DE102020215674A1

DE102020215674A1 - Verfahren zur Herstellung eines Klebebands mit geschäumter Haftklebemasseschicht und Strukturierung auf der Oberfläche

Info

Publication number: DE102020215674A1
Application number: DE102020215674.3A
Authority: DE
Inventors: Thorsten Krawinkel; Jan Ole Pöhls
Original assignee: Tesa SE
Current assignee: Tesa SE
Priority date: 2019-12-19
Filing date: 2020-12-10
Publication date: 2021-06-24
Also published as: CN113004827A; KR102257234B1; CN113004827B

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Strukturieren eines geschäumten Klebebandes aus mindestens einer Klebemasseschicht und optional mindestens einer weiteren Schicht, wobei mindestens eine Klebemasseschicht geschäumt ist, und wobei bei dem Verfahren das Klebeband an der Oberfläche strukturiert wird, in dem durch einen Liner eine Struktur mit Hilfe einer Walze geprägt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Klebebändern, die mindestens eine geschäumte Klebemasseschicht besitzen und auf der Oberfläche strukturiert sind.
Heutzutage werden viele kleine Bauteile insbesondere im Bereich der Consumer-Elektronik mit Klebebändern verklebt. Es ist von Vorteil, wenn diese Klebebänder einfach und möglichst rückstandsfrei wieder gelöst werden können. Der Grund für diese Anforderung ist einerseits der Wunsch, defekte Bauteile möglichst einfach wieder auszutauschen. Dieser Austausch kann direkt nach oder während der Produktion nötig sein, wenn es bei der Herstellung Probleme gab, aber auch nach längerer Verwendung, wenn der Konsument einen Fehler feststellt. Zudem gibt es auch immer mehr Bestrebungen und gesetzliche Vorschriften, die ein Recycling unterschiedlicher Bauteile erwünschen oder vorschreiben.
Unter den Begriff „Mobilgeräte“ fallen zum Beispiel Geräte der Consumer-ElektronikIndustrie, zu denen elektronische, optische und feinmechanische Geräte zählen, im Sinne dieser Anmeldung insbesondere Mobiltelefone, Smart Phones und Tablets.
In der Literatur sind unterschiedliche Möglichkeiten beschrieben, Haftklebebänder wieder zu lösen. Eine einfache Möglichkeit, ist das Klebeband zu erwärmen und dadurch die Verklebungsfestigkeit zu verringern. Nachteilig hieran ist, dass die elektronischen Bauteile häufig die benötigten hohen Temperaturen nicht überstehen und Schaden neben. Zudem wird bei diesem Prozess die Klebemasse erweicht, wodurch sie an Kohäsion verliert. Beim Brechen der Verklebung verbleibt dann ein Teil der Klebemasse auf beiden Oberflächen, es kommt zu einem kohäsiven Bruch. Die Folge ist ein häufig aufwendiger Reinigungsprozess, der nötig ist, um wenigstens einen der beiden Verklebungspartner erneut verwenden zu können.
Für dieses Verfahren wurden unterschiedliche Methoden beschrieben, die Wärme in die Verklebungsebene zu bringen, z.B. indem das ganze Gerät in einem Ofen erwärmt wird, oder gezielt mit einem Laser die Wärme in die Verklebungsfuge gebracht wird.
Eine weitere Möglichkeit, ein Klebeband zu lösen ist die Verwendung von sogenannten Stretch-Release Klebebändern. Diese verringern ihre Verklebungsfestigkeit beim Dehnen in die Verklebungsebene. Nachteil dieser Methode ist, dass man einen Anfasser benötigt, an dem man das Klebeband aus der Verklebungsfuge herausziehen kann. Dieser Anfasser behindert manchmal andere Bauteile und stört die Optik. Zudem gibt es Probleme, falls das Klebeband beim Ablöseprozess reißen sollte, da dann ein Ablösen nicht mehr möglich ist.
Bei der Verklebung mindestens eines transparenten Fügepartners kann auch ein Klebeband genutzt werden, das mittels UV-Licht härtet und dadurch an Verklebungsfestigkeit verliert, wie dieses bei Klebebändern für die Herstellung von Silikon-Wafern genutzt wird. Der Nachteil ist, dass das nur mit transparenten Fügepartnern funktioniert.
Die Aufgabenstellung war, ein Haftklebeprodukt zu entwickeln, dass eine hohe Klebleistung hat, trotzdem möglichst rückstandsfrei wieder abgelöst werden kann.
Hier wurde versucht, die Klebeverbindung durch ein Lösungsmittel wieder zu lösen, indem das Lösungsmittel um die Verklebungsfläche herum aufgetragen wird und dann langsam zwischen Klebeband und Substrat wandert, um so die Halteleistung deutlich zu senken. Bei den meisten Klebebändern ist dieser Prozess insbesondere bei größeren Verklebungsflächen sehr langsam und für einen industriellen Prozess kaum geeignet. Um diesen Prozess zu beschleunigen, wurden Klebebänder mit einer rauen Oberfläche eingesetzt, wodurch durch die entstandenen Kanäle das Lösungsmittel deutlich schneller in die Verklebungsfläche wandern kann.
Die Strukturierung der Klebemasse kann dabei über unterschiedliche Verfahren realisiert werden. Hier wird sich auf das nachträgliche Prägen des Liners und des Klebebandes nach der Schäumung fokussiert.
Ein Liner (Trennpapier, Trennfolie) ist nicht Bestandteil eines Klebebandes, sondern nur ein Hilfsmittel zu dessen Herstellung, Lagerung bzw. für die Weiterverarbeitung durch Stanzen. Darüber hinaus ist ein Liner im Gegensatz zu einem Klebebandträger nicht fest mit einer Klebstoffschicht verbunden.
Im erfindungsgemäßen Verfahren wird das Klebeband an der Oberfläche strukturiert, indem durch einen Liner eine Struktur mit Hilfe einer Walze geprägt wird. Typischerweise wird mindestens eine nach außen zeigende Oberfläche einer Klebemasseschicht des Klebebandes strukturiert.
Da die elektronischen Geräte immer mitgeführt werden sollen, werden sie immer kleiner und leichter. Aufgrund des Mitführens dieser Mobilgeräte sind diese vermehrten - insbesondere mechanischen - Belastungen ausgesetzt, etwa durch Anstoßen an Kanten, durch Fallenlassen, durch Kontakt mit anderen harten Objekten in der Tasche, aber auch schon durch die permanente Bewegung durch das Mitführen an sich. Mobilgeräte sind aber auch stärker Belastungen aufgrund von Feuchtigkeitseinwirkungen, Temperatureinflüssen und dergleichen ausgesetzt als solche „immobilen“ Geräte, die üblicherweise in Innenräumen installiert sind und nicht oder kaum bewegt werden.
Für diese mobilen Geräte sind insbesondere Klebebänder gefordert, die eine hohe Halteleistung besitzen. Zum Teil besteht zusätzlich der Wunsch nach späterer Entfernbarkeit. In vielen Anwendungen wird zudem eine hohe Festigkeit auch bei erhöhten Temperaturen gefordert.
Des Weiteren ist aber insbesondere wichtig, dass die Klebebänder in ihrer Halteleistung nicht versagen, wenn das Mobilgerät, zum Beispiel ein Handy, fallengelassen wird und auf den Untergrund aufprallt. Der Klebestreifen beziehungsweise der Verklebungsverbund muss also eine sehr hohe Schockresistenz aufweisen.
Um die Schockresistenz zu erhöhen haben sich geschäumte Klebemassen geeignet gezeigt. Hierbei kann die gesamte Klebemasse geschäumt sein, oder falls es mehrere Schichten gibt, nur eine der Schichten.
Grundsätzlich lassen sich Polymerschäume auf zwei Wegen herstellen. Zum einen durch die Einwirkung eines Treibgases, sei es als solches zugesetzt oder aus einer chemischen Reaktion resultierend, zum anderen durch die Einarbeitung von Hohlkugeln in die Werkstoffmatrix. Schäume, die auf letzterem Wege hergestellt werden, werden als syntaktische Schäume bezeichnet.
Bei einem syntaktischen Schaum sind Hohlkugeln wie Glaskugeln oder keramische Hohlkugeln (Mikrokugeln) oder Mikroballons in einer Polymermatrix eingebunden. Dadurch sind bei einem syntaktischen Schaum die Hohlräume voneinander getrennt und die in den Hohlräumen befindlichen Substanzen (Gas, Luft) durch eine Membran von der umgebenden Matrix abgetrennt.
Mit Mikrohohlkugeln geschäumte Massen zeichnen sich durch eine definierte Zellstruktur mit einer gleichmäßigen Größenverteilung der Schaumzellen aus. Mit Mikrohohlkugeln werden geschlossenzellige Schäume ohne Kavitäten erhalten, die sich im Vergleich zu offenzelligen Varianten unter anderem durch eine bessere Abdichtungswirkung gegen Staub und flüssige Medien auszeichnen. Darüber hinaus sind chemisch oder physikalisch geschäumte Materialien anfälliger für ein irreversibles Zusammenfallen unter Druck und Temperatur und zeigen häufig eine niedrigere Kohäsionsfestigkeit.
Besonders vorteilhafte Eigenschaften lassen sich erzielen, wenn als Mikrokugeln zur Schäumung expandierbare Mikrokugeln (auch als „Mikroballons“ bezeichnet) eingesetzt werden. Durch ihre flexible, thermoplastische Polymerschale besitzen derartige Schäume eine höhere Anpassungsfähigkeit als solche, die mit nicht expandierbaren, nicht polymeren Mikrohohlkugeln (beispielsweise Glashohlkugeln) gefüllt sind. Sie eignen sich besser zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen, wie sie zum Beispiel bei Spritzgussteilen die Regel sind, und können aufgrund ihres Schaumcharakters auch thermische Spannungen besser kompensieren.
Des Weiteren können durch die Auswahl des thermoplastischen Harzes der Polymerschale die mechanischen Eigenschaften des Schaums weiter beeinflusst werden. So ist es beispielsweise möglich, selbst dann, wenn der Schaum eine geringere Dichte als die Matrix aufweist, Schäume mit höherer Kohäsionsfestigkeit als mit der Polymermatrix allein herzustellen. So können typische Schaumeigenschaften wie die Anpassungsfähigkeit an raue Untergründe mit einer hohen Kohäsionsfestigkeit für selbstklebende Schäume kombiniert werden.
Bei der Verwendung von expandierbaren Mikroballons gibt es häufig das Problem, dass die Mikroballons nach der Schäumung aus der Klebemasse herausragen und dadurch die Verklebungsfestigkeit des Klebebandes deutlich verringern.
Die WO 2009/090119 A1 beschreibt eine druckempfindliche Klebemasse, die expandierte Mikroballons enthält, wobei die Klebkraft der die expandierten Mikroballons enthaltenden Klebemasse im Vergleich zu der Klebkraft einer flächengewichts- und rezepturidentischen Klebemasse, die durch die Zerstörung der durch die expandierten Mikroballons entstandenen Hohlräume entschäumt ist, um höchstens 30 % reduziert ist. Hierbei wird eine zumindest teilgeschäumte Haftklebemasse zwischen zwei Linern mittels zumindest zwei Walzen ausgeformt. Der hohe Druck im Walzenspalt drückt die durch die Oberfläche brechenden Mikroballons in die Polymermatrix zurück um eine glatte Oberfläche ohne störende durchgebrochene Mikroballons zu erzeugen.
Bei den in den erfindungsgemäßen Klebebändern eingesetzten Klebemasseschichten handelt es sich typischerweise um Haftklebemasseschichten. Eine Haftklebemasse ist eine Klebemasse, die bereits unter relativ schwachem Andruck eine dauerhafte Verbindung mit fast allen Haftgründen erlaubt und ggf. 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. Erfindungsgemäß werden die Begriffe „haftklebend“ und „selbstklebend“ (bzw. davon abgeleitete Begriffe) synonym verwendet.
Die erfindungsgemäß eingesetzten Klebemassen können auf unterschiedlichen Polymeren bzw. Polymermischungen basieren. Mit einer Klebemasse auf Basis eines bestimmten Polymers (bzw. einer bestimmten Polymermischung) ist typischerweise gemeint, dass der Elastomerteil der Klebemasse zu mindestens 50 Gew.-% aus diesem Polymer bzw. dieser Polymermischung besteht, und bevorzugt zu mindestens 90 Gew.-%. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält die Klebemasse neben dem Basispolymer keine weiteren Elastomere in Mengen, die die wesentlichen Eigenschaften des Basispolymers wesentlich beeinflussen.
Klebemassen auf Basis von Vinylaromatenblockcopolymeren
Synthesekautschuk basierende Haftklebemassen, die Vinylaromaten-Blockcopolymere enthalten, sind hinlänglich bekannt und finden in vielfältigen Anwendungen Einsatz. Vorteile dieser Art von Haftklebemassen sind die hohe Verklebungsfestigkeit auf Untergründen unterschiedlicher Oberflächenenergie und vor allem auch auf Untergründen geringer Oberflächenenergie. Sie bestechen gleichzeitig durch sehr hohe Halteleistungen unter üblichen Umgebungsbedingungen.
Haftklebemassen basierend auf Vinylaromaten-Blockcopolymeren, die vorteilhafte Schockresistenz aufweisen, sind ebenfalls beschrieben. DE 10 2016 202 018 A1 lehrt, dass über die Auswahl geeigneter Blockcopolymere verbesserte Schockresistenz erreicht werden kann. Des Weiteren ist es möglich, Schockresistenz zu verbessern, wenn die Haftklebemasse geschäumt vorliegt und zu diesem Zweck zum Beispiel expandierte Mikroballons enthält.
Um Polydienen einen haftklebrigen Charakter zu verleihen, müssen sie mit Klebharzen versetzt werden. Dies gilt auch für Vinylaromaten-Blockcopolymere, die Polydien-Blöcke enthalten.
EP 3 075 775 A1 beschreibt geschäumte Blockcopolymer-Abmischungen mit Klebharz(kombination)en. Zusätzlich zu Kohlenwasserstoff- und Polyterpenharzen können Sauerstoffhaltige Klebharze eingesetzt werden, die jedoch nicht weiter spezifiziert werden.
DE 10 2008 056 980 A1 und DE 10 2008 004 388 A1 lehren mit Klebharzen klebrig gemachte Formulierungen und offenbaren eine Formulierung, die u. a. ein Polystyrol-Polyisopren-Blockcopolymer enthält und beispielsweise einen Kolophoniumester. Die Klebemassen enthalten Mikroballons in relativ hohem Anteil, was entsprechend zu sehr geringen Dichten führt.
Elastomerkomponente (a)
Die Elastomerkomponente enthält typischerweise mindestens einen Synthesekautschuk in Form eines Blockcopolymers mit einem Aufbau A-B-A, (A-B)_n, (A-B)_nX oder (A-B-A)_nX, worin

- die Blöcke A unabhängig voneinander für ein Polymer, gebildet durch Polymerisation mindestens eines Vinylaromaten;
- die Blöcke B unabhängig voneinander für ein Polymer, gebildet durch Polymerisation von konjugierten Dienen mit 4 bis 18 C-Atomen;
- X für den Rest eines Kopplungsreagenzes oder multifunktionellen Initiators und
- n für eine ganze Zahl ≥ 2 stehen.

In einer Ausführungsform können alle Synthesekautschuke der erfindungsgemäßen Haftklebemasse(schicht) Blockcopolymere mit einem Aufbau wie vorstehend dargelegt sein. Die erfindungsgemäße Haftklebemasse(schicht) kann somit auch Gemische verschiedener Blockcopolymere mit einem Aufbau wie vorstehend enthalten.
Das zumindest eine geeignete Blockcopolymer umfasst also typischerweise einen oder mehrere gummiartige Blöcke B (Weichblöcke) und mindestens zwei glasartige Blöcke A (Hartblöcke). Die Elastomerkomponente kann zudem ein oder mehrere Diblockcopolymere A-B enthalten. Insbesondere ist der Synthesekautschuk der erfindungsgemäßen Haftklebemasse(schicht) ein Gemisch aus Blockcopolymeren mit einem Aufbau A-B, A-B-A, (A-B)₃X oder (A-B)₄X, das bevorzugt mindestens Diblockcopolymere A-B und/oder Triblockcopolymere A-B-A enthält.
Als Haftklebemassen bzw. Haftklebemasseschichten finden typischerweise solche auf Basis von Blockcopolymeren enthaltend Polymerblöcke überwiegend gebildet von Vinylaromaten (A-Blöcke), bevorzugt Styrol, und solche überwiegend gebildet durch Polymerisation von 1,3-Dienen (B-Blöcke) wie zum Beispiel Butadien und Isopren oder einem Copolymer aus diesen Anwendung.
Vorzugsweise besitzen die Blockcopolymere der Haftklebemassen bzw. Haftklebemasseschichten Polystyrolendblöcke.
Anstelle der bevorzugten Polystyrolblöcke können als Vinylaromaten auch Polymerblöcke auf Basis anderer aromatenhaltiger Homo- und Copolymere (bevorzugt C₈- bis C₁₂-Aromaten) mit Glasübergangstemperaturen gemäß Test IV von größer 75 °C genutzt werden wie zum Beispiel α-methylstyrolhaltige Aromatenblöcke. Weiterhin können auch gleiche oder unterschiedliche A-Blöcke enthalten sein.
Bevorzugte konjugierte Diene als Monomere für den Weichblock B sind insbesondere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Butadien, Isopren, sowie Mischungen dieser Monomere sowie deren hydrierter Homologen. Auch der Block B kann als Homopolymer oder als Copolymer vorliegen.
Der Anteil an Hartblock (Block A) in den Blockcopolymeren liegt bei mindestens 12 Gew.- % und maximal bei 40 Gew.-%, bevorzugt bei mindestens 15 Gew.-% und maximal bei 35 Gew.-%
In einer bevorzugten Ausgestaltung beträgt der Anteil der Vinylaromatenblockcopolymere, insbesondere Styrolblockcopolymere in Summe bezogen auf die gesamte Haftklebemasse(schicht) mindestens 35 Gew.-% und maximal 65 Gew.-%, weiter bevorzugt mindestens 45 Gew.-% und maximal 55 Gew.-%.
Klebharzkomponente (b)
Die schäumbaren Haftklebemassen bzw. geschäumten Haftklebemasseschichten weisen neben dem mindestens einen Vinylaromatenblockcopolymer mindestens ein Klebharz auf, um die Adhäsion in gewünschter Weise zu erhöhen. Das Klebharz sollte mit dem Elastomerblock der Blockcopolymere verträglich sein.
Unter einem „Klebharz“ wird entsprechend dem allgemeinem Fachmannverständnis ein oligomeres oder polymeres Harz verstanden, das die Adhäsion (den Tack, die Eigenklebrigkeit) der Haftklebemasse im Vergleich zu der kein Klebharz enthaltenden, ansonsten aber identischen Haftklebemasse erhöht.
Klebharze sind spezielle Verbindungen mit im Vergleich zu den Elastomeren niedriger Molmasse, üblicherweise mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht (Test V) M_W < 5.000 g/mol. Typischerweise beträgt das gewichtsmittlere Molekulargewicht von 400 bis kleiner 5.000 g/mol, bevorzugt von 500 bis 2.000 g/mol.
Geeignete Klebharze sind u.a. vorzugsweise nicht hydrierte, partiell oder vollständig hydrierte Harze auf Basis von Kolophonium oder Kolophoniumderivaten, hydrierte Polymerisate des Dicyclopentadiens, nicht hydrierte, partiell, selektiv oder vollständig hydrierte Kohlenwasserstoffharze auf Basis von C-5, C-5/C-9 oder C-9 Monomerströmen, oder Polyterpenharze auf Basis von α-Pinen und/oder ß-Pinen und/oder δ-Limonen. Vorgenannte Klebharze können sowohl allein als auch im Gemisch eingesetzt werden. Zudem kann die Klebemasseformulierung auch Klebharze enthalten, die bei Raumtemperatur flüssig sind.
Vlleichharzkomponente (c)
Das optional einsetzbare Weichharz bzw. Weichharzgemisch hat typischerweise eine Erweichungstemperatur von < 30 °C (*Ring & Ball, Test VI). Bei dem Weichharz kann es sich um ein Kolophonium basierendes oder sehr bevorzugt um ein Kohlenwasserstoff- oder Polyterpen-basierendes Weichharz handeln. Das Weichharz oder das Weichharzgemisch kommt in Bezug auf die gesamte Klebemasse(schicht) mit einem Anteil von 0 Gew.-% bis 15 Gew.-%, und bevorzugt von mindestens 2 Gew.-% und höchstens 10 Gew.-% zum Einsatz. Ein zu hoher Anteil an Weichharz führt zu einer Verringerung der Kohäsion, was sich auf die Wärmescherfestigkeit negativ auswirkt.
Optionale weitere Bestandteile (d)
Der schäumbaren Haftklebemasse bzw. geschäumten Haftklebemasseschicht aber auch der eventuellen nicht geschäumten Klebemasseschicht können als weitere Additive vor allem Schutzmittel zugesetzt werden. Hier seien Alterungsschutzmittel primärer und sekundärer Art, Licht- und UV-Schutzmittel sowie Flammschutzmittel genannt, aber auch Füllstoffe, Farbstoffe und Pigmente. Die Klebemasse(schicht) kann so beliebig gefärbt oder weiß, grau oder schwarz sein.
Als solche oder andere weitere Additive können typischerweise genutzt werden:

• Plastifizierungsmittel wie zum Beispiel niedermolekulare flüssige Polymere, wie zum Beispiel niedermolekulare Polybutene, vorzugsweise mit einem Anteil von 0,2 bis unter 5 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Haftklebemasse(schicht)
• primäre Antioxidantien wie zum Beispiel sterisch gehinderte Phenole, vorzugsweise mit einem Anteil von 0,2 bis 1 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Haftklebemasse(schicht),
• sekundäre Antioxidantien, wie zum Beispiel Phosphite oder Thioether, vorzugsweise mit einem Anteil von 0,2 bis 1 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Haftklebemasse(schicht),
• Prozessstabilisatoren wie zum Beispiel C-Radikalfänger, vorzugsweise mit einem Anteil von 0,2 bis 1 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Haftklebemasse(schicht),
• Lichtschutzmittel wie zum Beispiel UV-Absorber oder sterisch gehinderte Amine, vorzugsweise mit einem Anteil von 0,2 bis 1 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Haftklebemasse(schicht),
• Verarbeitungshilfsmittel, vorzugsweise mit einem Anteil von 0,2 bis 1 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Haftklebemasse(schicht),
• Endblockverstärkerharze, falls gewünscht vorzugsweise mit einem Anteil von 0,2 bis 10 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Haftklebemasse(schicht) sowie
• gegebenenfalls weitere Polymere von bevorzugt elastomerer Natur; entsprechend nutzbare Elastomere beinhalten unter anderem solche auf Basis reiner Kohlenwasserstoffe, zum Beispiel ungesättigte Polydiene wie natürliches oder synthetisch erzeugtes Polyisopren oder Polybutadien, chemisch im wesentlichen gesättigte Elastomere wie zum Beispiel gesättigte Ethylen-Propylen-Copolymere, α-Olefincopolymere, Polyisobutylen, Butylkautschuk, Ethylen-Propylenkautschuk, sowie chemisch funktionalisierte Kohlenwasserstoffe wie zum Beispiel halogenhaltige, acrylathaltige, allyl- oder vinyletherhaltige Polyolefine, vorzugsweise mit einem Anteil von 0,2 bis 10 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Haftklebemasse(schicht).

Die Art und Menge der Abmischkomponenten kann bedarfsweise ausgewählt werden. und letztere auch höher als die bevorzugten Obergrenzen liegen. Erfindungsgemäß ist es auch, wenn die Klebemasseschicht einige oder sogar alle der genannten Zuschlagstoffe jeweils nicht aufweist.
Nitrilkautschukklebemassen
Neben Vinylaromatenblockcopolymeren können auch andere Elastomere als Basis für die Haftklebemasse dienen. Eine weitere gut geeignete Elastomergruppe sind die Nitrilkautschuke.
Klebemassen auf Basis von Nitrilkautschuken enthalten als Basispolymer mindestens einen oder mehrere feste Acrylnitril-Butadien-Kautschuke sowie Klebharze, wobei der Anteil der Klebharze bei 20 - 55 Gew.% liegt, und wobei der Acrylnitril-Gehalt in dem oder den festen Acrylnitril-Butadien-Kautschuk(en) zwischen 10 und 30 Gew.-% liegt.
Vorzugsweise liegt der Acrylnitril-Gehalt in dem oder den festen Acrylnitril-Butadien-Kautschuk(en) zwischen 10 und 25 Gew.-%.
Den Acrylnitril-Butadien-Kautschuken können inerte Trennhilfsmittel wie Talkum, Silicate (Talk, Ton, Glimmer), Zinkstearat und PVC-Puder zugesetzt sein, und zwar insbesondere in einer Größenordnung von Gew.3 %. Vorzugsweise sind die Trennhilfsmittel gewählt aus der Gruppe bestehend aus Talkum, Silicate (Talk, Ton, Glimmer), Zinkstearat und PVC-Puder.
Weiterhin vorzugsweise können dem Acrylnitril-Butadien-Kautschuk zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit thermoplastische Elastomere wie beispielsweise Synthesekautschuke mit einem Anteil von bis zu 5 Gew.-% zugesetzt werden. Stellvertretend genannt seien an dieser Stelle vor allem die besonders verträglichen Styrol-Isopren-Styrol (SIS)- und StyrolButadien-Styrol(SBS)-Typen.
Erfindungsgemäße Haftklebemassen können neben einem oder mehreren festen Acrylnitril-Butadien-Kautschuk(en) mindestens einen flüssigen Acrylnitril-Butadien-Kautschuk enthalten, wobei der Acrylnitril-Gehalt in dem oder den flüssigen Acrylnitril-Butadien-Kautschuk(en) ebenfalls zwischen 10 und 30 Gew.-% liegt.
Der Anteil der flüssigen Acrylnitril-Butadien-Kautschuke beträgt vorzugsweise bis zu 20 Gew.-%.
Flüssige Kautschuke zeichnen sich gegenüber festen Kautschuken dadurch aus, dass sie einen Erweichungspunkt von < 40 °C aufweisen.
Die Angaben zum Erweichungspunkt TE von oligomeren und polymeren Verbindungen, wie zum Beispiel der Harze, beziehen sich auf das Ring-Kugel-Verfahren gemäß DIN EN 1427:2007 bei entsprechender Anwendung der Bestimmungen (Untersuchung der Oligomer- bzw. Polymerprobe statt Bitumens bei ansonsten beibehaltener Verfahrensführung); die Messungen erfolgen im Glycerolbad.
Vorzugsweise ist neben den Acrylnitril-Butadien-Kautschuken kein weiteres Polymer in der Haftklebemasse vorhanden. In diesem Fall ist die Haftklebemasse eine Zusammensetzung aus festen und flüssigen Acrylnitril-Butadien-Kautschuken, einem oder mehreren Klebharz(en), vorzugsweise Alterungsschutzmittel(n) und gegebenenfalls Trennhilfsmitteln, was eine bevorzugte Ausführungsform darstellt. Darüber hinaus können zusätzlich die später erläuterten Weichmacher, Füllstoffe und/oder Farbstoffe in geringen Mengen gegebenenfalls enthalten sein.
Alternativ enthält das Basispolymer mehr als 90 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 95 Gew.- % festen und flüssigen Acrylnitril-Butadien-Kautschuk.
Als Klebharze können bei der Selbstklebemasse beispielsweise als Hauptkomponente insbesondere hydrierte und nicht hydrierte Kohlenwasserstoffharze und Polyterpenharze eingesetzt werden. Bevorzugt geeignet sind unter anderem hydrierte Polymerisate des Dicyclopentadiens, hydrierte Polymerisate von bevorzugt C8- und C9-Aromaten. Diese können durch Hydrierung von Polymerisaten aus reinen Aromatenströmen entfließen oder auch durch Hydrierung von Polymerisaten auf der Basis von Gemischen unterschiedlichen Aromaten basieren. Geeignet sind auch teilhydrierte Polymerisate von C8-und C9-Aromaten, hydrierte Polyterpenharze, hydrierte C5/C9-Polymerisate, aromatenmodifizierte selektiv hydrierte Dicyclopentadienderivate. Die vorgenannten Klebeharze können sowohl allein als auch im Gemisch eingesetzt werden.
Hydrierte Kohlenwasserstoffharze sind als Abmischkomponente, wie beispielsweise in EP 0 447 855 A1 , US 4,133,731 A und US 4,820,746 A beschrieben, besonders geeignet, da durch die Abwesenheit von Doppelbindungen die Vernetzung nicht gestört werden kann.
Darüber hinaus können aber auch nicht hydrierte Harze eingesetzt werden, wenn Vernetzungspromotoren wie zum Beispiel mehrfunktionelle Acrylate eingesetzt werden. Auch andere nicht hydrierte Kohlenwasserstoffharze, nicht hydrierte Analoga der oben beschriebenen hydrierten Harze, können eingesetzt werden.
Weiterhin können kolophoniumbasierte Harze verwendet werden.
Besonders bevorzugt ist der Einsatz von Polyterpenharzen auf Basis von α-Pinen und/oder ß-Pinen und/oder δ-Limone oder Terpenphenolharzen.
Zur Stabilisierung der Haftklebemasse werden üblicherweise primäre Antioxidantien wie zum Beispiel sterisch gehinderte Phenole, sekundäre Antioxidantien wie zum Beispiel Phosphite oder Thioether und/oder C-Radikalfänger zugesetzt.
Beliebige Kombinationen dieser können eingesetzt werden, um die Eigenschaften der resultierenden Haftklebemasse wunschgemäß einzustellen. Auf die Darstellung des Wissensstandes im „Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology“ von Donatas Satas (van Nostrand, 1989) sei ausdrücklich hingewiesen.
Die Gewichtsmenge der Harze beträgt 20 bis 55 Gew.%, bevorzugt 30 bis 55 Gew.%, weiter bevorzugt 35 bis 50 Gew.%.
Der Acrylnitril-Butadien-Kautschuk basierenden Haftklebemasse können zur Einstellung von optischen und klebtechnischen Eigenschaften Additive wie Füllstoffe, Farbstoffe oder Alterungsschutzmittel (Antiozonantien, Antioxidantien (primäre und sekundäre), Lichtschutzmittel usw.) enthalten.
Als Additive zur Klebemasse werden typischerweise genutzt:

• primäre Antioxidantien wie zum Beispiel sterisch gehinderte Phenole
• sekundäre Antioxidantien wie zum Beispiel Phosphite oder Thioether
• Lichtschutzmittel wie zum Beispiel UV-Absorber oder sterisch gehinderte Amine

Die Füllstoffe können verstärkend oder nicht verstärkend sein. Vor allem zu nennen sind hier Siliziumdioxide (sphärisch, nadelförmig oder unregelmäßig wie die pyrogenen Silicas), Schichtsilikate, Kalziumcarbonate, Zinkoxide, Titandioxide, Aluminiumoxide oder Aluminiumoxidhydroxide.
Die Konzentration der die optischen und klebtechnischen Eigenschaften beeinflussenden Additive liegt vorzugsweise bei bis zu 20 Gew.-%, weiter vorzugsweise bei bis zu 15 Gew.-%, weiter vorzugsweise bei bis zu 5 Gew.-%.
Erfindungsgemäß sollten die Anteile sämtlicher zugesetzter Stoffe (neben Acrylnitril-Butadien-Kautschuk und Klebharz) wie Synthesekautschuke und/oder thermoplastische Elastomere und/oder Füllstoffe und/oder Farbstoffe und/oder Alterungsschutzmittel in der Summe 5 Gew.-%, vorzugsweise 2 Gew.-% nicht übertreffen.
Um eine ausreichende Kohäsion zu erhalten und den kalten Fluss der Klebemassen zu unterdrücken, ist es vorteilhaft, dass die Nitrilkautschukmassen vernetzt werden, damit die Strukturen auch nach Entfernung des Liners noch vorhanden bleiben.
Zur Vernetzung gibt es grundsätzlich zwei Wege. Es kann eine chemische Vernetzung über die noch vorhandenen Doppelbindungen erfolgen, z.B. durch Additionsreaktion oder radikalische Vernetzung. Auch eine Vernetzung durch Strahlung wie UV- oder bevorzugt Elektronenstrahlen ist möglich.
Polyacrylate
Neben den beschriebenen Klebemassen können auch solche auf Basis von Polyacrylaten eingesetzt werden.
Unter „Polyacrylaten“ werden Polymere verstanden, deren stoffmengenbezogene Monomerbasis zu mindestens 30% aus Acrylsäure, Methacrylsäure, Acrylsäureestern und/oder Methacrylsäureestern besteht, wobei Acrylsäureester und/oder Methacrylsäureester zumindest anteilig generell und bevorzugt zu mindestens 30% enthalten sind. Insbesondere wird unter einem „Polyacrylat“ ein Polymerisat verstanden, welches durch radikalische Polymerisation von Acryl- und/oder Methylacrylmonomeren sowie gegebenenfalls weiteren, copolymerisierbaren Monomeren erhältlich ist.
Bevorzugt wird ein Polyacrylat eingesetzt, dass auf die folgende Monomerzusammensetzung zurückgeführt werden kann:

a) Acrylsäureester und/oder Methacrylsäureester der folgenden Formel CH₂ = C(R^I)(COOR^II) wobei R^I = H oder CH₃ und R^II ein Alkylrest mit 4 bis 14 C-Atomen ist,
b) olefinisch ungesättigte Monomere mit funktionellen Gruppen, die beispielsweise gegenüber Epoxidgruppen reaktiv sind,
c) optional weitere Acrylate und/oder Methacrylate und/oder olefinisch ungesättigte Monomere, die mit der Komponente (a) copolymerisierbar sind.

Zur Anwendung des Polyacrylats als Haftkleber sind die Anteile der entsprechenden Komponenten (a), (b), und (c) derart gewählt, dass das Polymerisationsprodukt insbesondere eine Glastemperatur ≤ 15 °C (DMA bei geringen Frequenzen) aufweist.
Es ist insbesondere zur Herstellung von Haftklebemassen sehr vorteilhaft, die Monomere der Komponente (a) mit einem Anteil von 45 bis 99 Gew.-%, die Monomere der Komponente (b) mit einem Anteil von 1 bis 15 Gew.-% und die Monomere der Komponente (c) mit einem Anteil von 0 bis 40 Gew.-% zu wählen (die Angaben sind bezogen auf die Monomermischung für das „Basispolymer“, also ohne Zusätze eventueller Additive zu dem fertigen Polymer, wie Harze etc).
Die Monomere der Komponente (a) sind insbesondere weichmachende und/oder unpolare Monomere. Vorzugsweise werden als Monomere (a) Acryl- und Methacrylsäureester mit Alkylgruppen bestehend aus 4 bis 14 C-Atomen, besonders bevorzugt 4 bis 9 C-Atomen, eingesetzt. Beispiele für derartige Monomere sind n-Butylacrylat, n-Butylmethacrylat, n-Pentylacrylat, n-Pentylmethacrylat, n-Amylacrylat, n-Hexylacrylat, Hexylmethacrylat, n-Heptylacrylat, n-Octylacrylat, n-Octylmethacrylat, n-Nonylacrylat, Isobutylacrylat, Isooctylacrylat, Isooctylmethacrylat, und deren verzweigten Isomere, wie zum Beispiel 2-Ethylhexylacrylat oder 2-Ethylhexylmethacrylat.
Die Monomere der Komponente (b) sind insbesondere olefinisch ungesättigte Monomere mit funktionellen Gruppen, insbesondere mit funktionellen Gruppen, die eine Reaktion mit Epoxidgruppen eingehen können.
Bevorzugt werden für die Komponente (b) Monomere mit funktionellen Gruppen eingesetzt, die ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend: Hydroxy-, Carboxy-, Sulfonsäure- oder Phosphonsäuregruppen, Säureanhydride, Epoxide, Amine. Besonders bevorzugte Beispiele für Monomere der Komponente (b) sind Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Crotonsäure, Aconitsäure, Dimethylacrylsäure, β-Acryloyloxypropionsäure, Trichloracrylsäure, Vinylessigsäure, Vinylphosphonsäure, Itasconsäure, Maleinsäureanhydrid, Hydroxyethylacrylat, Hydroxypropylacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Hydroxypropylmethacrylat, 6-Hydroxyhexylmethacrylat, Allylalkohol, Glycidylacrylat, Glycidylmethacrylat.
Prinzipiell können als Komponente (c) alle vinylisch funktionalisierten Verbindungen eingesetzt werden, die mit der Komponente (a) und/oder der Komponente (b) copolymerisierbar sind. Die Monomere der Komponente (c) können zur Einstellung der Eigenschaften der resultierenden Haftklebemasse dienen.
Die Herstellung der Polyacrylate kann nach dem Fachmann geläufigen Verfahren geschehen, insbesondere vorteilhaft durch konventionelle radikalische Polymerisationen oder kontrollierte radikalische Polymerisationen. Die Polyacrylate können durch Copolymerisation der monomeren Komponenten unter Verwendung der üblichen Polymerisationsinitiatoren sowie gegebenenfalls von Reglern hergestellt werden, wobei bei den üblichen Temperaturen in Substanz, in Emulsion, zum Beispiel in Wasser oder flüssigen Kohlenwasserstoffen, oder in Lösung polymerisiert wird.
Die gewichtsmittleren Molekulargewichte M_W der Polyacrylate liegen bevorzugt in einem Bereich von 20.000 bis 2.000.000 g/mol; sehr bevorzugt in einem Bereich von 100.000 bis 1.000.000 g/mol, äußerst bevorzugt in einem Bereich von 150.000 bis 500.000 g/mol [die Angaben des mittleren Molekulargewichtes M_W und der Polydisperistät PD in dieser Schrift beziehen sich auf die Bestimmung per Gelpermeationschromatographie (siehe Test V; experimenteller Teil)]. Dazu kann es vorteilhaft sein, die Polymerisation in Gegenwart geeigneter Polymerisationsregler wie Thiole, Halogenverbindungen und/oder Alkohole durchzuführen, um das gewünschte mittlere Molekulargewicht einzustellen.
Die Poly(meth)acrylate sind bevorzugt durch Verknüpfungsreaktionen - insbesondere im Sinne von Additions- oder Substitutionsreaktionen - von in ihnen enthaltenen funktionellen Gruppen mit Vernetzern vernetzt.
Bevorzugt werden Vernetzer zu 0,1 bis 5 Gew.-%, insbesondere zu 0,2 bis 1 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge des zu vernetzenden Polymers, eingesetzt.
Auch eine Vernetzung über Komplexbildner, auch als Chelate bezeichnet, ist möglich. Ein bevorzugter Komplexbildner ist beispielsweise Aluminiumacetylacetonat.
Die Acrylate können auch mittels Strahlung wie UV- oder Elektronenstrahlen vernetzt werden.
Entscheidend dabei ist, dass die Klebemassen so stark vernetzt sind, dass sie keinen oder nur sehr geringen kalten Fluss zeigen und die Struktur in der Klebemasse erhalten bleibt, wenn der Liner entfernt wird.
Zur Erhöhung der Adhäsion können den Polyacrylaten auch Klebharze zugemischt werden.
Dieses sind bevorzugt Kolophoniumharze wie oben beschrieben oder Terpenphenolharze. Der Anteil der Klebharze liegt zwischen 5 und 30 Gew.%, bevorzugt zwischen 10 und 25 Gew.%
Mikroballons
Die vorliegende Erfindung betrifft eine schäumbare Haftklebemasse, die expandierbare, d.h. unexpandierte Mikroballons enthält. Sie betrifft zudem eine geschäumte Haftklebemasseschicht, die Mikroballons enthält, die zumindest teilweise expandiert sind.
Der Begriff „zumindest teilweise expandierte Mikroballons“ wird erfindungsgemäß typischerweise so verstanden, dass die Mikroballons in Ihrer Gesamtheit zumindest soweit expandiert sind, dass damit eine Dichteverringerung der Klebemasse in einem technisch sinnvollen Ausmaß im Vergleich zu derselben Klebemasse mit den unexpandierten Mikroballons bewirkt wird. Dies bedeutet, dass die Mikroballons nicht zwingend vollständig expandiert sein müssen. Bevorzugt sind die einzelnen Mikroballons jeweils für sich betrachtet auf mindestens das Doppelte ihrer maximalen Ausdehnung im unexpandierten Zustand expandiert. Zudem kann mit dem Begriff „zumindest teilweise expandierte Mikroballons“ auch gemeint sein, dass nur ein Teil der in Betracht kommenden Mikroballons (an)expandiert ist. In einer bevorzugten Ausführungsform der geschäumten Haftklebemasseschicht sind die Mikroballons vollexpandiert, d.h. die Schicht ist derart geschäumt worden, dass bei gegebenem Mikroballonanteil eine minimale Dichte der Schicht erzielt wird.
Die Schäumung erfolgt insbesondere durch das Einbringen und nachfolgende Expandieren von Mikroballons.
Unter „Mikroballons“ werden elastische und somit in ihrem Grundzustand expandierbare Mikrohohlkugeln verstanden, 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.
Durch ein Einwirken auf die Mikroballons, insbesondere durch eine Wärmeeinwirkung, erweicht die äußere Polymerhülle. Gleichzeitig geht das in der Hülle befindliche flüssige Treibgas in seinen gasförmigen Zustand über. Dabei dehnen sich die Mikroballons irreversibel aus und expandieren dreidimensional. Die Expansion ist beendet, wenn sich der Innen- und der Außendruck ausgleichen. Da die polymere Hülle erhalten bleibt, erzielt man so einen geschlossenzelligen Schaum.
Es ist eine Vielzahl an Mikroballontypen kommerziell erhältlich, welche sich im Wesentlichen über ihre Größe (6 bis 45 µm Durchmesser im unexpandierten Zustand) und ihre zur Expansion benötigten Starttemperaturen (75 bis 220 °C) differenzieren. Ein Beispiel für kommerziell erhältliche Mikroballons sind die Expancel^® DU-Typen (DU = dry unexpanded) von der Firma Nouryon, ein anderes Matsumoto Microsphere^® F/FN von der Firma Matsumoto Yushi Seiyaku.
Unexpandierte Mikroballontypen sind auch als wässrige Dispersion mit einem Feststoffbeziehungsweise Mikroballonanteil von ca. 40 bis 45 Gew.-% erhältlich, weiterhin auch als polymergebundene Mikroballons (Masterbatche), zum Beispiel in Ethylen-Vinylacetat mit einer Mikroballonkonzentration von ca. 65 Gew.-%. Sowohl die Mikroballon-Dispersionen als auch die Masterbatche sind wie die DU-Typen zur Herstellung einer geschäumten erfindungsgemäßen Haftklebemasse denkbar.
Eine erfindungsgemäße geschäumte Haftklebemasseschicht kann auch mit sogenannten vorexpandierten Mikroballons erzeugt werden. Bei dieser Gruppe findet die Expansion schon vor der Einmischung in die Polymermatrix statt. Vorexpandierte Mikroballons sind beispielsweise unter der Bezeichnung Dualite^® von der Firma Chase Corp. oder mit der Typenbezeichnung Expancel DE (Dry Expanded) von der Firma Nouryon kommerziell erhältlich.
Erfindungsgemäß bevorzugt weisen in der geschäumten Haftklebemasseschicht mindestens 90 % aller von Mikroballons gebildeten Hohlräume einen maximalen Durchmesser von 20 bis 75 µm, stärker bevorzugt von 25 bis 65 µm, auf. Unter dem „maximalen Durchmesser“ wird die maximale Ausdehnung eines Mikroballons in beliebiger Raumrichtung der Kryobruchkante im REM verstanden.
Die Bestimmung der Durchmesser erfolgt anhand einer Kryobruchkante im Rasterelektronenmikroskop (REM) bei 500-facher Vergrößerung. Von jedem einzelnen Mikroballon wird grafisch der Durchmesser ermittelt.
Wird mittels Mikroballons geschäumt, dann können die Mikroballons als Batch, Paste oder als unverschnittenes oder verschnittenes Pulver der Formulierung zugeführt werden. Des Weiteren können sie in Lösungsmittel suspendiert vorliegen.
Der Anteil der Mikroballons in der Klebemasse(schicht) liegt erfindungsgemäß typischerweise bei 0,3 Gew.-% bis 2,5 Gew.-%, bevorzugt zwischen 0,5 Gew.-% und 2,0 Gew.-% und ganz besonders zwischen 0,7 Gew.-% und 1,7 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Gesamtzusammensetzung der Klebemasse(schicht). Die Angaben beziehen sich hinsichtlich der schäumbaren Klebemasse typischerweise auf unexpandierte Mikroballons, und hinsichtlich der geschäumten Klebemasseschicht typischerweise auf die eingesetzten unexpandierten oder eingesetzten vorexpandierten Mikroballons.
Eine erfindungsgemäß genutzte, expandierbare Mikrohohlkugeln enthaltende Haftklebemasse darf zusätzlich auch nicht-expandierbare Mikrohohlkugeln enthalten. Entscheidend ist nur, dass nahezu alle Gas beinhaltenden Kavernen geschlossen sind durch eine dauerhaft dichte Membran, egal ob diese Membran nun aus einer elastischen und thermoplastisch dehnbaren Polymermischung besteht oder etwa aus elastischem und - im Spektrum der in der Kunststoffverarbeitung möglichen Temperaturen - nichtthermoplastischem Glas.
Wichtiger als die Menge an eingesetzten Mikroballons im Hinblick auf die Leistungsfähigkeit der Haftklebemasseschicht ist ihre Dichte. Die Dichte der erfindungsgemäßen geschäumten Haftklebemasseschicht, wie gemäß Test VII bestimmt, liegt bei mindestens 600 kg/m³ und höchstens 920 kg/m³, bevorzugt bei mindestens 650 kg/m³ und höchstens 870 kg/m³, sehr bevorzugt bei mindestens 700 kg/m³ und höchstens 820 kg/m³. Bei gleicher Einsatzmenge können mit größeren Mikroballons geringere Dichten erreicht werden. Um auf die im Sinne der vorliegenden Aufgabe gewünschte Leistungsfähigkeit zu kommen, werden von größeren Mikroballons entsprechend weniger eingesetzt als von kleineren. Der typische Einsatzmengenbereich ist insbesondere vorteilhaft für Mikroballons mit einem maximalen Durchmesser von unterhalb 40 µm. Bei Mikroballons mit einem Durchmesser in expandierter Form von 40 µm werden weniger als 2,0 % eingesetzt.
Die Erfindung betrifft zudem Selbstklebeprodukte, vor allem doppelseitig klebende Selbstklebeprodukte, d.h. insbesondere doppelseitige Klebebänder, die zumindest eine erfindungsgemäße Haftklebemasseschicht enthalten. Insbesondere vorteilhaft sind Transferklebebänder. Alternativ kann das Selbstklebeprodukt auch einen (permanenten) Zwischenträger enthalten.
Unter Verwendung zumindest einer erfindungsgemäßen Haftklebemasseschicht hergestellte Selbstklebebänder können dementsprechend insbesondere gestaltet sein als

• einschichtige, beidseitig selbstklebende Klebebänder, sogenannte „Transfertapes“ aus einer einzigen erfindungsgemäßen Haftklebemasseschicht;
• mehrschichtige beidseitig selbstklebende Klebebänder, bei denen die Schichten jeweils aus den erfindungsgemäßen Haftklebemasseschichten bestehen oder einer erfindungsgemäßen Haftklebemasseschicht und einer nicht erfindungsgemäßen Haftklebemasseschicht;
• beidseitig selbstklebend ausgerüstete Klebebänder mit einem Zwischenträger (ein sogenannter Permanentträger), der entweder in einer Klebemassenschicht oder zwischen zwei Klebemassenschichten angeordnet ist.

Bevorzugt ist zudem eine Ausführungsform des Selbstklebeprodukts, bei dem der Zwischenträger nur aus einer einzigen Schicht, insbesondere einer Polymerfolie besteht. Bevorzugt ist zudem, wenn der Zwischenträger zumindest eine Schicht einer Formulierung enthält, die zumindest eine Sorte eines Vinylaromaten-Blockcopolymers enthält und zumindest eine Sorte eines Klebharzes. Dabei können die doppelseitigen Produkte, unabhängig von der Art des Zwischenträgers, einen symmetrischen oder einen asymmetrischen Produktaufbau hinsichtlich Art der Haftklebemasseschichten wie beispielsweise Zusammensetzung und/oder Dicke der Haftklebemasseschichten aufweisen.
Typische Konfektionierformen der erfindungsgemäßen Haftklebemasseschicht sind Klebebandrollen sowie Klebestreifen, wie sie zum Beispiel in Form von Stanzlingen erhalten werden. Vorzugsweise sind alle Schichten vollflächig miteinander verbunden.
Der allgemeine Ausdruck „Klebeband“ umfasst im Sinne dieser Erfindung alle flächigen Gebilde wie in zwei Dimensionen ausgedehnte Folien oder Folienabschnitte, Bänder mit ausgedehnter Länge und begrenzter Breite, Bandabschnitte und dergleichen, letztlich auch Stanzlinge oder Etiketten.
Das Klebeband liegt insbesondere in Bahnform vor. Unter einer Bahn wird 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.
Das Klebeband kann in Form einer Rolle, also in Form einer archimedischen Spirale auf sich selbst aufgerollt, hergestellt werden.
Erfindungsgemäße geschäumte Haftklebemasseschichten kommen wie vorstehend beschrieben in Selbstklebeprodukten zum Einsatz. Diese Selbstklebeprodukte können als Klebefolie, Klebeband oder Klebestanzling ausgestaltet sein. Die Selbstklebeprodukte enthalten zumindest eine erfindungsgemäße geschäumte Haftklebemasseschicht. Diese Schicht kann eine Schichtdicke von 10 bis 2000 µm aufweisen. Vorzugsweise liegt die Dicke zwischen 15 µm und 250 µm, bevorzugter zwischen 25 µm und 150 µm, insbesondere beträgt sie höchstens 100 µm. Die Selbstklebeprodukte sind typischerweise beidseitig klebend ausgestaltet. Besonders gut lassen sich die Vorzüge der erfindungsgemäßen Formulierungen in doppelseitig klebenden Selbstklebeprodukten nutzen, wenn zwei Bauteile, und insbesondere in einem Mobilgerät, miteinander verklebt werden sollen.
Als Folienmaterial für die zumindest eine Lage eines eventuellen Trägers für diese Auslegungsform bieten sich insbesondere Polyesterfolien und hier besonders bevorzugt Folien auf Basis von Polyethylenterephthalat (PET) bzw. Polybutylenterephthalat (PBT) an. Polyesterfolien sind bevorzugt biaxial verstreckt. Weiterhin sind Folien aus Polyolefinen, insbesondere aus Polybuten, Cyclo-Olefin-Copolymer, Polymethylpenten, Polypropylen oder Polyethylen, zum Beispiel aus monoaxial verstrecktem Polypropylen, biaxial verstrecktem Polypropylen oder biaxial verstrecktem Polyethylen denkbar. Diese Aufzählung soll Beispiele aufzeigen, dem Fachmann sind weitere Systeme bekannt, die dem Gedanken der vorliegenden Erfindung entsprechen.
Es können auch dehnbare Träger zum Einsatz kommen, wie Träger auf Basis von Polyurethan, Polyamid oder unterschiedlichen Kautschuken.
Denkbar sind aber auch Metallfolien, Gewebe, Vliese oder sonstige gewirkte oder gewebte Träger oder Papierträger.
Des Weiteren sind bahnförmige Schaumstoffe (beispielsweise aus Polyethylen und Polyurethan) geeignet.
Die Zwischenträger können mehrlagig ausgestaltet sein.
Des Weiteren können die Zwischenträger Deckschichten aufweisen, beispielsweise Sperrschichten, die ein Eindringen von Komponenten aus der Klebemasse in den Zwischenträger oder umgekehrt unterbinden. Diese Deckschichten können auch Barriereeigenschaften haben, um so ein Durchdiffundieren von Wasserdampf und/oder Sauerstoff zu verhindern.
Zur besseren Verankerung der Haftklebemassen auf dem Zwischenträger können die Zwischenträger mit den bekannten Maßnahmen wie Corona, Plasma oder Flammen vorbehandelt werden. Auch die Nutzung eines Primers ist möglich. Idealerweise kann aber auf eine Vorbehandlung verzichtet werden.
Die Dicke der Zwischenträgerschicht liegt dabei typischerweise im Bereich von 2 µm bis 200 µm, bevorzugt zwischen 5 und 100 µm und insbesondere zwischen 10 und 80 µm.
Bevorzugt enthält das Klebeband keinen Folienträger und besteht nur aus einer oder mehreren Schichten der Klebemasse.
Das Klebeband ist ein- oder beidseitig mit einem Liner, also einem temporären Träger, der ein- oder beidseitig antiadhäsiv beschichtetet ist, eingedeckt.
Wenn in den Klebeschichten expandierbare Mikroballons eingesetzt werden, ist es vorteilhaft, wenn der Liner einen Schäumungsprozess bei hohen Temperaturen, z.B. 150 - 200°C, abhängig von den eingesetzten Mikroballons, ohne Schaden übersteht.
Viele strukturierte Liner haben eine Polyethylen-Beschichtung, die die Struktur besitzt. Diese PE-Beschichtung schmilzt aber bei hohen Temperaturen, so dass es zu Übertragungen des Silikons oder von Polyethylen in die Klebemasse kommen kann. Dieses Problem kann umgangen werden, wenn die Klebemasse auf einem glatten Liner bevorzugt aus Polyethylenterephthalat (PET) ausgestrichen wird und mit ebensolch einem Liner abgedeckt wird. Die Strukturierung erfolgt dann anschließend.
Bei der Verwendung von expandierbaren Mikroballons gibt es häufig das Problem, dass die Mikroballons nach der Schäumung aus der Klebemasse herausragen und dadurch die Verklebungsfestigkeit des Klebebandes deutlich verringern.
Eine Möglichkeit dieses zu umgehen ist z.B. die Ausformung der zumindest teilgeschäumten Klebemasse zwischen zwei Linern mittels zumindest zwei Walzen. Durch den hohen Walzendruck werden die Mikroballons zurück in die Klebemasse gedrückt, wodurch eine glatte Oberfläche ohne störende durchgebrochene Mikroballons erzeugt werden kann.
Die Strukturierung erfolgt anschließend, am besten, wenn die Masse noch warm ist. Der noch warme Verbund aus geschäumter Klebemasse zwischen zwei Linern wird über eine strukturierte Walze mit entsprechender Gegenwalze gefahren. Ist der Druck ausreichend wird die Struktur der Walze in den PET-Liner und damit auch in die Masse gedrückt. Vorteilhafterweise ist die Gegenwalze glatt, so dass dann nur eine Seite der Klebemasse strukturiert ist. Die Walze ist idealerweise beheizt. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Liner während der Strukturierung eine Temperatur von 100 bis 200°C besitzt, bevorzugt zwischen 100 und 170°C. Bei höheren Temperaturen kann bei geringerem Druck eine Strukturierung erreicht werden.
Statt einer strukturierten Walze kann auch ein Druckklischee, das auf einer Walze aufgebracht ist zur Strukturierung genutzt werden.
Vorteilhafterweise ist die Tiefe, mit der die Struktur in das Produkt gedrückt wird zwischen 5 und 40 µm, bevorzugt zwischen 10 und 30 µm.
Für die Wiederablösbarkeit ist die Art der Struktur entscheidend. Besonders vorteilhaft haben sich durchgängige Strukturen gezeigt, die zu verbundenen Kanälen in der Klebemasse und nach der Verklebung in der Verklebungsfuge führen. In diesem Fall kann das Lösungsmittel einfacher und schneller in die Verklebungsfuge wandern. Bevorzugt sind hier Gittermuster wie Waben oder Quadrate bzw. Rauten, aber auch unregelmäßige Strukturen wie unregelmäßige Vielecke sind denkbar.
Die Herstellung der Formulierungen, d.h. Haftklebemassen, und der daraus erzeugten Beschichtungen beziehungsweise Selbstklebeprodukte kann unter Verwendung organischer Lösemittel oder lösemittelfrei erfolgen.
Bevorzugt ist im erfindungsgemäßen Verfahren das Substrat ein Flächenelement, insbesondere ein Trägermaterial, eine Folie, ein (Release-)Liner, ein Transfermaterial und/oder ein Deckmaterial. Substrate können auch die Oberflächen der Fertigungsstraße im Herstellungsverfahren sein. Dabei wird eine Haftklebemasse zu mindestens einer Haftklebemasseschicht einer Dicke von größer gleich 15 µm oder sogar von größer gleich 10 µm verarbeitet und die flächig aufgebrachte Haftklebemasseschicht wird optional getrocknet beziehungsweise die Lösemittel werden entfernt.
Zum Auftragen der Haftklebemasse können unter anderem als Beschichtungsverfahren der erfindungsgemäß verwendeten Flächenelemente Rakelverfahren, Düsenrakelverfahren, Rollstabdüsenverfahren, Extrusionsdüsenverfahren, Giessdüsen- und Giesserverfahren zur Anwendung kommen. Ebenfalls erfindungsgemäß sind Auftragsverfahren wie Walzenauftragsverfahren, Druckverfahren, Siebdruckverfahren, Rasterwalzenverfahren, Inkjetverfahren und Sprühverfahren. Bevorzugt werden Hotmeltverfahren (Extrusion, Düse).
Gegebenenfalls werden weitere Schichten oder Materiallagen anschließend inline oder offline zukaschiert oder beschichtet, so dass auch mehrschichtige /-lagige Produktaufbauten erzeugt werden können.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die erhaltene Kombination aus Flächenelement und Haftklebemasse zu Meterware umfassend Bänder zugeschnitten und/oder Stanzlinge ausgestanzt und optional werden die Bänder zu einer Banderole aufgerollt.
Schließlich erstreckt sich die Erfindung auch auf Klebeverbunde, die durch Verwendung von Selbstklebeprodukten erhalten wurden, die zumindest eine erfindungsgemäße Haftklebemasseschicht enthalten. Das heißt die Erfindung bezieht sich auf einen Verbund aus einem erfindungsgemäßen, typischerweise doppelseitigen, Klebeband und zwei Substraten, wie insbesondere Bauteilen eines Mobilgerätes, die mit dem Klebeband verbunden sind. Die Erfindung bezieht sich dementsprechend auch auf die Verwendung von doppelseitig klebenden Varianten der Klebebänder in einem Verbund mit zwei Substraten.
Die auf der Oberfläche strukturierten Klebebänder sollen nach der Verklebung wieder einfach rückstandsfrei entfernbar sein, indem um die Klebepartner ein Lösungsmittel aufgetragen wird. Dieses Lösungsmittel fließt dann in die durch die Strukturierung erhaltenen Kanäle zwischen Klebemasse und Substrat und führt dadurch zu einer Verringerung der Verklebungsfestigkeit.
Als Lösungsmittel können grundsätzlich fast alle Lösungsmittel dienen, allerdings ist es bevorzugt, dass die Lösungsmittel nicht sehr gut von den Klebemassen aufgenommen werden, damit sie nicht aufgesaugt werden, bevor sie in die Kanäle eindringen können. Besonders bevorzugt sind Lösungsmittel, die nicht mit den anderen Komponenten in dem elektronischen Gerät reagieren und solche, die weder gefährlich für die Mitarbeiter noch die Umwelt sind. Besonders bevorzugt sind deshalb Ethanol und Wasser aber auch Wasser das unterschiedliche Detergenzien enthält, z.B. Seifenwasser, um die Oberflächenspannung des Wassers zu verringern und leichteres Einfließen in die Kanäle zu ermöglichen.
Prüfmethoden
Alle Messungen zur Bestimmung von Klebeigenschaften wurden, sofern nichts anderes angegeben ist, bei 23 °C und 50 % rel. Luftfeuchtigkeit durchgeführt.
Test I - Klebkraft
Die Bestimmung der Klebkraft (gemäß AFERA 5001) wird wie folgt durchgeführt. Als definierter Haftgrund wird eine polierte Stahlplatte mit einer Stärke von 2 mm eingesetzt. Das zu untersuchende verklebbare Flächenelement (das rückseitig mit einer 36 µm geätzten PET-Folie als Stützfolie ausgerüstet ist) wird auf eine Breite von 20 mm und eine Länge von etwa 25 cm zugeschnitten, mit einem Handhabungsabschnitt versehen und unmittelbar danach fünfmal mit einer Stahlrolle von 4 kg bei einem Vorschub von 10 m/min auf den jeweils gewählten Haftgrund aufgedrückt. Unmittelbar im Anschluss daran wird das verklebbare Flächenelement in einem Winkel von 180° vom Haftgrund mit einem Zugprüfungsgerät (Firma Zwick) mit einer Geschwindigkeit v = 300 mm/min abgezogen und die hierfür bei Raumtemperatur benötigte Kraft gemessen. Der Messwert (in N/cm) ergibt sich als Mittelwert aus drei Einzelmessungen.
Für die Messung der Klebkraft nach Ethanoleinwirkung wird der Test wie folgt abgeändert. Nach dem Verkleben Haftgrund und Überrollen mit der Stahlrolle, wird die beklebte Stahlplatte kurzzeitig für 2 s in Ethanol getaucht. Danach wird die beklebte Stahlplatte aus dem Ethanol genommen und für 1 min auf dem waagerechten Tisch gelagert. Danach wird wie oben beschrieben gemessen.
Test II - Durchschlagzähigkeit; z-Ebene (DuPont-Test)
Aus dem zu untersuchenden Klebeband wird eine quadratische, rahmenförmige Probe ausgeschnitten (Außenmaße 33 mm × 33 mm; Stegbreite 2,0 mm; Innenmaße (Fensterausschnitt) 29 mm × 29 mm). Diese Probe wird auf einen Polycarbonat-(PC)-Rahmen (Außenmaße 45 mm × 45 mm; Stegbreite 10 mm; Innenmaße (Fensterausschnitt) 25 mm × 25 mm; Dicke 3 mm) geklebt. Auf der anderen Seite des doppelseitigen Klebebands wird ein PC-Fenster von 35 mm × 35 mm geklebt. Die Verklebung von PC-Rahmen, Klebebandrahmen und PC-Fenster erfolgt derart, dass die geometrischen Zentren und die Diagonalen jeweils übereinanderliegen (Eck-auf-Eck). Die Verklebungsfläche beträgt 248 mm². Die Verklebung wird für 5 s mit 248 N gepresst und für 24 Stunden konditioniert bei 23 °C / 50 % relativer Feuchte gelagert.
Unmittelbar nach der Lagerung wird der Klebeverbund aus PC-Rahmen, Klebeband und PC-Fenster mit den überstehenden Kanten des PC-Rahmens derart in eine Probenhalterung gespannt, dass der Verbund waagerecht ausgerichtet ist. Dabei liegt der PC-Rahmen an den überstehenden Kanten auf der Probenhalterungen plan auf, so dass das PC-Fenster unterhalb des PC-Rahmens frei schwebend (durch das Klebebandmuster gehalten) vorliegt. Die Probenhalterung wird anschließend in die vorgesehene Aufnahme des „DuPont Impact Tester“ zentrisch eingesetzt. Der 150 g schwere Schlagkopf wird so eingesetzt, dass die kreisförmige Aufschlaggeometrie mit dem Durchmesser 24 mm auf die von oben frei zugängliche Fläche des PC-Fensters zentrisch und bündig aufliegt.
Auf den so angeordneten Verbund aus Probenhalterung, Probe und Schlagkopf wird senkrecht ein an zwei Führungsstangen geführtes Gewicht mit einer Masse von 150 g aus einer Höhe von 5 cm fallengelassen (Messbedingungen 23 °C, 50 % relative Feuchte). Die Höhe des Fallgewichtes wird in 5 cm Schritten so lange erhöht, bis die eingebrachte Stoßenergie die Probe durch die Durchschlagbelastung zerstört und das PC-Fenster sich vom PC-Rahmen löst.
Um Versuche mit unterschiedlichen Proben vergleichen zu können, wird die Energie wie folgt berechnet: $E [J] = Höhe [m] * Masse Gewicht [kg] * 9,81 kg/m * s^{2}$
Es werden fünf Proben pro Produkt getestet und der Energiemittelwert als Kennzahl für die Durchschlagzähigkeit angegeben.
Test III - Push Out
Aus dem zu untersuchenden Klebeband wird eine rechteckige Probe von 10 cm × 6 cm ausgeschnitten. Diese Probe wird auf ein gleichgroßes Rechteck aus 2 mm dickem Polyvinylchlorid verklebt. Der andere Fügepartner ist Aluminiumkörper, der eine Vertiefung hat, die in beiden Richtungen 0,5 cm größer ist als die PVC-Platte. Der Aluminiumkörper hat ein Loch von 3 × 3 cm in der Mitte der Vertiefung. Die PVC-Platte wird dann mittig in die Vertiefung geklebt.
Die beiden Verklebungspartner werden mit 100 kg für 5s zusammengepresst und der Testaufbau für 24h bzw. 336 h (bzw. 14d) bei Raumtemperatur (23°C) und 50% rF gelagert. Anschließend wird mit einem Stempel die PVC-Platte aus dem Metallkörper durch das Loch herausgedrückt und die Kraft gemessen.
Bei dem Test nach Einwirkung von Ethanol wird direkt vor dem Messen 1 ml Ethanol um die PVC-Platte in die Vertiefung des Aluminiumkörpers geträufelt. Anschließend wird 1 min gewartet und dann der Test wie oben beschrieben durchgeführt.
Test IV - Glasübergangstemperatur (DSC)
Die Glasübergangstemperatur von Polymerblöcken in Blockcopolymeren wird mittels dynamischer Scanning Kalorimetrie (DSC) bestimmt. Dazu werden ca. 5 mg der unbehandelten Blockcopolymerproben in ein Aluminiumtiegelchen (Volumen 25 µL) eingewogen und mit einem gelochten Deckel verschlossen. Zur Messung wird ein DSC 204 F1 der Firma Netzsch verwendet und unter Stickstoff zur Inertisierung gearbeitet. Die Probe wird zunächst auf °C abgekühlt, mit einer Heizrate von 10 K/min bis +150 °C aufgeheizt und erneut auf °C abgekühlt. Die sich anschließende zweite Heizkurve wird erneut bei 10 K/min gefahren und die Änderung der Wärmekapazität aufgenommen. Glasübergänge werden als Stufen im Thermogramm erkannt. Die Glasübergangstemperatur wird folgendermaßen ausgewertet (siehe dazu 1). An die Basislinie des Thermogramms vor 1 und nach 2 der Stufe wird jeweils eine Tangente angelegt. Im Bereich der Stufe wird eine Ausgleichsgerade 3 parallel zur Ordinate so gelegt, dass sie die beiden Tangenten schneidet und zwar so, dass zwei Flächen 4 und 5 (zwischen der jeweils einen Tangente, der Ausgleichsgeraden und der Messkurve) gleichen Inhalts entstehen. Der Schnittpunkt der so positionierten Ausgleichsgeraden mit der Messkurve gibt die Glasübergangstemperatur.
Test V - Molmasse (GPC)
Peakmolmasse von einzelnen Blockcopolymermoden
GPC bietet sich als messtechnisches Verfahren zur Bestimmung der Molmasse einzelner Polymermoden in Gemischen verschiedener Polymere an. Für die im Sinne dieser Erfindung einsetzbaren durch lebende anionische Polymerisation hergestellten Blockcopolymere sind die Molmassenverteilungen typischerweise ausreichend eng, so dass Polymermoden, die sich Triblockcopolymeren, Diblockcopolymeren oder Multiblockcopolymeren zuordnen lassen, ausreichend voneinander aufgelöst im Elugramm auftreten. Es lässt sich dann die Peakmolmasse für die einzelnen Polymermoden aus den Elugrammen ablesen.
Peakmolmassen M_P werden mittels Gelpermeationschromatographie (GPC) bestimmt. Als Eluent wird THF eingesetzt. Die Messung erfolgt bei 23 °C. Als Vorsäule wird PSS-SDV, 5 µ, 10³ Å, ID 8,0 mm × 50 mm verwendet. Zur Auftrennung werden die Säulen PSS-SDV, 5 µ, 10³ Å sowie 10⁴ Å und 10⁶ Å mit jeweils ID 8,0 mm × 300 mm eingesetzt. Die Probenkonzentration beträgt 4 g/l, die Durchflussmenge 1,0 ml pro Minute. Es wird gegen PS Standards gemessen (µ = µm; 1 Å = 10^-10 m).
gewichtsmittlere Molmasse insbesondere von Klebharzen
Das gewichtsmittlere Molekulargewicht M_W (M.W.) wird mittels Gelpermeationschromatographie (GPC) bestimmt. Als Eluent wird THF eingesetzt. Die Messung erfolgt bei 23 °C. Als Vorsäule wird PSS-SDV, 5 µ, 10³ Å, ID 8,0 mm × 50 mm verwendet. Zur Auftrennung werden die Säulen PSS-SDV, 5 µ, 10³ Å sowie 10⁴ Å und 10⁶ Å mit jeweils ID 8,0 mm × 300 mm eingesetzt. Die Probenkonzentration beträgt 4 g/l, die Durchflussmenge 1,0 ml pro Minute. Es wird gegen PS Standards gemessen (µ = µm; 1 Å = 10^-10 m).
Test VI - (Kleb)harzerweichungstemperatur
Die (Kleb)harzerweichungstemperatur, auch (Kleb-)harzerweichungspunkt genannt, wird nach der einschlägigen Methodik durchgeführt, die als Ring & Ball bekannt ist und nach ASTM E28 standardisiert ist.
Test VII - Dichte
Die Dichte, d.h. absolute Dichte, einer Klebemasse bzw. Klebemasseschicht wird ermittelt durch Quotientenbildung aus Masseauftrag und Dicke der auf einen Träger oder Liner aufgetragenen Klebemassenschicht.
Der Masseauftrag kann durch Bestimmung der Masse eines bezüglich seiner Länge und seiner Breite definierten Abschnitts einer solchen auf einen Träger oder Liner aufgetragenen Klebemasse(nschicht) bestimmt werden, abzüglich der (bekannten oder separat ermittelbaren) Masse eines Abschnitts gleicher Dimensionen des verwendeten Trägers bzw. Liners.
Die Dicke einer Klebemasse(schicht) kann durch Bestimmung der Dicke eines bezüglich seiner Länge und seiner Breite definierten Abschnitts einer solchen auf einen Träger oder Liner aufgetragenen Klebemassenschicht bestimmt werden, abzüglich der (bekannten oder separat ermittelbaren) Dicke eines Abschnitts gleicher Dimensionen des verwendeten Trägers bzw. Liners. Die Dicke der Klebemasse(schicht) lässt sich über handelsübliche Dickenmessgeräte (Taster-Prüfgeräte) mit Genauigkeiten von weniger als 1 µm Abweichung ermitteln. In der vorliegenden Anmeldung wird das Präzisions-Dickenmessgerät Mod. 2000 F der Firma Wolf Messtechnik GmbH eingesetzt, das einen kreisrunden Taster mit einem Durchmesser von 10 mm (plan) aufweist. Die Messkraft beträgt 4 N. Der Wert wird 1 s nach Belastung abgelesen. Sofern Dickenschwankungen festgestellt werden, wird der Mittelwert von Messungen an mindestens drei repräsentativen Stellen angegeben, also insbesondere nicht gemessen an Kniffen, Falten, Stippen und dergleichen.
Beispiele
Die erfindungsgemäßen Haftklebebänder werden nachfolgend in bevorzugter Ausführung anhand mehrerer Beispiele beschrieben, ohne damit die Erfindung in irgendeiner Weise beschränken zu wollen.
Des Weiteren sind Vergleichsbeispiele aufgeführt, in denen untaugliche Klebebänder dargestellt sind.
Die Bestandteile der Haftklebemassen wurden bei den Vinylaromatenblockcopolymermassen 40%ig in Siedegrenzenbenzin/Toluol/Aceton, Nitrilkautschukmassen 30% in Butanon gelöst und beide ggf. mit den in Benzin bzw. Butanon angeschlämmten Mikroballons versetzt, anschließend mit einem Streichbalken auf eine mit einem trennenden Silikon ausgerüstete PET-Folie mit bzw. ohne Strukturierung in der gewünschten Schichtdicke ausgestrichen. Anschließend wurde bei 100 °C für 15 min das Lösungsmittel abgedampft und so die Masseschicht getrocknet. Dies ist in den aufgeführten Beispielen möglich, da hier Mikroballons genutzt werden, deren Expansionstemperatur oberhalb 100 °C liegt. Der Fachmann wählt bei Nutzung anderer Mikroballons entsprechend geeignete Herstelltemperaturen aus, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Nach dem Trocknen wurde, wenn die Klebemasse Mikroballons enthielt, die Klebeschicht mit einer zweiten Lage wie vorstehend definiertem PET-Liner frei von jeglichen Lufteinschlüssen eingedeckt und für 30 s bei 170 °C zwischen den beiden Linern in einem Umlauftrockenschrank hängend geschäumt.

Tabelle 1 zeigt die eingesetzten Rohstoffe. Tabelle 1: eingesetzte Rohstoffe.

Elastomerkomponente (a)	Kraton D1102 (Kraton)	Polystyrol-Polybutadien-Blockcopolymer	Lineares SBS* PS-Gehalt 31 %*
	Kraton D1118 (Kraton)	Polystyrol-Polybutadien-Blockcopolymer	Lineares SBS* PS-Gehalt 32 %*
	Nipol DN 2850 (Nippon Zeon)	Nitrilkautschuk	ACN-Gehalt 28%, Mooney Viskosität 45-55
Klebharzkomponente (b)	Foral 105-E (Eastman Chemical)	hydrierter Kolophonium-Pentaerythritolester	Erweichungspunkt 101 °C
	Foral 85-E (Eastman Chemical)	hydrierter Kolophonium-Glycerolester	Erweichungspunkt 85 °C
	Dertophene T105 (DRT)	Terpenphenol-Harz	Erweichungspunkt 105 °C
	Dercolyte A115 (DRT)	alpha-Pinen-Harz	Erweichungspunkt 115 °C DACP = +35 °C
Weichharz-Komponente (c)	Wingtack 10 (Cray Valley)	Aliphatisches C5-Flüssigharz	Erweichungspunkt 10 °C; Schmelzviskosität 22 Pa s
Additive (d)	Irganox 1010 (BASF)	Primäres Alterungsschutzmittel (sterisch gehindertes Phenolderivat)
Additive (d)	Irgafos 168 (BASF)	Sekundäres Alterungsschutzmittel (Phosphorsäure ester)
Mikroballons	Expancel 920 DU20 (Nouryon)

Die Tabellen 2 und 3 zeigen eingesetzte Rezepturen und deren Charakteristik. Tabelle 2: Rezepturen und deren Charakteristik.

Rohstoffe		Klebmasse 1	Klebmasse 2
\| (a) Elastomer [%]	Kraton D1102	29,0	29,0
\| (a) Elastomer [%]	Kraton D1118	20,0	20,0
(b) Klebharz K1 [%]	Dercolyte A115	45,0	30,0
(b) Klebharz K2 [%]	Foral 85		20,0
(c) Weichharz [%]	Wingtack 10	5,0	-
(d) Additive [%]	Irganox 1010	0,5	0,5
(d) Additive [%]	Irgafos 168	0,5	0,5
(e) Mikroballons	Expancel 920 DU20	X	X

Tabelle 3: weitere Rezeptur und deren Charakteristik.

Rohstoffe		Klebmasse 3
(a) Elastomer [%]	Nipol DN 2850	55,0
(b) Klebharz K1 [%]	Foral 85	44,0
(d) Additive [%]	Irganox 1010	0,5
(d) Additive [%]	Irgafos 168	0,5
(e) Mikroballons	Expancel 920 DU20	X

Aus diesen Klebemassen wurden folgende Klebebänder, Beispiele 1 - 3 durch Beschichtung auf einen Liner, Schäumung und eventuell anschließende Strukturierung hergestellt.
Als Liner dienten ein 50 µm Liner mit einer höheren Releasekraft und ein 36 µm Liner mit einer geringeren Releasekraft.
Die Klebemassen wurde dabei aus Lösung auf den 50 µm Liner beschichtet und getrocknet, wobei die getrockneten Massen ein Auftragsgewicht von ca. 38 g/m² hatten. Anschließend wurde der 36 µm Liner zukaschiert und das Klebeband bei 160°C geschäumt, wodurch die Dicke ca. 50 µm betrug. Direkt nach der Schäumung wurde das noch warme Klebeband zwischen zwei Walzen, von denen auf einer ein Druckklischee aufgeklebt war, geprägt. Das Druckklischee hatte ein Rautenmuster mit Rauten, die in Längsrichtung 5mm groß waren und in Querrichtung 3mm. Die Stegbreite war ca. 150 µm groß. Der Druck wurde so eingestellt, dass die Prägetiefe ca. 25 µm betrug.
Bei Beispiel 3 wurde das Klebeband anschließend bei 250kV mit einer Dosis von 30kGy mit Elektronenstrahlen vernetzt.
Gegenbeispiel 1:

Es wurde die gleiche Masse wie in Beispiel 1 (Klebemasse 1) verwendet, allerdings wurde auf die Zugabe der Mikroballons verzichtet, wodurch die Masse auch nicht geschäumt werden konnte. Daher wurde die Masse gleich in ca. 50 g/m² (nach Trocknung) ausgestrichen.

Gegenbeispiel 2:

Wie Gegenbeispiel 1 nur mit der Klebemasse 2.

Gegenbeispiel 3:

Wie Beispiel 1, nur dass diesmal auf die Strukturierung verzichtet wurde und das Klebeband eine glatte Oberfläche nach der Herstellung aufwies.

Gegenbeispiel 4: Wie Beispiel 3, allerdings wurde das Muster nicht mit Elektronenstrahlen vernetzt.

Die Tabellen 4 und 5 zeigen die Testergebnisse der erfindungsgemäßen Beispiele und der Gegenbeispiele (Vergleichsbeispiele). Tabelle 4: Testergebnisse der erfindungsgemäßen Beispiele.

	Beisp. 1	Beisp. 2	Beisp. 3
Durchschlagzähigkeit [mJ]	351	329	482
Klebkraft ohne EtOH [N/cm]	9,8	10,5	7,9
Klebkraft mit EtOH [N/cm]	0,5	0,8	0,9
Abfall der Klebkraft [%]	95	92	89
Push-Out ohne EtOH [mJ]	376	407	411
Push-Out mit EtOH 24 h [mJ]	20	32	42
Abfall Push Out 24 h [%]	95	92	90
Push-Out mit EtOH 14 d [mJ]	23	44	65
Abfall Push Out 14 d [%]	94	89	84

Tabelle 5: Testergebnisse der Gegenbeispiele (d.h. Vergleichsbeispiele).

	Gegenbeisp. 1	Gegenbeisp. 2	Gegenbeisp. 3	Gegenbeisp. 4
Durchschlagzähigkeit [mJ]	104	126	371	504
Klebkraft ohne EtOH [N/cm]	8,5	9,8	10,4	8,6
Klebkraft mit EtOH [N/cm]	0,5	1,2	7,6	2,3
Abfall der Klebkraft [%]	94	88	27	73
Push-Out ohne EtOH [J]	346	380	365	379
Push-Out mit EtOH 24 h [J]	18	34	257	82
Abfall Push Out 24 h[%]	95	91	30	78
Push-Out mit EtOH 14 d [J]	18	46	231	193
Abfall Push Out 14d [%]	95	88	37	49

Es zeigt sich, dass die Schockperformance durch eine Schäumung der Klebemassen deutlich verbessert werden kann.
Eine Strukturierung der Oberfläche des Klebebandes hilft bei der Wiederablösbarkeit, ohne Strukturierung sind keine Abfälle der Klebkraft bzw. Push-Out-Werte um mehr als 40% erzielbar. Ohne die Strukturierung kommt es auch zu Ablösungen, nicht nur auf der Metallseite, sondern auch teilweise vom PVC.
Bevorzugt ist, wenn die Ablösbarkeit auch noch nach längerer Lagerung gegeben ist, sehr weiche Klebemassen wie Gegenbeispiel 6 verlieren ihre Strukturierung und damit die leichte Ablösbarkeit mit der Zeit.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2009/090119 A1 [0023]
DE 102016202018 A1 [0027]
EP 3075775 A1 [0029]
DE 102008056980 A1 [0030]
DE 102008004388 A1 [0030]
EP 0447855 A1 [0060]
US 4133731 A [0060]
US 4820746 A [0060]

Claims

Verfahren zum Strukturieren eines geschäumten Klebebandes aus mindestens einer Klebemasseschicht und optional mindestens einer weiteren Schicht, wobei mindestens eine Klebemasseschicht geschäumt ist, und wobei bei dem Verfahren das Klebeband an der Oberfläche strukturiert wird, indem durch einen Liner eine Struktur mit Hilfe einer Walze geprägt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Klebeband zur Verklebung und möglichen Wiederablösung von elektronischen Bauteilen eingesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägung bei Temperaturen von mindestens 100°C erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die entstandene Struktur Kanäle in der Klebemasse erzeugt, durch die ein Lösungsmittel in die Klebfuge eindringen kann, um das Klebeband wieder ablösen zu können.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe der Strukturen 10 bis 50 µm tief ist, besonders bevorzugt 10 bis 35 µm tief ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur auch noch mindestens 2 Wochen nach der Applikation und Lagerung bei Raumtemperatur (23°C) erkennbar ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Klebeband aus der mindestens einen Klebemasseschicht besteht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebemasseschichten Haftklebemasseschichten sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Klebeband doppelseitig ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schäumung der mindestens einen Klebemasseschicht mit Hilfe von Mikroballons durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Klebemasseschicht auf Vinylaromatenblockcopolymeren basiert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Klebemasseschicht auf Nitrilkautschuk basiert.
Klebeband nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Klebeband einen Folien- oder Gewebeträger enthält.
Klebeband nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Klebeband keinen Folien- oder Gewebeträger enthält.