckung erzeugte orientierte Polypropylen (OPP), Cyclische Olefin Copolymere (COC), Polyvinylchlorid (PVC), Polyester – insbesondere Polyethylenterephthalat (PET) und Poylethylennaphtalat (PEN), Ethylenvinylalkohol (EVOH), Polyvinylidenchlorid (PVDC), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polyacrylnitril (PAN), Polycarbonat (PC), Polyamid (PA), Polyethersulfon (PES) oder Polyimid (PI). Diese Materialien werden auch bevorzugt als Trägerschicht in dem ersten bahnförmigen Material eingesetzt, sofern in diesem ein Träger vorhanden ist.
Trägermaterial im Sinne der Erfindung umfasst insbesondere alle flächigen Gebilde, beispielsweise in zwei Dimensionen ausgedehnte Folien oder Folienabschnitte, Bänder mit ausgedehnter Länge und begrenzter Breite.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Variante der Erfindung ist das zweite bahnförmige Material viskoelastisch. Eine viskoelastische Polymerschicht kann als sehr hochviskose Flüssigkeit angesehen werden, die unter Druckbelastung das Verhalten des Fließens (auch als „Kriechen” bezeichnet) zeigt. Solche viskoelastischen Polymere beziehungsweise eine solche Polymerschicht besitzen in besonderem Maße die Fähigkeit, bei langsamer Krafteinwirkung die auf sie einwirkenden Kräfte zu relaxieren. Sie sind in der Lage, die Kräfte in Schwingungen und/oder Verformungen (die insbesondere auch – zumindest zum Teil – reversibel sein können) zu dissipieren, somit die einwirkenden Kräfte „abzupuffern”, und eine mechanische Zerstörung durch die einwirkenden Kräfte bevorzugt zu vermeiden, vorteilhaft aber mindestens zu verringern oder aber den Zeitpunkt des Eintretens der Zerstörung zumindest hinauszögern. Im Falle einer sehr schnell einwirkenden Kraft zeigen viskoelastische Polymere üblicherweise ein elastisches Verhalten, also das Verhalten einer vollständig reversiblen Verformung, wobei Kräfte, die über das Elastizitätsvermögen der Polymere hinausgehen, zu einem Bruch führen können. Im Gegensatz hierzu stehen elastische Materialien, die auch bei langsamer Krafteinwirkung das beschriebene elastische Verhalten zeigen. Durch Beimischungen, Füllstoffe, Schäumung oder ähnliches können solche viskoelastischen Massen in ihren Eigenschaften noch stark variiert werden.
Aufgrund der elastischen Anteile der viskoelastischen Polymerschicht, die wiederum wesentlich zu den klebtechnischen Eigenschaften von Klebebändern mit solch einer viskoelastischen Trägerschicht beitragen, kann die Spannung zum Beispiel einer Zug- oder Scherbeanspruchung nicht komplett relaxieren. Dies wir durch das Relaxationsvermögen ausgedrückt, welches definiert ist als ((Spannung (t = 0) – Spannung (t)/Spannung (t = 0))·100%. Typischerweise zeigen viskoelastische Trägerschichten ein Relaxationsvermögen von mehr als 50% auf.
Besonders bevorzugt dienen expandierbare Mikroballons zur Schäumung. Bei Mikroballons handelt es sich um elastische Hohlkugeln, die eine thermoplastische Polymerhülle aufweisen. Diese Kugeln sind mit niedrigsiedenden Flüssigkeiten oder verflüssigtem Gas gefüllt. Als Hüllenmaterial finden insbesondere Polyacrylnitril, PVDC, PVC oder Polyacrylate Verwendung. Als niedrigsiedende Flüssigkeit sind insbesondere Kohlenwasserstoffe der niederen Alkane, beispielsweise Isobutan oder Isopentan geeignet, die als verflüssigtes Gas unter Druck in der Polymerhülle eingeschlossen sind
Das zweite bahnförmige Material kann auch eine Klebemasse sein oder diese enthalten.
Weiter vorzugsweise weist das das dritte bahnförmige Material eine Klebemassensicht auf oder besteht aus dieser, weiter vorzugsweise handelt es sich bei der Klebemasse um eine Haftklebemasse. Als (Haft-)Klebemassen können alle Klebemassen verwendet werden, wie sie oben genannt sind.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein dreischichtiges Produkt zusammenlaminiert. Auf einen klebenden oder nicht klebenden Schaumträger auf Acrylatbasis (zweites bahnförmiges Material) werden beidseitig Haftklebemassen (erstes und drittes bahnförmiges Material) auflaminiert.
Erfindungsgemäß ist nicht ausgeschlossen, dass einige oder sämtliche der am Verfahren beteiligten Oberflächen schon einer ersten physikalischen Vorbehandlung (gegebenenfalls auch einer Plasmabehandlung) unterzogen worden sind.
Schließlich ist es erfindungsgemäß nicht ausgeschlossen, wenn zwischen der zweiten Oberfläche des ersten bahnförmigen Materials und/oder der zweiten Oberfläche des zweiten bahnförmigen Materials und/oder der zweiten Oberfläche des dritten zweiten bahnförmigen Materials sowie der Zylinderfläche einer beziehungsweise der Zylinderflächen beider Walzen eine weitere beziehungsweise zwei weitere Bahnen geführt werden, die gegebenenfalls wiederverwertbar sind. Diese dienen dazu, Schädigungen an dem ersten und/oder dem zweiten und/oder dem dritten bahnförmigen Material zu reduzieren. Die Plasmabehandlung und die Lamination finden gemäß der bevorzugten Variante gleichzeitig statt. Dazu wird das Plasma im Laminationsspalt ausgebildet. Die durch das Plasma auf der Oberfläche des Trägers sowie der Oberfläche der Klebmasse erzeugten Radikale können nicht mit Luftsauerstoff abreagieren und können somit nicht mit dem Gegenpart interagieren, da die Zeit zwischen Erzeugung und Lamination gegen null geht. Somit ergeben sich deutliche nicht zuvor erwartete Klebkraftsteigerungen, die auch nicht durch getrennte Vorbehandlungen erreichbar sind.
Das Verfahren kann über einen weiten Bereich von Haftklebemassen und Trägermaterialien eine Steigerung der Klebkraft zwischen den Schichten erzielen.
Das Verfahren ist robust und nicht abhängig von einer optimierten Behandlung für jede Masse und/oder von einer optimierten Behandlung für jedes Trägermaterial.
Der Effekt durch das gelehrte Verfahren ist synergistisch, also mehr als die Summe der Einzeleffekte der Behandlung von Trägermaterial oder Klebemasse.
Es können durch die Erfindung in einem Klebeband folgende wünschenswerte Eigenschaften vereint werden:

– High Peel Strength
– High Initial Adhesion
– High Shear Resistance
– High Temperature Resistance
– Eignung für Trägermaterialien mit Low Surface Energy (LSE)

Mehrere Figuren zeigen vorteilhafte Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens, ohne damit eine wie auch immer geartete Einschränkung hervorrufen zu wollen.
In der 1 ist ein nicht erfindungsgemäßes Verfahren dargestellt – die Düse ist nicht vorhanden. Ansonsten spiegelt die 1 das erfindungsgemäße Verfahren wider. Es ist ein Laminierspalt gezeigt, der von einer Druckwalze 11 und von einer Gegendruckwalze 12 gebildet wird, die den zur Lamination gewünschten Gegendruck aufbaut. Die gleichgroßen Walzen 11, 12 laufen gegenläufig, und zwar mit der identischen Umfangsgeschwindigkeit. Auf der Druckwalze 11 ist eine Schicht eines Dielektrikums 111 vorhanden.
Aufgrund der Spannung 32 zwischen den Walzen 11, 12 bildet sich im Laminierspalt ein Plasma 31 aus. Eine erfindungsgemäß vorgeschriebene Düse ist nicht vorhanden. Dem Laminierspalt werden ein erstes bahnförmiges Material 21 und ein zweites bahnförmiges Material 22 kontinuierlich und mit gleicher Bahnrichtung zugeführt. In diesem werden das erste bahnförmige Material 21 und das zweite bahnförmige Material 22 mit jeweils ihrer ersten Oberfläche zusammenlaminiert, so dass ein Laminat 23 entsteht. Das erste bahnförmige Material 21 ist eine Schicht aus Klebemasse, das zweite bahnförmige Material 22 ein Träger.
Beide erste Oberflächen des ersten bahnförmigen Materials 21 und des zweiten bahnförmigen Materials 22 werden vollflächig mit einem Plasma 31 behandelt, und zwar derart, dass das Plasma 31 beginnend vor dem Laminierspalt bis in den Laminierspalt hinein kontinuierlich auf die beiden ersten Oberflächen einwirkt.
2 stellt einen vereinfachten Ausschnitt von 1 dar, in dem von den Walzen 11, 12 nur ein Viertel gezeigt ist. Beide Walzenoberflächen sind mit jeweils einem Dielektrikum 111, 121 ausgerüstet. Das Plasma 31 wird von der erfindungsgemäß vorgesehenen Lineardüse 33 erzeugt aufgrund der Spannung 32 zwischen den Walzen 11, 12 und der Düse 33.
Gemäß einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens die Erfindung ein Verfahren zur Erhöhung der Adhäsion zwischen der selbstklebenden Oberfläche eines bahnförmigen Materials und einer Oberfläche eines Untergrundes, auf den das bahnförmige Material mit der selbstklebenden Oberfläche aufgebracht werden soll, wobei

• das bahnförmige Material kontinuierlich einem Laminierspalt zugeführt wird, in dem das bahnförmige Material der selbstklebenden Oberfläche auf die Oberfläche des Untergrunds laminiert wird,
• die selbstklebende Oberfläche des bahnförmigen Materials und die Oberfläche des Untergrundes vollflächig mit einem Plasma behandelt werden, und zwar insbesondere derart, dass das Plasma beginnend vor dem Laminierspalt bis in den Laminierspalt hinein kontinuierlich auf die beiden Oberflächen einwirkt,
• der Laminierspalt von einem Andruckelement und dem Untergrund gebildet wird,
• die Oberfläche des Andruckelements mit einem Dielektrikum ausgerüstet ist und
• das Plasma oder die Corona von einer Düse erzeugt werden.

Das bahnförmige Material weist eine Klebemassensicht auf, die derart in dem bahnförmigen Material angeordnet ist, dass diese direkt in direkten Kontakt mit dem Untergrund auf den Untergrund laminiert wird.
Besonders vorteilhaft ist, wenn sich das Plasma oder die Corona bis an die Linie, wo das bahnförmige Material auf den Untergrund laminiert wird, erstreckt.
Da das Plasma oder die Corona im Laminierspalt ausgebildet sind, wird das bahnförmige Material vorzugsweise im Plasma oder Corona auf den Untergrund laminiert.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung legt ein beliebiger Punkt auf der mit Plasma behandelten Oberfläche des bahnförmigen Materials und/oder des Untergrunds den Weg vom Beginn der Plasmabehandlung bis in den Laminierspalt in einer Zeitspanne weniger als 2,0 s, vorzugsweise weniger als 1,0 s, weiter vorzugsweise weniger als 0,5 s. Auch Zeiten von weniger als 0,5 s, vorzugsweise weniger als 0,3 s, weiter vorzugsweise weniger als 0,1 s sind erfindungsgemäß möglich.
Gemäß einer Variante der Erfindung wird ein zweites bahnförmiges Material dem Laminierspalt so zugeführt, dass das zweite bahnförmige Material zwischen dem (ersten) bahnförmigen Material und dem Untergrund liegt.
Die Bahnrichtung des zweiten bahnförmigen Materials ist die selbe wie die, die das (erste) bahnförmige Material zeigt.
In einer weiteren Variante der Erfindung werden dem Laminierspalt neben dem (ersten) bahnförmigen Material und dem Untergrund eine Vielzahl von weiteren bahnförmigen Materialien zugeführt, wobei Zuführung so erfolgt, dass die einzelnen bahnförmigen Materialien zwischen dem (ersten) bahnförmigen Material und dem Untergrund in den Laminierspalt eintreten. Die einzelnen weiteren bahnförmigen Materialien werden so gewählt, dass in dem Laminierspalt nie eine nichtklebende Trägerschicht und eine zweite nichtklebende Trägersicht direkt aufeinander laminiert werden.
Der Laminierspalt wird von einem Andruckelement und vom Untergrund gebildet. Das Andruckelement baut den zur Lamination gewünschten Gegendruck auf. Das Andruckelement ist vorzugsweise eine Walze, weiter vorzugsweise mit einem Durchmesser zwischen 50 bis 500 mm, ein Rakel oder eine Andruckplatte.
Der Rakel oder die Andruckplatte können beispielsweise eine halbzylindrisch geformte Laminierfläche aufweisen.
Vorzugsweise liegt der Durchmesser der Walze beziehungsweise der halbzylindrisch geformten Laminierfläche zwischen 50 bis 500 mm. Vorteilhafterweise ist die Mantelfläche der Walzen beziehungsweise allgemein die Oberfläche des Andruckelements glatt, und zwar insbesondere geschliffen. Die Oberflächenrauigkeit ist vorzugsweise R_a ist kleiner 50 μm, vorzugsweise kleiner 10 μm. „R_a” eine Einheit für den Industriestandard für die Qualität der Oberflächenendbearbeitung und stellt die durchschnittliche Höhe der Rauheit dar, insbesondere die durchschnittliche Absolutentfernung von der Mittellinie des Rauheitsprofils innerhalb des Auswertungsbereichs.
Weiterhin ist es möglich, das Andruckelement mit Öl, Wasser, Dampf, elektrisch oder anderen Temperiermedien in einem bevorzugten Bereich von –40°C bis 200°C zu kühlen oder zu beheizen. Bevorzugt ist das Andruckelement unbeheizt.
Die Dicke der Schicht des Dielektrikums auf dem Andruckelement beträgt vorzugsweise zwischen 1 bis 5 mm. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Dielektrikum keine mitlaufende Bahn ist, die die Mantelfläche des Andruckelements, insbesondere der Walze, nur abschnittsweise bedeckt.
Das bahnförmige Material weist eine Klebemassensicht auf, die derart in dem bahnförmigen Material angeordnet ist, dass diese direkt in direkten Kontakt mit dem Untergrund auf den Untergrund laminiert wird.
Das bahnförmige Material kann ein doppelseitig klebendes Klebeband sein, bestehend aus einer ersten Klebemasseschicht, einem Trägermaterial und einer zweiten Klebemassenschicht, die gegebenenfalls zum Schutz noch mit einem so genannten Liner eingedeckt ist.
Die Klebebeschichtung des bahnförmigen Materials kann auf einem Trägermaterial aufgebracht sein. Als Trägermaterial werden vorliegend bevorzugt die oben genannten Polymerfolien oder Folienverbunde eingesetzt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Variante der Erfindung ist das bahnförmige Material viskoelastisch.
Auf dem Untergrund kann eine Klebemasse aufgebracht sein, weiter vorzugsweise Haftklebemasse. Als (Haft-)Klebemassen können alle Klebemassen verwendet werden, wie sie oben genannt sind.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein dreischichtiges Produkt auf einen Untergrund laminiert, vorzugsweise ein dreischichtiges Produkt aus einem klebenden oder nicht klebenden Schaumträger auf Acrylatbasis, auf den beidseitig Haftklebemassen aufgebracht sind.
Schließlich ist es erfindungsgemäß nicht ausgeschlossen, wenn zwischen der vom Untergrund abgewandten Oberfläche des bahnförmigen Materials sowie der Mantelfläche des Andruckelements eine weitere Bahn geführt wird, die gegebenenfalls wiederverwertbar ist. Diese dient dazu, Schädigungen an dem bahnförmigen Material zu reduzieren.
In der 3 ist ein Laminierspalt gezeigt, der von einer Druckwalze 11, die den zur Lamination gewünschten Gegendruck aufbaut, und von dem Untergrund 12 gebildet wird. Auf der Druckwalze 11 ist eine Schicht eines Dielektrikums 111 vorhanden.
Aufgrund der Spannung 32 zwischen der Walze 11 und der linearen Elektrode 33 bildet sich im Laminierspalt ein Plasma 31 aus. In dem Laminierspalt wird ein bahnförmiges Material 21, das aus einer Schicht aus Klebemasse besteht, auf den Untergrund 12 laminiert.
Beide Oberflächen des bahnförmigen Materials 21 und des Untergrunds 12 werden vollflächig mit einem Plasma 31 behandelt, und zwar derart, dass das Plasma 31 beginnend vor dem Laminierspalt bis in den Laminierspalt hinein kontinuierlich auf die Oberflächen einwirkt.
Die Gegendruckwalze 11 bewegt sich zusammen mit der linearen Elektrode 33 mit kontinuierlicher Geschwindigkeit in die vom Pfeil vorgegebene Richtung.
4 unterscheidet sich von 1 dadurch, dass statt einer Gegendruckwalze 11 ein Andruckelement in Form einer Andruckplatte 11 mit halbzylindrisch geformter Laminierfläche verwendet wird.
5 unterscheidet sich von 3 dadurch, dass statt der linearen Elektrode 33 eine mit Prozessgas durchströmbare Düse 33 verwendet wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

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DE 102007063021 A1 [0012, 0013]
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WO 01/43512 A1 [0031]
DE 202008013560 U1 [0034]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

„Kleben – Grundlagen, Technologien, Anwendungen” von G. Habenicht, 2009, Springer Verlag, Berlin/Heidelberg [0004]
ASTM E28-99 (2009) [0070]
ASTM E28-99 (2009) [0070]

Claims

Verfahren zur Erhöhung der Adhäsion zwischen der ersten Oberfläche eines ersten bahnförmigen Materials und einer ersten Oberfläche eines zweiten bahnförmigen Materials, wobei das erste bahnförmige Material und das zweite bahnförmige Material kontinuierlich und mit gleicher Bahnrichtung einem Laminierspalt zugeführt werden, in dem das erste bahnförmige Material und das zweite bahnförmige Material mit jeweils ihrer ersten Oberfläche zusammenlaminiert werden, beide erste Oberflächen des ersten bahnförmigen Materials und des zweiten bahnförmigen Materials vollflächig mit einem Plasma behandelt werden, und zwar insbesondere derart, dass das Plasma beginnend vor dem Laminierspalt bis in den Laminierspalt hinein kontinuierlich auf die beiden ersten Oberflächen einwirkt, der Laminierspalt von einer Druckwalze und einer Gegendruckwalze gebildet wird und zumindest eine der Oberflächen der Walzen oder beide mit einem Dielektrikum ausgerüstet sind, das Plasma oder die Corona von einer Düse erzeugt werden. wobei das erste bahnförmige Material eine Klebemassensicht aufweist, die derart in dem ersten bahnförmigen Material angeordnet ist, dass diese die erste Oberfläche des ersten bahnförmigen Materials bildet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein beliebiger Punkt auf der mit Plasma behandelten Oberfläche des ersten bahnförmigen Materials und/oder des zweiten bahnförmigen Materials den Weg vom Beginn der Plasmabehandlung bis in den Laminierspalt in einer Zeitspanne von weniger als 2,0 s, vorzugsweise weniger als 1,0 s, weiter vorzugsweise weniger als 0,5 s zurücklegt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein drittes bahnförmiges Material dem Laminierspalt so zugeführt wird, dass das zweite bahnförmige Material zwischen erstem und drittem bahnförmigen Material liegt.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem Laminierspalt neben dem ersten und dem zweiten bahnförmigen Material eine Vielzahl von weiteren bahnförmigen Materialien zugeführt werden, wobei Zuführung so erfolgt, dass die einzelnen bahnförmigen Materialien zwischen dem ersten und dem zweiten bahnförmigen Material in den Laminierspalt eintreten, und die einzelnen weiteren bahnförmigen Materialien so gewählt werden, dass in dem Laminierspalt nie eine nichtklebende Trägerschicht und eine zweite nichtklebende Trägerschicht direkt aufeinander laminiert werden.
Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzen einen Durchmesser zwischen 50 bis 500 mm aufweisen.
Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für das Dielektrikum eine Schicht aus Keramik, Glas, Kunststoff, Gummi oder Silikon gewählt wird.
Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Schicht des Dielektrikums auf der oder den Walzen zwischen 1 bis 5 mm beträgt.
Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Plasma zwischen einer oder mehrerer Düsen und den Walzen erzeugt wird, bevorzugt bei Betrieb mit Druckluft oder N₂.
Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Plasma mittels einer Linearelektrode mit Gasaustrittsöffnung erzeugt wird, vorzugsweise einer solchen, die sich über die gesamte Länge des Laminierspalts erstreckt und die weiter vorzugsweise über die gesamte Länge des Laminierspalts einen konstanten Abstand zum Laminierspalt hat.
Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behandlungsabstand des Plasmaerzeugers zum Laminierspalt 1 bis 100 mm, bevorzugt 3 bis 50 mm, besonders bevorzugt 4 bis 20 mm beträgt.
Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Plasmaerzeuger senkrecht zu der Ebene, die ihrerseits senkrecht zu der von den Walzenachsen aufgespannten Ebene liegt, in der Höhe verschoben werden kann, vorzugsweise gleichzeitig in der Höhe und im Abstand zum Laminierspalt.
Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit, mit der die Bahnen in den Laminierspalt geführt werden, zwischen 0,5 bis 200 m/min, bevorzugt 1 bis 50 m/min, besonders bevorzugt 2 bis 20 m/min liegt.
Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite bahnförmige Material ein Trägermaterial ist.
Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das dritte bahnförmige Material eine Klebemassensicht aufweist, die derart in dem dritten bahnförmigen Material angeordnet ist, dass diese äußere Oberfläche des dritten bahnförmigen Material bildet und diese mit dem zweiten bahnförmigen Material zusammenlaminiert wird.
Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste bahnförmige Material eine Haftklebemassenschicht ist basierend auf Naturkautschuk, Synthesekautschuk oder Polyurethanen, wobei vorzugsweise die Haftklebemassenschicht aus reinem Acrylat oder mehrheitlich aus Acrylat (mit einem thermischen Vernetzersystem und/oder Hotmelt und/oder UV-vernetztem und/oder UV-polymerisiertem) besteht.
Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haftklebemassenschicht ein trägerloses, einschichtiges, beidseitig klebendes Klebeband bildet.
Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haftklebemassenschicht auf einem Träger aufgebracht ist, vorzugsweise auf einer Folie, einem Schaum, einem Vlies und/oder einem Gewebe, ganz besonders vorteilhaft auf einem viskoelastischen Träger.
Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Haftklebemassenschicht oder des damit gebildeten Klebebands ≥ 20 μm, bevorzugt ≥ 100 μm, ganz besonders bevorzugt ≥ 300 μm ist und/oder maximal ≤ 2500, bevorzugt ≤ 1500 μm, weiter bevorzugt ≤ 1000 μm ist.
Verfahren zur Erhöhung der Adhäsion zwischen der selbstklebenden Oberfläche eines bahnförmigen Materials und einer Oberfläche eines Untergrundes, auf den das bahnförmige Material mit der selbstklebenden Oberfläche aufgebracht werden soll, wobei das bahnförmige Material kontinuierlich einem Laminierspalt zugeführt wird, in dem das bahnförmige Material der selbstklebenden Oberfläche auf die Oberfläche des Untergrunds laminiert wird, die selbstklebende Oberfläche des bahnförmigen Materials und die Oberfläche des Untergrundes vollflächig mit einem Plasma behandelt werden, und zwar insbesondere derart, dass das Plasma beginnend vor dem Laminierspalt bis in den Laminierspalt hinein kontinuierlich auf die beiden Oberflächen einwirkt, der Laminierspalt von einem Andruckelement und dem Untergrund gebildet wird und die Oberfläche des Andruckelements mit einem Dielektrikum ausgerüstet ist und das Plasma oder die Corona von einer Düse erzeugt werden.
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Andruckelement eine Walze, vorzugsweise mit einem Durchmesser zwischen 50 bis 500 mm, ein Rakel oder eine Andruckplatte ist.