DE102016202396A1

DE102016202396A1 - Verankerung von Silikonklebmassen auf Fluorpolymerfolien durch Coronabehandlung

Info

Publication number: DE102016202396A1
Application number: DE102016202396.9A
Authority: DE
Inventors: Marcel Hähnel; Stephan Bernt
Original assignee: Tesa SE
Current assignee: Tesa SE
Priority date: 2016-02-17
Filing date: 2016-02-17
Publication date: 2017-08-17
Also published as: US20190048231A1; WO2017140775A1; EP3417026A1; KR20180107254A; CN108699398A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Klebefolie (7), indem eine Seite einer Fluorpolymerfolie (1) vollflächig mit einem Plasma aktiviert wird, auf die aktivierte Seite unmittelbar eine Silikonklebemasse (5) vollflächig aufgebracht wird, die aufgebrachte Silikonklebemasse (5) vernetzt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Klebefolie, und ein Herstellungsverfahren für einen Faserverbundwerkstoff.
Das erfindungsgemäße Klebeband soll sich insbesondere zum Auskleiden von Formen im Composite Bau, z. B. für in Laminierverfahren verwendete Formen für Faserverbundwerkstoffe eignen. Dabei werden Innenseiten der Formen vollflächig mit dem Klebeband abgeklebt. Das aus einer Trägerfolie und einer Klebmasseschicht aufgebaute Klebeband sollte günstige Antihafteigenschaften aufweisen, damit das ausgehärtete Laminat leicht aus der Form wieder entfernt werden kann und die mit dem Klebeband abgedeckte Form dann unmittelbar einem weiteren Herstellungszyklus zugeführt werden kann.
Aus WO 2015/014646 ist ein Verfahren zum Formen eines Körpers in einer Form bekannt, bei dem ein Klebeband auf eine Innenseite einer Form aufgebracht wird, Laminatschichten auf der Innenseite der Form auf das Klebeband aufgebracht werden und die Laminatschichten mit einem Epoxidharz infundiert und ausgehärtet werden und das Laminatbauteil nach dem Aushärten leicht von dem Klebeband gelöst werden kann. Dazu weist eine Trägerfolie des Klebebandes Fluorpolymere auf. Fluorpolymere sind grundsätzlich für ihre guten Antihafteigenschaften bekannt. Auf die Trägerfolie wird eine Klebmasseschicht aufgebracht. Dabei kann es sich um eine Silikonklebmasseschicht handeln, die Haftklebmassen werden auf die Trägerfolie direkt aufgebracht und anschließend durch thermische Behandlung oder UV-Lichtbestrahlung vernetzt. Das Klebeband kann dann aufgerollt und später seiner Verwendung zugeführt werden. Nachteiligerweise hat sich gezeigt, dass die Trennkräfte zwischen der Silikonklebmasse und der Fluorpolymerfolie nicht hinreichend groß sind, da die Fluorpolymerfolie ihre guten Antihafteigenschaften auch gegenüber der Silikonklebmasse entfaltet und es daher zu Zerstörungen des Klebebandes nach dem Herausnehmen des Laminatbauteils aus der Form kommen kann.
In der CN 103421200 ist ein Verfahren offenbart, mit dem die Trennkräfte zwischen der Fluorpolymerfolie und einer Klebmasseschicht vergrößert werden können, indem die Fluorpolymerfolie ausschließlich in Form von PTFE mittels organischer Lösungsmittel in einem Ultraschallbad vorbehandelt wird. Dazu wird die PTFE Folie in Methanol-Ethanol-Isopropanol-Aceton oder in einem Toluen gewaschen. Die gereinigte Oberfläche wird einer Plasmabehandlung ausgesetzt. Das in der CN 103421200 verwendete Plasma wird nur in sehr reinen Edelgasen und unter sehr engen physikalischen Parametern, wie Strom, Dichte und Spannung, erzeugt. Dieses Plasmaverfahren ist im industriellen Maßstab nicht umsetzbar, die eingrenzenden Faktoren werden in der CN 103421200 detailliert beschrieben:

– Prozessgas: Argon mit 10–25 l/min
– Spannung: 9–12 kV @ 10–20 kHz
– Stromdichte: 0,5–2 mA/cm²
– Sauerstoffgehalt: 0,01–2%

Zur Aktivierung anderer als PTFE-Oberflächen ist das Verfahren gemäß CN 103421200 nicht geeignet, weil Verunreinigungen wie „weak layer” nicht entfernt werden können und den Haftverbund mit der Klebmasse negativ beeinflussen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, sowohl ein Verfahren zur Herstellung einer Klebefolie zur Verfügung zu stellen, als auch ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Faserverbundwerkstoffen zur Verfügung zu stellen.
Die Aufgabe wird in ihrem ersten Aspekt durch ein eingangs genanntes Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erfüllt. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Zur Verbesserung der Haftungseigenschaften der Silikonklebmasseschicht an der Fluorpolymerfolie wird eine Seite der Fluorpolymerfolie, auf der die Silikonklebmasseschicht aufgetragen wird, vorbehandelt. Die Vorbehandlung stärkt die zwischenmolekularen Kräfte, zwischen der Fluorpolymerfolie und der Silikonklebmasseschicht.
Erfindungsgemäß findet diese Vorbehandlung durch ein physikalisches Verfahren wie Plasma- oder Coronabehandlung statt. Plasma wird als vierter Aggregatzustand von Materie bezeichnet. Es handelt sich um ein teilweise oder vollständig ionisiertes Gas. Durch Energiezufuhr werden positive und negative Ionen, Elektronen, andere Aggregatzustände, Radikale, elektromagnetische Strahlung und chemische Reaktionsprodukte erzeugt. Viele dieser Spezies können zu Veränderungen der zu behandelnden Oberfläche, hier der Oberfläche der Fluorpolymerfolie, führen. In Summe führt die Behandlung zu einer Aktivierung der Fluorpolymerfolienoberfläche, konkret zu einer höheren Reaktivität. Die Behandlung wird erfindungsgemäß eingesetzt, um die Klebkraft zwischen der Fluorpolymerfolienoberfläche und der Silikonklebmasseschicht zu erhöhen.
Die Coronabehandlung, auch Coronaentladung genannt, erfolgt als Hochspannungsentladung mit direktem Kontakt zur Fluorpolymerfolienoberfläche.
Durch die Entladung werden Moleküle der Umgebungsluft oder der mit ihnen angereicherte Umgebungsluft, vorzugsweise Stickstoff in eine reaktive Form überführt. An der Fluorpolymerfolienoberfläche entstehen durch den Aufprall der auftreffenden Elektronen Molekülspaltungen. Insbesondere können Fluoratome aus der Fluorpolymeroberfläche herausgeschlagen werden. Die daraus resultierenden freien Valenzen ermöglichen eine Anlagerung der Reaktionsprodukte der Coronaentladung. Diese Anlagerungen ermöglichen verbesserte Haftungseigenschaften der Fluorpolymerfolienoberfläche.
Es ist bekannt, dass die Coronabehandlung eine begrenzte Haltbarkeit in Bezug auf die Aktivierung der Fluorpolymerfolienoberfläche hat, sodass zeitnah oder überwiegend direkt nach der Aktivierung die Silikonklebmasse auf die Fluorpolymerfolienoberfläche aufgeklebt werden sollte. Bevorzugt erfolgt der Auftrag der Silikonklebmasse innerhalb kurzer Zeit, vorzugsweise weniger als 2 Stunden nach der Aktivierung der Fluorpolymerfolienoberfläche.
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 filamentösen 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.
Ähnlich 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.
Die Erfindung vereint zwei widerstreitende Anforderungen, die an die Klebefolie gestellt werden. Die Klebefolie muss auf ihrer einen Außenfläche gute Antihafteigenschften auf ihrer anderen Außenfläche aber gute Hafteigenschaften aufweisen. Die Klebefolie weist eine Fluorpolymerfolie oder -Schicht und eine Silikonklebmasseschicht auf.
Zum einen wird die Fluorpolymerfolie als äußere Lage der Klebefolie verwendet, damit auf ihr anhaftenden Faserverbundwerkstoffe nach einem Laminierverfahren leicht von der Klebefolie wieder abgelöst werden können. Zum anderen muss die dem Laminat gegenüberliegende Silikonklebmasseschicht mit einer besonders hohen Trennkraft an der anderen Seite der Fluorpolymerfolie anhaften. Diese an sich widersprüchlichen Anforderungen an die Eigenschaften der Fluorpolymerfolie löst die Erfindung auf, indem die andere Seite der Fluorpolymerfolie vor dem Aufbringen der Silikonklebmasseschicht einer Coronabehandlung unterzogen wird.
Durch die Coronabehandlung als einer Art physikalischen Vorbehandlung der Oberfläche werden die Oberflächeneigenschaften der anderen Seite der Fluorpolymerfolie verändert. Diese Veränderung erhöht die Trennkraft der Silikonklebmasseschicht an der anderen Seite der Fluorpolymerfolie.
Die physikalische Vorbehandlung von Untergründen (zum Beispiel durch Flamme, Corona, Plasma) zur Verbesserung von Verklebungsfestigkeiten ist vor allem bei flüssigen Reaktivklebstoffen üblich. Eine Aufgabe der physikalischen Vorbehandlung kann dabei auch eine Feinstreinigung des Untergrunds sein, beispielsweise von Ölen, oder ein Aufrauen zur Vergrößerung der effektiven Fläche.
Bei einer physikalischen Vorbehandlung spricht man meist von einer „Aktivierung” der Oberfläche. Dies impliziert meist eine unspezifische Wechselwirkung im Gegensatz beispielsweise zu einer chemischen Reaktion nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip. Eine Aktivierung impliziert meistens eine Verbesserung von Benetzbarkeit, Bedruckbarkeit oder Verankerung einer Beschichtung.
Bei Selbstklebebändern ist ein Auftragen eines Haftvermittlers auf den Untergrund üblich. Dies ist aber oft ein fehleranfälliger, aufwändiger, manueller Schritt.
Der Erfolg bei der Verbesserung der Adhäsion von Haftklebmassen durch physikalische Vorbehandlung des Untergrunds (Flamme, Corona, Plasma) ist nicht universell, da unpolare Klebmassen, wie zum Beispiel Natur- oder Synthesekautschuk typischerweise wenig davon profitieren.
Eine Coronabehandlung ist als eine durch hohe Wechselspannung zwischen zwei Elektroden erzeugte Oberflächenbehandlung mit filamentösen Entladungen definiert, wobei die diskreten Entladungskanäle auf die zu behandelnde Oberfläche treffen, siehe dazu auch Wagner et al., Vacuum, 71 (2003), Seiten 417 bis 436.
Insbesondere wird in industriellen Anwendungen meist unter dem Begriff „Corona” eine „dielektrische Barrierenentladung” (engl. dielectric barrier discharge, DBD) verstanden. Dabei besteht mindestens eine der Elektroden aus einem Dielektrikum, also einem Isolator, oder ist mit einem solchen beschichtet oder überzogen. Das Substrat kann hierbei auch als Dielektrikum fungieren.
Die Behandlungsintensität einer Coronabehandlung wird als „Dosis” in [Wmin/m²] angegeben, mit der Dosis D = P/b·v, mit P = elektrischer Leistung [W], b = Elektrodenbreite [m], und v = Bahngeschwindigkeit [m/min].
Fast immer wird das Substrat im Entladungsraum zwischen einer Elektrode und einer Gegenelektrode platziert oder hindurchgeführt, was als „direkte” physikalische Behandlung definiert ist. Bahnförmige Substrate werden dabei typischerweise zwischen einer Elektrode und einer zweiten Elektrode die als Walze, vorzugsweise im geerdeten Zustand, ausgeführt sein kann hindurchgeführt.
Unter Folie wird ein biegsames Objekt verstanden, dass eine Längsausdehnung und eine Breitenausdehnung aufweist. Das Objekt weist auch eine senkrecht zu beiden Ausdehnungen verlaufende Dicke auf, wobei die Breitenausdehnung und Längsausdehnung um ein Vielfaches größer sind als die Dicke. Die Dicke der Folie ist über die gesamte durch Länge und Breite bestimmte Flächenausdehnung der Folie gleich, vorzugsweise exakt gleich.
Die Folie ist entlang ihrer durch die Längs- und Breitenausdehnung bestimmten Flächenausdehnung berandet. Die Flächenausdehnung kann beinahe beliebige Gestalt annehmen.
Vorzugsweise liegt die Folie jedoch in Bahnform vor. Unter einer Bahn wir ein Objekt verstanden dessen Länge um ein Vielfaches größer ist als die Breite und die Breite entlang der gesamten Länge in etwa vorzugsweise genau gleich bleibend ausgebildet ist.
Die Folie kann, insbesondere als Bahn auf einer Rolle aufgewickelt, gelagert und als Rolle transportiert und zum Anwendungsort verbracht werden.
Insbesondere kann sie dort so zugeschnitten werden, dass eine Infusionsform zur Herstellung eines Laminatteils ausgelegt werden kann.
Besonders bevorzugt wird als Trägerfolie eine Folie eingesetzt, die ein oder mindestens zwei Fluorpolymere enthält.
Als Fluorpolymere oder fluorhaltige Polymere werden im Rahmen dieser Erfindung sowie allgemein sowohl fluorhaltige Polymere mit ausschließlich Kohlenstoffatomen als auch solche mit Heteroatomen in der Hauptkette bezeichnet. Vertreter der ersten Gruppe sind Homo- und Copolymere olefinisch-ungesättigter fluorierter Monomeren.
Die Einteilung der aus diesen Monomeren resultierenden Fluorpolymere erfolgt in die Kategorien Polytetrafluorethylen, Fluorthermoplaste, Fluorkautschuke und die daraus durch Vulkanisation gewonnenen Fluorelastomere. Wichtigste Vertreter der Fluorpolymere mit Heteroatomen in der Hauptkette sind die Polyfluorsiloxane und Polyfluoralkoxyphosphazene.
Vorzugsweise enthält die Trägerfolie zu 50 Gew.-%, weiter vorzugsweise zu 75 Gew.-%, besonders vorzugsweise zu 90 Gew.-%, ganz besonders vorzugsweise zu 95 Gew.-% ein oder mindestens zwei Fluorpolymere (jeweils bezogen, auf die Gesamtzusammensetzung der Trägerfolie).
Weiter vorzugsweise bestehen die die Trägerfolie bildenden Polymere zu 100 Gew.-% aus einem oder mindestens zweien Fluorpolymeren. Den Fluorpolymeren können zusätzlich optional die später geschilderten Additive zugesetzt sein. Letztere sind – wie gesagt – nicht zwingend, sondern können auch nicht verwendet werden.
Als Fluorpolymere sind insbesondere PTFE (Polytetrafluorethylen), ETFE (Poly(ethylen-co-tetrafluoroethylen)), FEP (Poly(tetrafluorethylen-co-hexafluorpropylen)), PVDF (Poly(1,1-difluorethen) oder PFA (Perfluoralkoxy-Polymere) geeignet oder Gemische aus zwei oder mehreren der genannten Fluorpolymere.
PTFE bezeichnet Fluorpolymere, die aus Tetrafluorethen-Monomeren zusammengesetzt sind.
ETFE ist ein fluoriertes Copolymer bestehend aus den Monomeren Chlortrifluorethylen oder auch Tetrafluorethylen und Ethylen.
FEP, auch fluoriertes Ethylen-Propylen-Copolymer genannt, bezeichnet Copolymere aus Tetrafluorethen und Hexafluorpropen.
PVF ist ein aus Vinylfluorid hergestelltes Polymer (Polyvinylfluorid).
PCTFE ist ein aus Chlortrifluorethylen aufgebautes Polymer (Polychlortrifluorethylen).
ECTFE ist ein Copolymer bestehend aus Ethylen und Chlortrifluorethylen.
PVDF bezeichnet aus 1,1-Difluorethen (Vinylidenfluorid) herstellbare Fluorpolymere.
PFA bezeichnet Copolymere mit Gruppierungen wie
als Grundeinheiten [Poly(tetrafluorethylen-co-perfluoralkylvinylether)]. PFA resultieren aus der Copolymerisation von Tetrafluorethen und Perfluoralkoxyvinylethern (zum Beispiel Perfluorvinylpropylether, n = 3).
Die Fluorpolymere können mit weiteren Polymeren vermischt sein, wobei eine gute Mischbarkeit der Fluorpolymere mit den anderen Polymeren gegeben sein muss.
Geeignete Polymere sind olefinische Polymere wie Homo- oder Copolymere von Olefinen wie Ethylen, Propylen oder Butylen (der Begriff Copolymer ist hier sinngemäß dahingehend zu verstehen, dass er Terpolymere mit einschließt), Polypropylenhomopolymere oder Polypropylencopolymere einschließlich der Block-(Impact-) und Randompolymere.
Weitere Polymere können allein oder in Mischung aus der Gruppe der Polyester wie insbesondere Polyethylenterephthalat (PET), Polyamide, Polyurethane, Polyoxymethylen, Polyvinylchlorid (PVC), Poylethylennaphtalat (PEN), Ethylenvinylalkohol (EVOH), Polyvinylidenchlorid (PVDC), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polyacrylnitril (PAN), Polycarbonat (PC), Polyamid (PA), Polyethersulfon (PES), Polyimid (PI), Polyarylensulfide und/oder Polyarylenoxide ausgewählt werden.
Die Polymere zur Bildung der Trägerfolie können in Reinform oder in Elends mit Additiven wie Antioxidantien, Lichtschutzmitteln, Antiblockmitteln, Gleit- und Verarbeitungshilfsmitteln, Füllstoffen, Farbstoffen, Pigmenten Treib- oder Nucleierungsmitteln vorliegen.
Vorzugsweise weist die Folie – mit Ausnahme von Farbstoffen – keines der genannten Additive auf. Farbstoffe werden bevorzugt eingesetzt, sind aber auch nicht zwingend vorhanden.
Während der Coronabehandlung der Fluorpolymeroberfläche werden insbesondere einzelne Atome oder Moleküle aus der Oberfläche der Fluorpolymerfolie herausgeschlagen und die daraus resultierenden freien Valenzen ermöglichen die Anlagerung der Reaktionsprodukte der Coronaentladung. Die Reaktionsprodukte sind abhängig vom verwendeten Prozessgas. Vorzugsweise wird Luft als Prozessgas verwendet, sodass es sich bei den Reaktionsprodukten der Coronaentladung insbesondere um ionisierten Sauerstoff handelt, der sich an der Fluorpolymerfolienoberfläche anlagert und dazu führt, dass sich die Silikonklebmasse mit verbesserten Haftungseigenschaften an der Fluorpolymerfolienoberfläche anlagert.
Durch Variation des Prozessgases können unterschiedliche funktionelle Gruppen an den freien Valenzen der Fluorpolymerfolienoberfläche ausbildet werden, die je nach aufzubringender Klebmasse zu einer Steigerung der Trennkraft zwischen der Silikonklebmasseschicht und der Fluorpolymerfolienoberfläche führt. In einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens enthält das Prozessgas Edelgas mit bis zu 95% Vol. Anteil, die verbleibenden 5% Vol. sind Luft Edelgase bieten den Vorteil, dass hier im Plasma höhere mittlere Energien in der Verteilung der Elektronenenergie existieren. Weiterhin können Edelgasplasmen energiereiche metastabile Spezies ausbilden, was ebenfalls zu einer größeren Anzahl an funktionellen Gruppen auf einer behandelten Oberfläche führt.
Des Weiteren sind Zumischungen zum Prozessgas, unabhängig davon, ob der Hauptbestandteil des Prozessgases Luft, Stickstoff, Kohlenstoffdioxid oder Edelgase sind, von Wasserstoffammoniak, Siloxanen und kohlenwasserstoffhaltigen Gasen denkbar. Je nach verwendeter Fluorpolymerfolie führen unterschiedliche Zumischungen zu einer besonders starken Aktivierung der Oberfläche. Bei der auf die aktivierte Fluorpolymerfolienoberfläche aufgebrachte Silikonklebmasseschicht kann es sich um ein-, zwei- oder mehrkomponentige Klebstoffsysteme handeln. Das Aufbringen folgt in einer günstigen Ausführungsform der Erfindung unter Verwendung eines Abziehbalkens, unter dem die Fluorpolymerfolie mit aufgebrachter zähflüssiger Silikonklebmasse in einem konstanten Höhenabstand hindurchgezogen wird, sodass sich die Silikonklebmasse mit konstanter Höhe auf der Oberfläche der Fluorpolymerfolie verteilt. Dieses Verfahren eignet sich vorteilhafterweise dazu, eine Silikonklebmasseschicht über die gesamte Oberfläche der Fluorpolymerfolie gleichbleibender Dicke aufzubringen, wobei das Verfahren besonders einfach und damit auch wartungsarm und kostengünstig erfolgen kann.
Die auf die Fluorpolymerfolienoberfläche aufgebrachte Silikonklebmasse wird anschließend günstigerweise getrocknet. Die Trocknung geschieht beispielsweise durch selbstständiges Ausdünsten von Lösungsmitteln aus der Silikonklebmasse.
Es sind jedoch auch noch andere Trocknungsverfahren denkbar, beispielsweise auch durch Erwärmung der Silikonklebmasse, die getrocknete Silikonklebmasse kann dann zweckmäßigerweise vernetzt werden. Die Vernetzung erfolgt vorteilhafterweise durch Erhitzung der Silikonklebmasse auf Temperaturen auf bis zu 300°C, vorzugsweise jedoch weniger als 200°C.
Nach der Vernetzung der Silikonklebmasse entsteht eine dauerhaft haftklebrige Silikonklebmasse, die mit hoher Trennkraft auf der Fluorpolymerfolienoberfläche anhaftet, sodass das durch vernetzte Silikonklebmasse und Fluorpolymerfolie gebildete Klebeband zu seiner Verwendung, insbesondere zum Auskleben von Herstellungsformen von Laminaten, verwendet werden kann.
Die Fluorpolymerfolie weist vorzugsweise eine über die gesamte Breite und Länge der Folie gleichbleibende Dicke von 300 Mikrometern, vorzugsweise weniger als 100 Mikrometern auf, die Folie kann Breiten von 1 bis 2 Metern und im Grunde unbegrenzter Länge aufweisen. Das Klebeband wird als Rolle zur Verfügung gestellt, selbst beim Aufrollen des Klebebandes ist ein nachträgliches Abrollen leicht möglich, da die Trennkraft zwischen der unbehandelten Fluorpolymerfolienaußenseite und der beim Aufwickeln mit ihr in Kontakt tretenden freien Silikonklebmassenseite gering ist.
Die Erfindung macht in ihrem zweiten Aspekt von der Idee Gebrauch, eine sehr gute Antihafteigenschaften aufweisende Fluorpolymerfolie als Trägerfolie für neuartige Herstellungsverfahren von Faserverbundwerkstoffen zu verwenden. Dazu werden die guten Antihafteigenschaften der Fluorpolymerfolie genutzt, um eine Herstellungsform eines Faserverbundwerkstoffes auszukleiden.
Dazu wird eine Auflagefläche Innenwandung der Herstellungsform auf der der später herzustellende Faserverbundwerkstoff aufliegt vorzugsweise vollflächig ausgekleidet. Die erfindungsgemäße Klebefolie wird in der Weise zurechtgeschnitten, dass die einzelnen Abschnitte vorzugsweise auf Stoß aneinander liegen und die Auflagefläche vollflächig abdecken. Die Abschnitte werden mit ihrer Klebstoffschicht direkt auf die Auflagefläche geklebt und angedrückt. Vorab kann eine vorzugsweise vorhandene Schutzfolie von der Klebstoffschicht abgezogen werden.
Auf die mit der Klebefolie einlagig ausgelegte Herstellungsform werden anschließend für den jeweiligen Verwendungszweck vorbestimmte Lagen, insbesondere Gewebelage, Kohlenstofffaserlagen usw. übereinander gelegt.
Der Stapel an Lagen wird mit einer über den Stapel gelegten Vakuumfolie auf der Auflagefläche abgedichtet und durch Ein- und Auslassöffnungen der Vakuumfolie wird zunächst ein Unterdruck in dem Stapel Lagen erzeugt und dadurch ein Harz, vorzugsweise ein Epoxydharz infundiert. Das Harz härtet selbstständig, vorzugsweise aber durch zusätzliche Wärmezufuhr aus.
Die erfindungsgemäße Klebefolie gestattet es nun aber vorteilhafterweise die direkt auf der Fluorpolymerschicht aufgebrachten und mit Harz infundierten Lagen leicht wieder abzulösen, weil sie gute Antihafteigenschaften aufweist.
Die mit der zurechtgeschnitten Klebefolie ausgekleidete Herstellungsform wird günstigerweise direkt für den nachfolgenden Schritt des Herstellungsverfahrens zur Infusion des nächsten Faserverbundwerkstoffes verwendet.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels in einer Figur beschrieben. Dabei zeigen:
1 schematisch einen Verfahrensablauf zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Klebebandes,
2 eine schematische Darstellung eines T-Peel Testes.
Als Fluorpolymerfolie 1 wurde ETFE-Folie verwendet, die streifenförmig und einer unbestimmten Länge zur Verfügung gestellt wurde. Die Fluorpolymerfolie 1 wurde einer filamentösen Coronabehandlung unterzogen. Dabei wurde die filamentöse Coronaentladung mittels einer Vorrichtung der Firma Vetaphone erzeugt. Als Prozessgas 3 wurden Luft oder Stickstoff oder Kohlestoffdioxid verwendet. Das Prozessgas 3 wird in den Bereich der Coronaentladung auf einer Oberfläche der Fluorpolymerfolie 1 gemäß 1 eingeblasen. Die Fluorpolymerfolie 1 wird mit einer Geschwindigkeit von 50 Metern pro Minute durch den mit dem Prozessgas 3 befüllten Entladungsbereich der Coronaentladung hindurchbewegt. Die Dosis der Coronaentladung wird in mehreren Versuchen geändert, es werden auch Versuche mit einer Dosis von 100 Wmin/m² durchgeführt.
Als Prozessgas 3 wird in einem Versuch Luft, in einem anderen Versuch Stickstoff und in einem dritten Versuch, Kohlenstoffdioxid verwendet. Nach der Aktivierung der Fluorpolymerfolienoberfläche durch die filamentöse Coronaentladung 2 wird die aktivierte Oberfläche 4 in einem zweiten Verfahrensschritt mit einer zweikomponentigen Silikonklebmasse 5 versehen. Als Silikonklebmasse 5 wird die Klebmasse Dow Corning 7657 mit Syl-OFF4000 als zweiter Komponente verwendet. Dem Abschnitt des Auftrags der Silikonklebmasse 5 auf die Oberfläche der Fluorpolymerfolie 1 nachfolgend ist ein Streichbalken 6 oberhalb der Fluorpolymerfolie 1 vorgesehen, der die Silikonklebmasse 5 auf eine Schicht mit einer Dicke von 50 g/m² verteilt. Dadurch entsteht eine Silikonklebmasse-Schichtdicke von weniger als 100 μm.
Eine Silikonklebmasseschicht 5a wird anschließend durch Erhitzung thermisch vernetzt, dafür wird die auf die Fluorpolymerfolie 1 aufgebrachte Silikonklebmasseschicht 5a bei 100°C und einer Dauer von 2 Minuten getempert. Die Fluorpolymerfolie 1 dient damit als Trägerfolie der vernetzten Silikonklebmasseschicht 5a und bildet zusammen mit ihr ein Klebeband 7 aus.
In der nachfolgenden Tabelle 1 sind Abzugskräfte für verschiedene Prozessgasse bei einer Dosis von 100 Wmin/m² aufgeführt. Die Abzugskräfte werden auch als Trennkräfte bezeichnet. Abzugskraft nach Ausstreichen und Vernetzen auf behandelter Folie: Komplett kohäsives Versagen aller Proben

Dosis Luft [N/cm] Stickstoff [N/cm] Kohlendioxid [N/cm]

100 Wmin/m² 7,27 ± 0,16 7,17 ± 0,03 7,25 ± 0,11

Tabelle 1
Die Abzugskräfte werden mittels eines sogenannten „T-Peel Testes” gemäß 2 ermittelt. Dabei wird. das Klebeband 7 auf eine chemisch geätzte Polyesterfolie 8 aufgeklebt, indem die Silikonklebmasseschicht 5a des Klebebandes 7 auf die Polyesterfolie 8 aufgeklebt wird. Der hier verwendete Polyester ist PET. Der so hergestellte Prüfling wird anschließend bei Raumtemperatur für 3 Tage gelagert. Die Polyesterfolie 8 und die Fluorpolymerfolie 1 werden dann in entgegengesetzte Richtungen voneinander abgezogen, sodass eine in etwa T-förmiger Ausgestaltung des Klebebandes während des Abzugsprozesses gemäß 2 entsteht, das Auseinanderziehen von Polyesterfolie 8 und Fluorpolymerfolie 1 erfolgt mittels einer T-Peel Maschine, die auf eine konstante Geschwindigkeit eingestellt ist und die die für die Beibehaltung diese konstante Geschwindigkeit erforderliche Kraft misst.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt. Es zeigt sich, dass die größte Trennkraft bei der Verwendung von Luft als Prozessgas, die zweitgrößte Trennkraft bei der Verwendung von Kohlenstoffdioxid als Prozessgas und die geringste Trennkraft bei der Verwendung von Stickstoff als Prozessgas auftreten.
Bezeichnend an allen drei Versuchen ist, dass alle drei Proben kohäsiv versagen, d. h., in allen drei Proben trennt sich das Klebeband 7 durch Aufbrechen der Silikonklebmasseschicht 5a. Das hat insbesondere zur Konsequenz, dass eine Erhöhung der Trennkraft durch Verbesserung, beispielsweise durch Veränderung der Coronabehandlung, keinen zusätzlichen Effekt haben kann. Die Trennkraft kann dadurch nicht erhöht werden, weil der Bruch bereits vorher innerhalb der Silikonklebmasseschicht 5a auftritt.
Bezugszeichenliste

1: Fluorpolymerfolie
2: Coronaentladung
3: Prozessgas
4: Aktivierte Oberfläche
5: Silikonklebmasse
5a: Silikonklebmasseschicht
6: Streichbalken
7: Klebeband
8: Polyesterfolie

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2015/014646 [0003]
CN 103421200 [0004, 0004, 0004, 0005]
DE 2005027391 A1 [0013]
DE 10347025 A1 [0013]
DE 102007063021 A1 [0014, 0015]
DE 102011075470 A1 [0015]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Wagner et al., Vacuum, 71 (2003), Seiten 417 bis 436 [0023]

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Klebefolie (7), indem eine Seite einer Fluorpolymerfolie (1) vollflächig mit einem Plasma aktiviert wird, auf die aktivierte Seite unmittelbar eine Silikonklebemasse (5) vollflächig aufgebracht wird, die aufgebrachte Silikonklebemasse (5) vernetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluorpolymerfolie (1) durch Plasmaentladung (2) aktiviert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Silikonklebemasse (5) durch Einfluss von Temperatur, Elektronenstrahlen, Ultraviolettstrahlung oder Feuchtigkeit vernetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Plasmabehandlung bei weniger als 300°C erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Silikonklebemasse (5) ausgestrichen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Vernetzung bei Temperaturen von weniger als 300°C, vorzugsweise weniger als 200°C erfolgt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Plasmabehandlung ein Prozessgas (3) aus der Gruppe, Luft, Stickstoff oder Kohlenstoffdioxid oder deren Gemische verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Fluorpolymere PTFE (Polytetrafluorethylen), ETFE (Poly(ethylen-co-tetrafluoroethylen)), FEP (Poly(tetrafluorethylen-co-hexafluorpropylen)), PVF (Polyvinylfluorid), PCTFE (Polychiortrifluorethylen), ECTFE (Poly(ethylen-co-chlortrifluorethylen)), PVDF (Poly(1,1-difluorethen)), PFA (Perfluoralkoxy-Polymere) oder Gemische aus zwei oder mehreren der genannten Flourpolymere eingesetzt werden.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluorpolymere mit weiteren Polymeren vermischt sind wie olefinische Polymere, wie Homo- oder Copolymere von Olefinen wie Ethylen, Propylen oder Butylen, Polyester wie wie insbesondere Polyethylenterephthalat (PET), Polyamide, Polyurethane, Polyoxymethylen, Polyvinylchlorid (PVC), Polyethylennaphtalat (PEN), Ethylenvinylalkohol (EVOH), Polyvinylidenchlorid (PVDC), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polyacrylnitril (PAN), Polycarbonat (PC), Polyamid (PA), Polyethersulfon (PES), Polyimid (PI), Polyarylensulfide und/oder Polyarylenoxide.
Verfahren zur Herstellung von Faserverbundwerkstoffen, indem eine Innenseite einer Form mit einer Klebefolie, die gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 hergestellt wurde, ausgekleidet wird, auf der ausgekleideten Innenseite der Faserverbundwerkstoff gefertigt wird und der gefertige Faserverbundwerkstoff von der ausgekleideten Innenseite der Form abgelöst wird.