DE102015115717B4 - Asymmetric adhesive film with a force decoupling function and use - Google Patents
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Abstract
Doppelseitige Klebefolie zur Kraftentkopplung zwischen zwei Fügepartnern, aufweisend eine erste Klebeschicht, eine Trägerschicht und eine von der ersten Klebeschicht verschiedene zweite Klebeschicht, wobei die zweite Klebeschicht eine reaktive Klebemasse aufweist, welche auf Elastomeren eine strukturelle Verklebung erzeugt, und die erste Klebeschicht eine wiederablösbare Haftklebeschicht ist.Double-sided adhesive film for force decoupling between two joining partners, having a first adhesive layer, a carrier layer and a second adhesive layer different from the first adhesive layer, the second adhesive layer having a reactive adhesive mass which produces a structural bond on elastomers, and the first adhesive layer is a removable pressure-sensitive adhesive layer .
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine asymmetrische doppelseitig klebend ausgerüstete Klebefolie mit kraftentkoppelnder Funktion.The present invention relates to an asymmetrical double-sided adhesive film with a force-decoupling function.
Stand der TechnikState of the art
Unter asymmetrischen Klebefolien (und insbesondere Klebebändern) versteht man gemeinhin doppelseitig klebend ausgerüstete Klebefolien und -bänder, wobei der auf einer Seite der Folie/des Bandes vorhandene Klebstoff verschieden ist von dem auf der anderen Seite. Solche asymmetrischen Klebefolien und -bänder kommen insbesondere dort zum Einsatz, wo ein einziges Klebstoffsystem nicht in der Lage ist, zwei Oberflächen unterschiedlicher Beschaffenheit in zufrieden stellender Weise miteinander zu verbinden.Asymmetric adhesive films (and in particular adhesive tapes) are generally understood to mean adhesive films and tapes with a double-sided adhesive finish, the adhesive present on one side of the film/tape being different from that on the other side. Such asymmetric adhesive films and tapes are used in particular where a single adhesive system is unable to satisfactorily bond two surfaces of different nature.
Asymmetrisch aufgebaute Klebebänder sind aus der Praxis und auch aus der Patentliteratur bekannt. So beschreibt bereits
Ziel der
Eine asymmetrische Klebefolie ist Gegenstand der
Unter struktureller Bindung oder struktureller Klebung werden nachfolgend solche Verbindungen verstanden, bei denen der Klebstoff und die zu verklebenden Oberflächen nach Aushärtung des Klebstoffs derart miteinander verbunden sind, dass sie eine homogene Struktur bilden, so dass bei Veränderung dieser Struktur infolge von beispielsweise Zug- oder Stoßbewegungen also nicht mehr unbedingt die klebende Verbindung die Stelle ist, an der diese Bewegungen angreifen und den Verbund schwächen bzw. eventuell sogar aufbrechen. Strukturelle Klebstoffe sind in der Regel Flüssigklebstoffe, aber mehr und mehr finden sich diese Klebstoffe heute auch in Bandform, die erhebliche Vorteile gegenüber der flüssigen Form aufweist. Solche strukturellen Verbindungen werden erzeugt beispielsweise bereits durch Vermischen und anschließendes miteinander Reagieren unterschiedlicher Komponenten (wie bei 2-Komponenten Epoxysystemen) oder unter bestimmten klimatischen Bedingungen (Mindesttemperatur oder Feuchtigkeit), die ein Aushärten des Klebstoffes und dessen strukturelle Verbindung mit der zu verklebenden Oberfläche bewirken.Structural bonding or structural bonding is understood below to mean such connections in which the adhesive and the surfaces to be bonded are connected to one another after curing of the adhesive in such a way that they form a homogeneous structure, so that when this structure changes as a result of, for example, tensile or impact movements So the adhesive connection is no longer necessarily the point at which these movements attack and weaken or possibly even break the bond. Structural adhesives are typically liquid adhesives, but these adhesives are increasingly found in tape form, which has significant advantages over liquid form. Such structural connections are created, for example, by mixing and then reacting different components (as with 2-component epoxy systems) or under certain climatic conditions (minimum temperature or humidity), which cause the adhesive to harden and its structural connection to the surface to be bonded.
Strukturelle Klebstoffe in Bandform gibt es sowohl als hybride Klebstoffsysteme, d.h. bestehend aus einem Klebstoff auf Grundlage zweier unterschiedlicher, eine strukturelle Klebeverbindung bewirkender Polymergrundlagen als auch auf Basis eines Klebstoffs, der aus einem einzigen Polymergrundgerüst besteht. Letzteres wird beispielsweise in Bandform thematisiert in
Bekannt sind ebenfalls doppelseitig klebende Bänder, bei denen auf der einen Seite ein Haftklebstoff und auf der anderen Seite ein strukturell verbindender Klebstoff vorhanden ist, so z.B. beschrieben in
Aus der
Aus der
Aus der
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Klebefolie bereitzustellen, die eine verbesserte klebende Verbindung zwischen zwei Oberflächen ermöglicht und insbesondere eine auf die Besonderheiten der zu verbindenden Oberflächen abgestimmte Struktur besitzt. Insbesondere in Fällen, in denen eine der Oberflächen Hub-, Druck-, Schub-, Dreh- oder Zugvorgängen ausgesetzt ist, soll die vorliegende Erfindung die Aufgabe lösen, eine dauerhaft verlässliche klebende Verbindung zu bewirken.Proceeding from the known prior art, it is an object of the present invention to provide an improved adhesive film that enables an improved adhesive connection between two surfaces and, in particular, has a structure that is tailored to the special features of the surfaces to be connected. In particular in cases where one of the surfaces is subjected to lifting, pressure, pushing, turning or pulling processes, the present invention is intended to solve the problem of bringing about a permanently reliable adhesive connection.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine doppelseitige Klebefolie mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Anspruch 9 beschreibt eine erfindungsgemäße Verwendung der doppelseitigen Klebefolie. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.This object is achieved by a double-sided adhesive film having the features of
Figurenlistecharacter list
Die Erfindung und bevorzugte Ausführungsformen werden durch die nachfolgende Beschreibung auch anhand der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
-
1 eine Verklebung zwischen einem Profil und einem Untergrund mit einem herkömmlichen Haftklebstoff; -
2 eine Verklebung zwischen einem Profil und einem Untergrund mit einer erfindungsgemäßen Klebefolie; und -
3 den schematischen Aufbau einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Klebefolie.
-
1 a bond between a profile and a substrate with a conventional pressure-sensitive adhesive; -
2 a bond between a profile and a substrate with an adhesive film according to the invention; and -
3 the schematic structure of a preferred embodiment of the adhesive film according to the invention.
In der Beschreibung der Figuren werden gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente in den unterschiedlichen Figuren mit identischen Bezugszeichen versehen, und auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente wird teilweise verzichtet, um Redundanzen zu vermeiden.In the description of the figures, elements that are the same, similar or have the same effect are provided with identical reference symbols in the different figures, and a repeated description of these elements is sometimes omitted in order to avoid redundancies.
Ausführliche Beschreibung der ErfindungDetailed Description of the Invention
In einem ersten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine asymmetrische doppelseitige Klebefolie, vorzugsweise in Form eines Klebebands oder eines Stanzteils, mit einer Trägerschicht. Unter doppelseitiger Klebefolie versteht die vorliegende Erfindung Klebebänder, Klebestreifen, und Stanzlinge/Stanzteile mit einer Trägerschicht und je einer Klebeschicht auf jeder Seite der Trägerschicht. Auf einer Seite der Trägerschicht weist die Klebefolie eine erste Klebeschicht (beispielsweise einen Haftkleber oder einen reaktiven Kleber) auf, auf der anderen Seite weist es eine von der ersten Klebeschicht verschiedene Klebeschicht mit einer reaktiven Klebemasse auf. Dabei bedeutet „von der ersten Klebeschicht verschieden“, dass die Zusammensetzung der Klebemasse der zweiten Klebeschicht von der Zusammensetzung der Klebemasse der ersten Klebeschicht verschieden ist, und nicht, dass lediglich von der Zusammensetzung der Klebeschichten unabhängige Parameter wie z.B. die Dicke der Klebeschichten unterschiedlich sind.In a first aspect, the present invention relates to an asymmetrical double-sided adhesive film, preferably in the form of an adhesive tape or a stamped part, with a backing layer. The present invention understands double-sided adhesive film as adhesive tapes, adhesive strips, and diecuts/diecut parts with a carrier layer and an adhesive layer on each side of the carrier layer. The adhesive film has a first adhesive layer (for example a pressure-sensitive adhesive or a reactive adhesive) on one side of the backing layer, and on the other side it has an adhesive layer that is different from the first adhesive layer and has a reactive adhesive composition. "Different from the first adhesive layer" means that the composition of the adhesive of the second adhesive layer is different from the composition of the adhesive of the first adhesive layer, and not that only parameters that are independent of the composition of the adhesive layers, such as the thickness of the adhesive layers, are different.
Bevorzugterweise wirken die Trägerschicht und die zweite Klebeschicht zusammen als Kraftentkopplungsschicht, wie nachfolgend beschrieben wird. Ebenfalls bevorzugt härtet die reaktive Klebemasse der zweiten Klebeschicht bei der Verwendung der Klebefolie, d.h. nach dem Verkleben der zweiten Klebeschicht mit einem Gegenstand, aus und erzeugt eine strukturelle Verklebung mit dem Gegenstand. Die Aushärtung der reaktiven Klebeschicht kann als Folge einer chemischen Reaktion und/oder unter bestimmten klimatischen Bedingungen (Temperatur und/oder Feuchtigkeit) erfolgen.The backing layer and the second adhesive layer preferably act together as a force decoupling layer, as described below. The reactive adhesive composition of the second adhesive layer likewise preferably cures when the adhesive film is used, ie after the second adhesive layer has been bonded to an object, and produces a structural bond to the object. The reactive adhesive layer can harden as a result of a chemical reaction and/or under certain climatic conditions (temperature and/or humidity).
Die reaktive Klebemasse der zweiten Klebeschicht erzeugt mit Elastomeren eine strukturelle Verklebung. Unter Elastomeren versteht man beispielsweise Naturkautschuk (NR), Polybutadien (BR), Polyisopren (IR), Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR), Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPM, EPDM), Butylkautschuk (IIR), Chloroprenkautschuk (CR), Silikonkautschuk, Thermoplastische Elastomere (TPE), Polyolefinkautschuke (aus Röthemeyer, Sommer; Kautschuk Technologie, München 2013).The reactive adhesive mass of the second adhesive layer creates a structural bond with elastomers. Elastomers are understood to mean, for example, natural rubber (NR), polybutadiene (BR), polyisoprene (IR), styrene-butadiene rubber (SBR), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), ethylene-propylene rubber (EPM, EPDM), butyl rubber (IIR), chloroprene rubber (CR), silicone rubber, thermoplastic elastomers (TPE), polyolefin rubbers (from Röthemeyer, Sommer; gummi technology, Munich 2013).
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die reaktive Klebemasse der zweiten Klebeschicht mindestens ein Cyanacrylat, bevorzugt ein festes Cyanacrylat, besonders bevorzugt Phenylethylcyanacrylat auf. Die Cyanacrylatmonomere reagieren bei der Verklebung durch Polymerisation und bilden dadurch eine strukturelle Verbindung. Neben den Cyanacrylatmonomeren kann die Klebemasse, wie aus dem Stand der Technik bekannt, auch einen oder mehrere Filmbildner enthalten, bevorzugt mindestens ein Ethylenvinylacetat-Copolymer (EVA-Copolymer). Dazu kann die Klebemasse geeignete Stabilisatoren enthalten, um die vorzeitige Polymerisation zu verhindern, wie aus dem Stand der Technik bekannt. Die Handhabung und Beschichtung der reaktiven Klebemasse der zweiten Klebeschicht geschieht bevorzugt aus Lösemittel, zum Beispiel aus einer circa 50%igen Lösung in Ethylacetat.In a preferred embodiment, the reactive adhesive of the second adhesive layer has at least one cyanoacrylate, preferably a solid cyanoacrylate, particularly preferably phenylethyl cyanoacrylate. The cyanoacrylate monomers react by polymerisation during bonding and thus form a structural connection. In addition to the cyanoacrylate monomers, the adhesive may, as is known from the prior art, also contain one or more film formers, preferably at least one ethylene vinyl acetate copolymer (EVA copolymer). For this purpose, the adhesive may contain suitable stabilizers in order to prevent premature polymerization, as is known from the prior art. The handling and coating of the reactive adhesive mass of the second adhesive layer is preferably carried out from solvent, for example from an approximately 50% solution in ethyl acetate.
Je nach beabsichtigter Anwendung der Klebefolie kann die reaktive Klebemasse noch weitere aus dem Stand der Technik bekannte Zusatzstoffe wie Weichmacher, Entschäumer, Füllstoffe, Beschleuniger, Harze, Härter, usw. enthalten.Depending on the intended application of the adhesive film, the reactive adhesive composition can also contain other additives known from the prior art, such as plasticizers, defoamers, fillers, accelerators, resins, hardeners, etc.
Bevorzugterweise weist die Trägerschicht eine Folie, ein Textil (beispielsweise Gewebe oder Vlies) und/oder ein geschäumtes Material auf. Als Material für die Folie kann neben anderen Kunststoffen beispielsweise Polyester, Polycarbonat, Polylaktid bzw. besonders bevorzugterweise Polymethylmethacrylat (PMMA) verwendet werden.The carrier layer preferably has a film, a textile (for example a woven fabric or fleece) and/or a foamed material. Polyester, polycarbonate, polylactide or particularly preferably polymethyl methacrylate (PMMA), for example, can be used as the material for the film, in addition to other plastics.
Die erste Klebeschicht der erfindungsgemäßen Klebefolie ist eine wiederablösbare Haftklebeschicht, die eine Haftklebemasse auf Basis von Acrylat, Kautschuk, Silikon, Polyurethan und/oder Mischungen davon aufweist. In einer nicht erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann die erste Klebschicht auch eine reaktive Klebeschicht, die eine zweite reaktive Klebemasse aufweist, welche (von der Zusammensetzung) von der oben beschriebenen reaktiven Klebemasse der zweiten Klebeschicht verschieden ist, sein und bei der Verwendung der Klebefolie, d.h. nach dem Verkleben dieser ersten Klebeschicht mit einem Gegenstand, aushärten und eine strukturelle Verklebung mit dem Gegenstand erzeugen.The first adhesive layer of the adhesive film according to the invention is a redetachable pressure-sensitive adhesive layer which has a pressure-sensitive adhesive based on acrylate, rubber, silicone, polyurethane and/or mixtures thereof. In an embodiment not according to the invention, the first adhesive layer can also be a reactive adhesive layer which has a second reactive adhesive which (in terms of composition) differs from the reactive adhesive of the second adhesive layer described above, and when the adhesive film is used, i.e. after Adhering this first adhesive layer to an object, curing and creating a structural bond to the object.
Der Vorteil einer Haftklebeschicht als erste Klebeschicht liegt darin, dass die Klebefolie (und mit ihr der mittels der reaktiven zweiten Klebeschicht mit dem Klebeband verklebte Gegenstand) wieder vom Untergrund, auf den die Klebefolie mittels der Haftklebeschicht geklebt wurde, entfernt werden kann. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der Gegenstand aufgrund von Verschleiß ausgetauscht werden muss oder wenn der Gegenstand auf dem Untergrund repositioniert/verschoben werden soll. Beispielsweise kann eine solche erfindungsgemäße doppelseitige Klebefolie für die Befestigung von Gummidichtungen, z.B. bei Fenstern und Türen oder auch bei Haushaltsgeräten (sog. weißer Ware), von Zierleisten, z.B. im Automobilbereich, von Gummidruckplatten und -tüchern auf Druckzylindern, von Rillzurichtungen, von Stanzwerkzeugen bzw. Stanzwerkzeugteilen, von Tischtennisschlägerbelägen, Werkzeuggriffen, Türstoppern, etc. verwendet werden.The advantage of a pressure-sensitive adhesive layer as the first adhesive layer is that the adhesive film (and with it the object bonded to the adhesive tape by means of the reactive second adhesive layer) can be removed again from the substrate to which the adhesive film was stuck by means of the pressure-sensitive adhesive layer. This is particularly advantageous if the object has to be replaced due to wear or if the object is to be repositioned/moved on the ground. For example, such a double-sided adhesive film according to the invention can be used to attach rubber seals, e.g. on windows and doors or also on household appliances (so-called white goods), decorative strips, e.g. in the automotive sector, rubber printing plates and cloths on printing cylinders, creasing matrices, punching tools or Stamping tool parts, table tennis bat rubbers, tool handles, door stoppers, etc. can be used.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass der noch nicht beschriebene Einsatz eines strukturellen reaktiven Klebstoffsystems in mindestens einer Klebeschicht zusammen mit einem weiteren davon unterschiedlichen Klebstoff in einer zweiten Schicht in einem asymmetrischen, trägerbasierten, doppelseitigen Klebematerial in Form einer Klebefolie, eines Klebebands, eines Klebestreifens oder eines klebenden Stanzlings nicht nur bestens dazu geeignet ist, unterschiedliche und ansonsten nicht zufrieden stellend verklebbare Oberflächen dauerhaft und strukturell miteinander zu verbinden, sondern dass ein solches System neben dieser Verklebung gleichzeitig eine Kraftentkopplungsschicht bei Hub-, Druck-, Schub-, Dreh- oder Zugvorgängen bildet, bei denen von ihrer Art her zu erwarten wäre, dass eine dauerhafte und unter der Einwirkung von solchen Hub-, Druck-, Schub-, Dreh- oder Zugvorgängen über einen längeren Zeitraum bzw. nach zahlreichen Wiederholungen immer noch positionsgenau vorhandene Verklebung kaum möglich ist. Solche Vorgänge sind beispielweise Stanz- oder Druckvorgänge.Surprisingly, it has been found that the use, not yet described, of a structural reactive adhesive system in at least one adhesive layer together with another different adhesive in a second layer in an asymmetric, carrier-based, double-sided adhesive material in the form of an adhesive film, an adhesive tape, an adhesive strip or an adhesive die-cut is not only ideally suited to permanently and structurally connecting different and otherwise unsatisfactorily bondable surfaces, but that such a system forms a force decoupling layer in addition to this bonding at the same time during lifting, pressing, pushing, rotating or pulling processes, in which it would be expected by their nature that a permanent and under the influence of such lifting, pressing, pushing, turning or pulling processes over a longer period of time or after numerous repetitions still present adhesion g is hardly possible. Such processes are, for example, punching or printing processes.
Kraft bezeichnet im physikalischen Sinne eine Einwirkung auf eine Masse, die eine Bewegungsänderung verursacht. Die Kraft ist eine gerichtete, d.h. vektorielle Größe. Wirkt nun eine Kraft auf einen festgehaltenen Körper ein, so kann sie dessen Verformung verursachen, wirkt sie auf einen beweglichen Körper ein, so kann sie diesen beschleunigen. Kräfte haben verschiedene Ursachen, nach denen sie beispielsweise benannt sein können wie Reibungskraft, Stoßkraft, Zugkraft, Fliehkraft oder Gewichtskraft. Ist eine Verformung unter Krafteinwirkung proportional zur einwirkenden Kraft und kehrt der Körper nach Ende der Krafteinwirkung wieder in den Ausgangszustand zurück, so spricht man von einer elastischen Formänderung, die Rückstellkraft des Körpers ist verantwortlich für dieses Zurückkehren in den Ausgangszustand. Unter Kraftentkopplung wird im vorliegenden Zusammenhang verstanden, dass die auf einen Körper einwirkende Kraft in dem für eine beabsichtigte Anwendung benötigten Maße dauerhaft vorhanden ist, die Auswirkungen dieser Krafteinwirkung aber dermaßen modifiziert werden, dass unerwünschte Verhaltensweisen des Körpers, auf den die Kraft einwirkt, unterbleiben. So bewirken beispielsweise zahlreiche Wiederholungen einer Krafteinwirkung auf einen elastischen Körper häufig, dass dessen Rückstellkraft mit der Zahl der Wiederholungen negativ beeinträchtigt wird und der Körper dann proportional der Zahl der Wiederholungen der Krafteinwirkung nicht mehr komplett in seinen Ausgangszustand zurückkehrt, was z.B. bei Vorgängen, bei denen eine Rückkehr in den Ausgangszustand zur Erhaltung der vollen Funktionsfähigkeit des Körpers notwendig ist, negative Auswirkungen hat. Ein anderes Beispiel ist gegeben, wenn die wiederholte Krafteinwirkung schließlich eine unerwünschte Lageveränderung des Körpers, auf den die Kraft einwirkt, hervorruft. Dies kann in beiden Fällen beispielsweise elastische Dichtungssysteme betreffen, die mit der Anzahl der Krafteinwirkungen schließlich nicht mehr ihre komplette Rückstellkraft entfalten oder ihre Lage unter dem Druck der wiederholten Krafteinwirkungen verändern und in beiden Fällen dadurch undicht werden.In the physical sense, force refers to an effect on a mass that causes a change in movement. The force is a directed, ie vector quantity. If a force acts on a fixed body, it can cause its deformation, if it acts on a moving body, it can accelerate it. Forces have various causes, after which they can be named, for example, such as frictional force, impact force, tensile force, centrifugal force or weight. If a deformation under the influence of a force is proportional to the acting force and the body returns to its original state after the force has been applied, this is referred to as an elastic change in shape. The restoring force of the body is responsible for this return to the original state. In the present context, force decoupling is understood to mean that the force acting on a body is permanently present to the extent required for an intended application, but the effects of this force action are modified to such an extent that undesirable behaviors of the body on which the force is acting do not occur. For example, numerous repetitions of a force acting on an elastic body often have the effect that its restoring force is negatively affected with the number of repetitions and the body then no longer completely returns to its original state in proportion to the number of repetitions of the force action, which is the case, for example, in processes in which a return to baseline, which is necessary to maintain the body's full ability to function, has adverse effects. Another example is when the repeated application of force eventually causes an undesirable displacement of the body on which the force is applied. In both cases, this can affect elastic sealing systems, for example, which ultimately no longer develop their full restoring force with the number of force effects or change their position under the pressure of the repeated force effects and in both cases become leaky as a result.
Unter Kraftentkoppelung wird im vorliegenden Fall verstanden, dass die Krafteinwirkung in dem vollen Umfang, in dem sie zur Erreichung des gewünschten Effekts auf einen Körper notwendig ist, eingesetzt wird, negative Zustandsänderungen des Körpers auf Grund des wiederholten Einsatzes dieser Kraft aber unterbleiben bzw. eine deutlich höhere Anzahl von Krafteinwirkungen möglich ist, als mit herkömmlichen Systemen, bis negative und unerwünschte Auswirkungen dieser Krafteinwirkung erkennbar sind - mit anderen Worten: Die gewünschte fehlerfreie Funktionsweise eines Systems unter in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen erfolgender wiederholter Einwirkung einer Kraft bleibt deutlich länger erhalten, als dies mit herkömmlich bekannten Systemen der Fall ist.In the present case, force decoupling means that the force is applied to the full extent necessary to achieve the desired effect on a body, but negative changes in the state of the body due to the repeated use of this force do not occur or a significant higher number of force actions is possible than with conventional systems until negative and undesired effects of this force action become noticeable - in other words: The desired error-free functioning of a system under repeated action of a force occurring at regular or irregular intervals is maintained significantly longer than this is the case with conventionally known systems.
Die Ursache für die im vorliegenden Fall gegebene kraftentkoppelnde Wirkung des erfindungsgemäßen Systems liegt im Zusammenspiel der beiden klebend ausgerüsteten Seiten sowie des Trägermaterials des Klebesystems wie z.B. eines Klebebands, eines Klebstreifens oder eines Stanzteils.The reason for the force-decoupling effect of the system according to the invention in the present case lies in the interaction of the two sides equipped with adhesive and the carrier material of the adhesive system, such as an adhesive tape, an adhesive strip or a stamped part.
Am Beispiel der
Eine Verklebung zwischen Profil (2) und Untergrund (1) mit einer erfindungsgemäßen Klebefolie ist in
Insbesondere wenn als erste Klebeschicht ein Haftkleber zum Einsatz kommt, ist eine derartige Kraftentkopplung von Vorteil, da in diesem Fall eine unnötige Belastung der Haftklebeverbindung vermieden wird und daher das Haftklebematerial beispielsweise so gewählt werden kann, dass nach einer altersbedingten Versprödung des Profils oder auch, wenn das Profil versetzt werden soll, das Haftklebematerial wieder vorzugsweise rückstandsfrei vom Untergrund entfernt werden kann.In particular, if a pressure-sensitive adhesive is used as the first adhesive layer, such a force decoupling is advantageous, since in this case unnecessary stress on the pressure-sensitive adhesive connection is avoided and the pressure-sensitive adhesive material can therefore be selected, for example, so that after age-related embrittlement of the profile or even if the profile is to be offset, the pressure-sensitive adhesive material can be removed from the substrate again, preferably without leaving any residue.
Grundsätzlich können Klebstoffsysteme, die hier auf einer Seite des Trägers als reaktive, strukturelle Verklebungen bewirkende Systeme zum Einsatz kommen können, sowohl Systeme sein, die auf einem einzigen Polymergerüst beruhen, als auch Hybridsysteme, d.h. Mischungen unterschiedlicher Polymergerüste. Hierbei ist vorteilhaft, wenn diese Systeme in fester, bandförmiger Form vorliegen. Der Einsatz flüssiger Klebstoffsysteme ist zwar von vielfältigen Anwendungen her durchaus auch denkbar, allerdings sprechen die damit verbundenen Nachteile wie beispielsweise die der möglichen Auftragsungenauigkeit und -unsauberkeit und der nicht gegebenen Möglichkeit, den eigentlichen Verklebungsvorgang zeitlich und räumlich deutlich vom Klebstoffauftragsvorgang entkoppeln zu können und damit auch den Herstellvorgang zu rationalisieren, für eine feste, bandförmige Form der Anwendung.In principle, adhesive systems that can be used here on one side of the carrier as reactive, structural adhesive systems can be both systems based on a single polymer backbone and hybrid systems, i.e. mixtures of different polymer backbones. It is advantageous here if these systems are in a solid, band-like form. Although the use of liquid adhesive systems is also conceivable from a variety of applications, the disadvantages associated with it, such as possible application inaccuracy and impurity and the impossibility of being able to clearly decouple the actual bonding process from the adhesive application process in terms of time and space, speak for themselves to streamline the manufacturing process for a fixed, tape form of application.
Solche bandförmigen Anwendungen können dauerhaft angelegt sein, d.h. als Anwendungszeitraum idealerweise den gesamten Lebenszyklus einer Anwendung bzw. eines Produkts, in dem die Anwendung verarbeitet wurde, abdeckend oder aber auch zeitlich begrenzt, beispielsweise da, wo Teile der Anwendung bzw. des Produkts im Gebrauch verschleißen und in gewissen Abständen ersetzt werden müssen, um die volle Funktionsfähigkeit zu erhalten. Wesentliche Kennzeichen für Produkte oder Anwendungen, in denen erfindungsgemäße Systeme zum Einsatz kommen, sind zum einen die nach einer für die jeweilige Anwendung vollkommen zufrieden stellenden Klebkraft und zum anderen die Entkopplung einer auf das Produkt einwirkenden bzw. in der Anwendung wirkenden Kraft in dem Maße, dass die Klebung davon nicht oder nur in deutlich geringerem Maße negativ beeinträchtigt wird, als es bei bisher bekannten Systemen der Fall ist.Such band-shaped applications can be permanent, i.e. the application period ideally covers the entire life cycle of an application or a product in which the application was processed, or it can also be limited in time, for example where parts of the application or the product wear out during use and must be replaced at certain intervals in order to maintain full functionality. Essential characteristics for products or applications in which systems according to the invention are used are, on the one hand, the need for a completely satisfactory adhesive strength for the respective application and, on the other hand, the decoupling of a force acting on the product or acting in the application to the extent that that the adhesion is not adversely affected or only to a significantly lesser extent than is the case with previously known systems.
Dauerhafte Anwendungen im Sinne der vorliegenden Erfindung sind u.a. vielerlei Arten von Dichtungen, die immer wieder einer gewissen darauf einwirkenden Kraft ausgesetzt sind, beispielsweise bei Türen oder Fenstern oder auch bei Maschinen mit wiederholten Hub-, Schub-, Druck-, Dreh- oder Zugvorgängen, bei denen es aber gleichzeitig auf die vollkommene Dichtigkeit des Systems ankommt. In solchen Fällen können zweckmäßigerweise nicht erfindungsgemäße doppelseitig klebende erfindungsgemäße asymmetrische Klebesysteme zum Einsatz kommen, bei denen sich auf den beiden Seiten unterschiedliche reaktive, strukturell verklebende Klebstoffe befinden.Durable applications within the meaning of the present invention include many types of seals that are repeatedly subjected to a certain force acting on them, for example in doors or windows or in machines with repeated lifting, pushing, pushing, rotating or pulling processes, where the complete tightness of the system is also important. In such cases, double-sided adhesive systems according to the invention that are not according to the invention can expediently be used, in which there are different reactive, structurally bonding adhesives on the two sides.
Einer regelmäßigen oder dauerhaften Krafteinwirkung ausgesetzte und daher auf Grund von Abnutzungserscheinungen in ihrer fehlerfreien Funktionsweise zeitlich begrenzte und somit immer wieder zu erneuernde Teile eines Produkts bzw. einer Anwendung sind beispielsweise automatisierte Stempelaufdrucke an exakt immer der gleichen Stelle in einem Herstellvorgang oder auch Stanz- oder Prägevorgänge, bei denen es auf die dauerhaft vollkommene Genauigkeit des Stanzens bzw. Prägens in einer Ebene ankommt. Ebenso geeignet sind hier Anwendungen, in denen es als Folge eines gewissen Verschleißes eines an der jeweiligen Anwendung beteiligten Teils auf einen möglichst raschen, unkomplizierten Wechsel dieses Teils ankommt. Solche Vorgänge beinhalten immer eine grundlegende, in der Anwendung unveränderte und dauerhafte Vorrichtung, die Hub-, Schub-, Zug-, Dreh- oder Druckvorgänge ausführt und ein auf dieser Vorrichtung aufgesetztes Teil, das entweder einem gewissen Verschleiß unterliegt und daher in gewissen Zeitabständen rückstandslos entfernt und gegen ein gleichartiges neues Teil ausgetauscht werden muss oder aber rasch und problemlos für eine neue Anwendung gegen ein andersartiges Teil auswechselbar und damit in gewisser Weise auch gleichzeitig ersetz- und repositionierbar sein soll.Parts of a product or application that are subject to regular or permanent exposure to force and therefore have a limited time due to signs of wear and tear in their correct functioning and must therefore be renewed again and again are, for example, automated stamp imprints at exactly the same place in a manufacturing process or stamping or embossing processes , where it depends on the permanently perfect accuracy of the punching or embossing in one plane. Equally suitable here are applications in which, as a result of a certain amount of wear and tear on a part involved in the respective application, it is important to replace this part as quickly and easily as possible. Such processes always include a basic device, unchanged in use and durable, which performs lifting, pushing, pulling, rotating or compressing processes and a part placed on this device, which is either subject to a certain wear and therefore residue-free at certain intervals has to be removed and replaced with a new part of the same type, or it should be exchangeable for a different part quickly and easily for a new application and thus in a certain way also be replaceable and repositionable at the same time.
Auf einer Seite der Trägerschicht (11) weist die Klebefolie eine Klebeschicht (10) mit einer reaktiven Klebemasse auf der Basis eines Cyanacrylats, insbesondere eines festen Cyanacrylats auf. Beispielsweise weist die reaktive Klebemasse Phenylethylcyanacrylat auf, insbesondere in einer Mischung mit einem EVA-Copolymer. In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die reaktive Klebemasse aus 50 % Phenylethylcyanacrylat, 49,5 % Levamelt 900 (ein EVA-Copolymer erhältlich von Lanxess AG, Leverkusen, Deutschland) und 0,5 % Stabilisierungsmittel.On one side of the backing layer (11), the adhesive film has an adhesive layer (10) with a reactive adhesive based on a cyanoacrylate, in particular a solid cyanoacrylate. For example, the reactive adhesive comprises phenylethyl cyanoacrylate, in particular in a mixture with an EVA copolymer. In a preferred embodiment, the reactive adhesive consists of 50% phenylethyl cyanoacrylate, 49.5% Levamelt 900 (an EVA copolymer available from Lanxess AG, Leverkusen, Germany) and 0.5% stabilizer.
Auf der anderen Seite der Trägerschicht (11) weist die Klebefolie eine Klebeschicht (12) mit einer Haftklebemasse auf. Die Haftklebemasse kann mit ihren Eigenschaften (Viskoelastizität, Adhäsion zum Untergrund, Kohäsion, Repositionierbarkeit, rückstandsfreies Ablösen, Langzeitverhalten) an die geplante Verwendung der Klebefolie angepasst sein. In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Haftklebemasse aus einem Kautschuk-Lösemittelklebstoff, besonders bevorzugt auf Basis von Styrol-Block-Copolymeren. Der Aufbau und die Anpassung einer Haftklebemasse sind dem Fachmann bekannt (Donata Satas: Handbook of Pressure-Sensitive Adhesive Technology, Juni 1982). Formulierungen von Kautschuk-Lösemittel-Haftklebstoffen werden beispielsweise beschrieben in Müller, Rath: Formulierung von Kleb- und Dichtstoffen, Hannover 2004, ab Seite 225, insbesondere Lösemittel-Klebstoffe auf Basis Styrol-Block-Copolymere, ab Seite 230.On the other side of the backing layer (11), the adhesive film has an adhesive layer (12) with a pressure-sensitive adhesive. With its properties (viscoelasticity, adhesion to the substrate, cohesion, repositionability, residue-free detachment, long-term behavior), the PSA can be adapted to the planned use of the adhesive film. In a preferred embodiment, the PSA consists of a rubber solvent-based adhesive, particularly preferably based on styrene block copolymers. The construction and adaptation of a PSA are known to those skilled in the art (Donata Satas: Handbook of Pressure-Sensitive Adhesive Technology, June 1982). Formulations of rubber-solvent pressure-sensitive adhesives are described, for example, in Müller, Rath: Formulation of adhesives and sealants, Hanover 2004, from page 225, in particular solvent-based adhesives based on styrene block copolymers, from page 230.
Mindestens eine der Klebeschichten ist mit einer Abdeckschicht (13) (auch Releaseliner oder Liner genannt) abgedeckt, um z.B. ein Anhaften der Haftklebeschicht an unerwünschter Stelle oder ein vorzeitiges Aushärten der reaktiven Klebeschicht zu vermeiden. Es können aber durchaus auch zwei gleiche oder unterschiedliche Liner eingesetzt werden, um beide Klebeschichten abzudecken. Die Abdeckschicht (13) ist beispielsweise silikonisiert und ist verträglich mit der Klebemasse/den Klebemassen, die die Abdeckschicht abdeckt. Dabei bedeutet „verträglich“, dass sich die Abdeckschicht im Anwendungszustand, d.h. beispielsweise im Falle einer Abdeckschicht für eine reaktive Klebeschicht vor der Aushärtung der reaktiven Klebemasse, gut von der jeweiligen Klebeschicht ablösen lässt und dass die Abdeckschicht kein vorzeitiges Aushärten der reaktiven Klebemasse induziert. In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Abdeckschicht aus abgestuft silikonisierter PET-Folie. „Abgestuft“ bedeutet dabei, dass die Trennwerte (d.h. die aufzuwendende Kraft, um die Abdeckschicht von der jeweiligen Klebeschicht zu lösen) auf beiden Seiten unterschiedlich sein können, abgestimmt auf das jeweilige Klebstoffsystem.At least one of the adhesive layers is covered with a cover layer (13) (also called release liner or liner), for example to prevent the pressure-sensitive adhesive layer from adhering to an undesired location or premature curing of the reactive adhesive layer. However, it is also entirely possible to use two identical or different liners in order to cover both adhesive layers. The cover layer (13) is siliconized, for example, and is compatible with the adhesive(s) covering the cover layer. In this context, “compatible” means that the covering layer can be easily detached from the respective adhesive layer in the application state, i.e., for example in the case of a covering layer for a reactive adhesive layer, before the reactive adhesive has cured, and that the covering layer does not induce premature curing of the reactive adhesive. In a preferred embodiment, the cover layer consists of graded siliconized PET film. "Graduated" means that the release values (i.e. the force required to detach the cover layer from the respective adhesive layer) can be different on both sides, depending on the respective adhesive system.
Wenn die doppelseitige Klebefolie in Bandform vorliegt und gerollt werden soll (z.B. für Lagerung, Transport, etc.), kann vorgesehen werden, dass lediglich - wie in
In einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Herstellverfahren für ein Bauteil unter Einsatz einer erfindungsgemäßen Klebefolie. So können einerseits die beiden zu verklebenden Oberflächen in einem einzigen Klebevorgang zeitlich gleichzeitig oder in nur geringem zeitlichem Abstand und dann auch am gleichen Ort miteinander verbunden werden, andererseits kann der Verklebungsvorgang der beiden Oberflächen sowohl zeitlich als auch räumlich voneinander getrennt vorgenommen werden. So kann z.B. ein Prägestempel bereits strukturell und damit dauerhaft mit einer entsprechenden Klebefolie verbunden werden, bevor zu einem späteren Zeitpunkt und/oder an einem anderen Ort (unmittelbar vor Einsatz/am eigentlichen Einsatzort) die haftklebende Verbindung des Prägestempels mit der diesen Stempel bewegenden Prägevorrichtung erfolgt. Zumindest im Falle, dass eine erfindungsgemäße asymmetrische Klebefolie eine haftklebende und eine strukturell klebende Schicht aufweist, wird diese zeitliche und/oder räumliche Entkoppelung der beiden Verklebungsvorgänge einerseits aus Gründen der Flexibilität auch in der weitaus größten Zahl der möglichen Anwendungen angestrebt, da die Aushärtung der strukturellen Verbindung auf der einen Seite der Folie bei gleichzeitiger haftklebender Verbindung der anderen Seite je nach Art des Härtungsmechanismus unter Umständen nur mit größerem Aufwand (z.B. unter erhöhten Temperaturen oder durch Zugabe von Feuchtigkeit) zu bewerkstelligen sein könnte.In a second aspect, the present invention relates to a manufacturing method for a component using an adhesive film according to the invention. On the one hand, the two surfaces to be bonded can be connected to one another in a single bonding process at the same time or at only a short time interval and then at the same place, on the other hand, the bonding process of the two surfaces can be carried out separately from one another both in terms of time and space. For example, an embossing die can already be structurally and thus permanently connected to a corresponding adhesive film before the pressure-sensitive adhesive connection of the embossing die to the embossing device moving this die takes place at a later time and/or at a different location (immediately before use/at the actual place of use). . At least in the event that an asymmetrical adhesive film according to the invention has a pressure-sensitive adhesive layer and a structurally adhesive layer, this temporal and/or spatial decoupling of the two bonding processes is aimed at on the one hand for reasons of flexibility, even in by far the largest number of possible applications, since the curing of the structural Depending on the type of curing mechanism, a connection on one side of the film with a simultaneous pressure-sensitive adhesive connection on the other side could only be achieved with great effort (e.g. at elevated temperatures or by adding moisture).
Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung einer erfindungsgemäßen doppelseitigen Klebefolie. Eine erfindungsgemäße Klebefolie kann - wie oben beschrieben - verwendet werden, um eine Kraftentkopplung zwischen zwei miteinander verklebten Fügepartnern, z.B. einem Bauteil und dem mit dem Bauteil (über die Klebefolie) verklebten Untergrund zu erreichen. Vorzugsweise ist zumindest einer der Fügepartner elastisch und besteht weiter bevorzugt zumindest teilweise aus einem Elastomer.A third aspect of the present invention relates to the use of a double-sided adhesive film according to the invention. As described above, an adhesive film according to the invention can be used to achieve a force decoupling between two joining partners that are bonded together, e.g. a component, and the substrate bonded to the component (via the adhesive film). At least one of the joining partners is preferably elastic and more preferably consists at least partially of an elastomer.
Bei Verwendung einer Haftklebeschicht als erste Klebeschicht kann das Bauteil auf dem Untergrund repositionierbar befestigt werden, wodurch ein vorzugsweise rückstandsfreies Ablösen vom Untergrund und wieder Ankleben ermöglicht wird, oder zumindest vorzugsweise rückstandsfrei vom Untergrund ablösbar sein. Das Bauteil kann bei Verwendung einer nicht erfindungsgemäßen reaktiven Klebeschicht als erste Klebeschicht aber auch strukturell mit dem Untergrund verbunden sein.If a pressure-sensitive adhesive layer is used as the first adhesive layer, the component can be attached to the substrate in a repositionable manner, thereby enabling it to be detached from the substrate and reattached preferably without residue, or at least preferably without residue from the substrate reason to be detachable. However, when using a reactive adhesive layer not according to the invention as the first adhesive layer, the component can also be structurally connected to the substrate.
Soweit anwendbar, können alle einzelnen Merkmale, die in der obigen Beschreibung der Erfindung und in den Ausführungsbeispielen dargestellt sind, miteinander kombiniert und/oder ausgetauscht werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.As far as applicable, all the individual features that are presented in the above description of the invention and in the exemplary embodiments can be combined with one another and/or exchanged without leaving the scope of the invention.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Untergrundunderground
- 22
- Profilprofile
- 33
- Haftklebeschichtpressure-sensitive adhesive layer
- 1010
- zweite Klebeschicht (reaktiver Kleber)second adhesive layer (reactive adhesive)
- 1111
- Trägerschichtbacking layer
- 1212
- erste Klebeschicht (Haftkleber)first adhesive layer (pressure-sensitive adhesive)
- 1313
- Abdeckschichtcovering layer
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