DE102021003387A1

DE102021003387A1 - Klebefilm

Info

Publication number: DE102021003387A1
Application number: DE102021003387.6A
Authority: DE
Inventors: Lukas Hüther; Ruben Friedland; Florian Dümmler; Lena Rudel
Original assignee: Lohmann GmbH and Co KG
Current assignee: Lohmann GmbH and Co KG
Priority date: 2021-07-01
Filing date: 2021-07-01
Publication date: 2023-01-05

Abstract

Um einen Klebefilm (10) bereitzustellen, welcher verbesserte Eigenschaften bezüglich einer Gestaltungsfreiheit aufweist, wird vorgeschlagen, dass der Klebefilm (10) mittels eines 3D-Siebdruckverfahrens hergestellt ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Klebefilm gemäß dem Anspruch 1 sowie auf ein Verfahren zur Herstellung eines Klebefilms gemäß dem Anspruch 10.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, zur Herstellung von Klebefilmen unterschiedliche Beschichtungsverfahren zu verwenden, wie beispielsweise das Vorhangbeschichten, wobei die Klebefilme in Form einer einzelnen, homogenen Klebstofflage gefertigt werden. Es besteht ein Bedarf an alternativen Fertigungsmethoden zur Herstellung von Klebstofffilmen, welche eine höhere Gestaltungsfreiheit und Präzision bezüglich einer Form des Klebstofffilms erlauben. Ferner ist es bekannt, mittels 3D-Siebdruckverfahren Druckpaste, welche üblicherweise Metalle und/oder Keramiken in Pulverform aufweist, schichtweise auf ein Substrat aufzubringen und auszuhärten, um beispielsweise elektrische Komponenten zu fertigen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, einen Klebefilm bereitzustellen, welcher verbesserte Eigenschaften bezüglich einer Gestaltungsfreiheit aufweist. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 10 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildung der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
Es wird vorgeschlagen, dass ein Klebefilm mittels eines 3D-Siebdruckverfahrens hergestellt ist. Hierdurch kann eine Gestaltungsfreiheit des Klebefilms erhöht werden. Vorteilhaft kann eine Einschränkung auf homogene Klebstofflagen zur Ausbildung des Klebefilms vermieden werden. Besonders vorteilhaft kann eine Herstellung von kleinen und/oder komplexen Klebstofffilmen in einem industriellen Maßstab ermöglicht werden.
Der Klebefilm kann insbesondere als ein Transferfilm ausbildet sein, welcher in einem Anwendungszustand frei von Trägern ist. Alternativ könnte der Klebefilm einen Träger aufweisen und insbesondere Teil eines einseitigen Klebebands oder eines doppelseitigen Klebebands sein. Der Träger kann aus beliebigen geeigneten Materialien bestehen, wie insbesondere Karton, PET-Folie und/oder PP-Folie. Je nach Anwendungsbereich kann der Träger flexibel oder starr sein. Insbesondere kann der Träger als ein Prozessträger und/oder release liner ausgebildet sein, welcher lösbar mit dem Klebefilm verbunden ist. Alternativ könnte der Träger unlösbar mit dem Klebefilm verbunden sein.
Eine Dicke des Klebefilms ist an einen entsprechenden Anwendungsbereich anpassbar, bevorzugt weist der Klebefilm eine Dicke zwischen 50 µm und 500 µm auf. Es wäre denkbar, dass der Klebefilm als ein Haftklebefilm ausgebildet ist. Unter einem „Haftklebefilm“ soll ein Klebefilm verstanden werden, welcher dazu vorgesehen ist, zwei Fügepartner durch ein Aufbringen von Druck, beispielsweise mittels eines Auflegens und/oder Glattstreichens eines den Haftklebefilm aufweisenden Klebebands, miteinander zu verbinden. Bevorzugt verbindet der Haftklebefilm die Fügepartner dauerhaft und besonders bevorzugt reversibel miteinander, wobei die Verbindung beispielsweise durch ein Erhitzen des Haftklebefilms und/oder Abziehen des Klebebands lösbar ist. Alternativ könnte der Klebefilm als ein Reaktivklebefilm ausgebildet sein. Unter einem „Reaktivklebefilm“ soll ein Klebefilm verstanden werden, welcher zwei Fügepartner durch eine chemische Reaktion miteinander verbindet, bevorzugt dauerhaft und besonders bevorzugt irreversibel. Die chemische Reaktion könnte beispielsweise durch ein Erhitzen und/oder eine Bestrahlung des Klebefilms auslösbar sein. Alternativ kann der Reaktivklebefilm einen Mehrkomponenten-Klebstoff aufweisen, wobei die chemische Reaktion durch ein Mischen von Komponenten des Mehrkomponenten-Klebstoffs auslösbar ist. In diesem Fall könnte das 3D-Siebdruckverfahren einen zusätzlichen Prozessschritt aufweisen, in welchem Komponenten des Mehrkomponenten-Klebstoffs vor einem Auftragen des Klebstoffs auf die Siebdruckform gemischt werden.
Unter einem „3D-Siebdruckverfahren“ soll ein Verfahren verstanden werden, in welchem in einer Mehrzahl von Prozessschritten jeweils eine Klebstofflage des Klebefilms durch Drücken eines flüssigen und/oder hochviskosen Klebstoffs durch zumindest eine Siebdruckform auf ein Substrat aufgetragen wird. Es wäre möglich, dass der Klebefilm mittels eines bekannten 3D-Siebdruckverfahrens, welches insbesondere von handelsüblichen 3D-Siebdruckanlagen, wie sie beispielsweise von Exentis angeboten werden, durchgeführt wird, hergestellt ist. Vorteilhaft ist der Klebefilm mittels eines an den 3D-Druck von Klebefilmen angepassten 3D-Siebdruckverfahrens, welches an späterer Stelle näher erläutert wird, hergestellt. Ein mittels eines 3D-Siebdruckverfahrens hergestellter Klebefilm kann insbesondere durch seine komplexe Form und die Struktur seiner Ränder von mittels anderer Methoden wie beispielsweise herkömmlichen Beschichtungsverfahren, 2D-Siebdruckverfahren und/oder Stanzverfahren hergestellten Klebefilmen unterschieden werden. Ferner kann der mittels dem 3D-Siebdruckverfahren hergestellte Klebefilm insbesondere durch die verwendeten Klebstoffe und weiteren Materialien von mittels anderen 3D-Druckverfahren, wie beispielsweise dem FDM-Druckverfahren, hergestellter Klebefilme unterschieden werden.
Um eine Gestaltungsfreiheit des Klebefilms weiter zu steigern, wird vorgeschlagen, dass der Klebefilm eine Mehrzahl an Klebstofflagen aufweist, welche gemeinsam zumindest einen vordefinierten Körper ausbilden. Eine Anzahl und Dicke der Klebstofflagen ist insbesondere beliebig wählbar, vorzugsweise beträgt eine Dicke der Klebstofflagen zwischen 10 µm und 100 µm. Der vordefinierte Körper könnte als ein geometrischer Körper ausgebildet sein, wie beispielsweise ein Rechteck oder ein Quadrat. Bevorzugt bilden die Klebstofflagen gemeinsam genau einen vordefinierten Körper aus, es wäre aber auch denkbar, dass die Klebstofflagen gemeinsam eine Mehrzahl an voneinander beabstandeten vordefinierten Körpern ausbilden, welche zueinander identisch oder voneinander verschieden ausgebildet sein könnten. Die vordefinierten Körper könnten regelmäßig oder unregelmäßig angeordnet sein, insbesondere könnten die vordefinierten Körper in Form eines Musters, wie beispielsweise einer Matrix, angeordnet sein. Möglicherweise könnte der Klebefilm zumindest eine Füllstofflage aufweisen, welche dazu vorgesehen ist, zwischen zwei aufeinanderfolgenden Klebstofflagen angeordnet zu sein und/oder zumindest einen Zwischenraum zwischen den vordefinierten Körpern zu füllen. Die Füllstofflage kann beliebige geeignete Füllstoffe, wie beispielsweise PUR, PP, PET und/oder anorganische Füllstoffe aufweisen. Die Füllstofflage kann alternativ oder zusätzlich weitere Funktionen bereitstellen, wie beispielsweise eine Atmungsaktivität und/oder eine elektrische Leitfähigkeit. Hierdurch kann insbesondere eine nahezu unendliche Vielfalt an möglichen Ausgestaltungen des Klebefilms erreicht werden. Vorteilhaft können vordefinierte Körper von einer Größe und/oder Komplexität gewählt werden, welche mit herkömmlichen Methoden zur Herstellung von Klebefilmen nicht möglich sind.
Es wäre möglich, dass die Klebstofflagen gemeinsam ein Prisma mit einer beliebigen Grundfläche ausbilden. Um eine Gestaltungsfreiheit des Klebefilms noch weiter zu erhöhen, wird vorgeschlagen, dass die Klebstofflagen sich durch eine Ausdehnung voneinander unterscheiden. Insbesondere können sich die Klebstofflagen untereinander jeweils durch eine Dicke und/oder Breite und/oder Höhe unterscheiden. Insbesondere können die Klebstofflagen jeweils eine inhomogene Dicke und/oder Breite und/oder Höhe aufweisen. Beispielsweise könnte der vordefinierte Körper als ein Ovoid, insbesondere eine Kugel, ausgebildet sein. Insbesondere kann der vordefinierte Körper auch als ein amorpher Körper ausgebildet sein. Vorteilhaft kann der vordefinierte Körper Einbuchtungen, Ausbuchtungen, Hohlräume, Löcher, Brücken, Verdünnungen und/oder Verdickungen aufweisen. Besonders vorteilhaft weist der vordefinierte Körper eine funktionale Form auf. Unter einer „funktionalen Form“ soll eine dreidimensionale Form eines Körpers verstanden werden, welche unabhängig von den restlichen Eigenschaften des Körpers eine zusätzliche Funktionalität bereitstellt. Insbesondere kann die funktionale Form eine mikroskopische und/oder nanoskopische Strukturierung aufweisen. Funktionale Formen zeichnen sich häufig durch ein Imitieren von in der Natur vorkommenden Strukturen aus, wie sie beispielsweise bei Haifischhaut, Lotusblättern, Kletten oder Geckofüßen zu finden sind. Alternativ oder zusätzlich könnte der vordefinierte Körper zumindest ein Identifikationsmerkmal aufweisen. Unter einem „Identifikationsmerkmal“ soll ein Teilbereich des vordefinierten Körpers verstanden werden, welcher eine eindeutige Zuordnung des Klebefilms bereitstellt. Beispielsweise könnte das Identifikationsmerkmal als ein zweidimensionales oder dreidimensionales Firmenlogo und/oder ein zweidimensionaler oder dreidimensionaler Produktcode ausgebildet sein. Es wäre vorstellbar, dass die Füllstofflage zusätzlich eine Stützfunktion aufweist, beispielsweise um das Herstellen von vordefinierten Körpern mit Brücken zu vereinfachen, und insbesondere nach der Herstellung des Klebefilms entfernbar ist, beispielsweise durch ein Aufschmelzen und/oder Verdampfen. Hierdurch kann eine einfachere und präzisere Anpassung einer Form des Klebefilms an eine jeweilige Anwendung vorgenommen werden. Vorteilhaft kann der Klebefilm an jegliche Formen von zu verbindenden Fügepartnern angepasst werden.
Die Klebstofflagen könnten bezüglich eines verwendeten Klebstoffs und dessen Klebstoffeigenschaften zueinander identisch sein. Um eine noch höhere Gestaltungsfreiheit des Klebefilms zu erreichen, wird vorgeschlagen, dass die Klebstofflagen sich durch einen Klebstoff und/oder eine Klebstoffeigenschaft unterscheiden. Insbesondere können die Klebstofflagen jeweils einen Klebstoff oder mehrere, insbesondere unterschiedliche, Klebstoffe aufweisen. Der Klebstoff ist abhängig von dem Anwendungsbereich beliebig wählbar, beispielsweise könnte der Klebstoff als ein Polyurethan-Klebstoff, ein Acrylat-Klebstoff, ein Polyester-Klebstoff, ein Epoxid-Klebstoff, ein Kautschuk-Klebstoff und/oder ein Silikon-Klebstoff ausgebildet sein. Unter einer „Klebstoffeigenschaft“ soll eine Eigenschaft, die direkt mit dem Klebeergebnis und/oder dem Anklebeprozess des Klebefilms zusammenhängt verstanden werden, wie Kohäsion, Adhäsion, Tack, Viskosität, Vernetzungsart und/oder Vernetzungstemperatur. Vorteilhaft ist der Klebstoff und/oder die Klebstoffeigenschaft abhängig von einer Position der Klebstofflage. Beispielsweise könnte für die unterste und/oder oberste Klebstofflage ein Klebstoff mit besonders hohem Tack verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich können sich die Klebstoffe durch weitere, insbesondere ästhetische, Eigenschaften voneinander unterscheiden, wie beispielsweise einer Farbe und/oder einem Geruch. Hierdurch kann selbst für Klebefilme mit gleicher Form eine einfache und präzise Anpassung von Klebstoffeigenschaften an eine jeweilige Anwendung vorgenommen werden. Vorteilhaft kann der Klebefilm an Anwendungen mit Fügepartnern der gleichen Form aber unterschiedlichen Materialeigenschaften, wie beispielsweise einer Oberflächenenergie, angepasst werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Klebstofflagen sich durch zumindest ein Funktionsmaterial und/oder eine Bearbeitung unterscheiden. Unter einem „Funktionsmaterial“ soll ein Material verstanden werden, welches zusätzlich zu den Klebeeigenschaften eine weitere Funktionalität bereitstellt. Beispielsweise könnte das Funktionsmaterial als ein elektrisch leitendes Füllmaterial ausgebildet sein, welches eine elektrische Leitfähigkeit der Klebstofflage parallel und/oder senkrecht zu der Klebstofflage erhöht. Alternativ könnte das Funktionsmaterial als ein elektrisch und/oder thermisch isolierendes Füllmaterial ausgebildet sein. Unter einer „Bearbeitung“ soll eine Struktur und/oder ein Bereich der Klebstofflage verstanden werden, welcher durch zumindest einen zusätzlichen Prozess, welcher insbesondere zu der Mischung, dem Aufbringen und/oder dem Vernetzen der Klebstofflage unterschiedlich ist, erzeugt ist. Beispielsweise könnte die Bearbeitung als eine Gravur, eine lithographische Struktur, ein Stanzloch und/oder ein Einschnitt ausgebildet sein. Beispielsweise könnte die Klebstofflage einen Klebstoff aufweisen, welcher im Vergleich zu den Klebstoffen der restlichen Klebstofflagen eine geringe Atmungsaktivität aufweist, wobei die Klebstofflage zur Kompensation dieser geringen Atmungsaktivität eine Bearbeitung in Form von Stanzlöchern und/oder Einschnitten aufweist. Besonders vorteilhaft stellen die Klebstofflagen durch ihre jeweiligen Funktionsmaterialien und/oder Bearbeitungen gemeinsam eine übergeordnete Funktionalität bereit. Beispielsweise könnten die Klebstofflagen jeweils unterschiedliche elektrisch leitfähige Bereiche aufweisen, welche jeweils mit den elektrisch leitfähigen Bereichen der benachbarten Klebstofflagen elektrische leitend verbunden sind, sodass die Klebstofflagen gemeinsam einen Leiterpfad durch den Klebefilm definieren, welcher insbesondere in Form einer Spule ausgebildet sein könnte. Hierdurch können unzählige Varianten von funktionalen Klebefilmen für verschiedenste Anwendungsbereiche, wie beispielsweise medizinische Anwendungen, Anwendungen in der Automobilindustrie, Anwendungen in der Elektrotechnik, welche alle eigene Anforderungen an die Funktionalität des Klebefilms aufweisen, bereitgestellt werden.
Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass der Klebstoff in zumindest einem ersten Zustand flüssig und/oder hochviskos und in zumindest einem zweiten Zustand fest ist. Darunter, dass der Klebstoff „flüssig und/oder hochviskos“ ist, soll verstanden werden, dass eine Viskosität des Klebstoffs maximal 10⁵ mPas beträgt, während eine Viskosität eines „festen“ Klebstoffs mindestens 10⁷ mPas beträgt. Insbesondere weisen flüssige Klebstoffe eine Viskosität von maximal 10³ mPas und hochviskose Klebstoffe eine Viskosität zwischen 10³ mPas und 10⁵ mPas auf. Insbesondere kann der Klebstoff beliebige weitere Zustände aufweisen, in welchen er eine beliebige andere Viskosität aufweisen kann. Beispielsweise könnte der Klebstoff eine erste Substanz, welche latent reaktiv ist und bereits bei Temperaturen unter 30°C aushärtet, und eine zweite Substanz, welche erst bei Temperaturen über 80°C aushärtet, aufweisen. Der Klebstoff kann insbesondere als ein lösemittelbasierter Klebstoff ausgebildet sein. Unter einem „lösemittelbasierten Klebstoff“ soll ein Klebstoff verstanden werden, welcher vor einer Ausbildung des Klebefilms mit zumindest einem Lösemittel, wie beispielsweise Isopropanol oder Wasser, vermischt ist, wobei der Klebefilm im Wesentlichen frei von Lösemittel ist. In diesem Fall weist die Ausbildung des Klebefilms vorzugsweise einen Trocknungsschritt zur Entfernung des Lösemittels auf. Alternativ könnte der Klebstoff als ein lösemittelfreier Klebstoff ausgebildet sein. Hierdurch kann eine einfache Herstellung des Klebefilms erreicht werden. Vorteilhaft kann das Auftragen der Klebstofflagen durchgeführt werden, während der jeweilige Klebstoff sich im ersten Zustand befindet, wobei die Klebstofflage stabilisiert wird, indem der Klebstoff im Anschluss an das Auftragen in den zweiten Zustand überführt wird.
Um eine umweltfreundliche und flexible Herstellung des Klebefilms zu erreichen, wird in einem ersten Aspekt der Erfindung vorgeschlagen, dass der Klebstoff reversibel vom ersten Zustand in den zweiten Zustand überführbar ist. Vorzugsweise ist der Klebstoff beliebig oft vom ersten Zustand in den zweiten Zustand und umgekehrt überfiihrbar. Besonders bevorzugt ist der Klebstoff als ein Hot-Melt Klebstoff ausgebildet. Denkbar wäre, dass die Klebstofflage nach dem Auftragen erneut in den ersten Zustand überführbar ist, um beispielsweise eine weitere Verformung der Klebstofflage zu ermöglichen. Hierdurch kann auf die Verwendung von umweltschädlichen Lösemitteln zur Herstellung des Klebefilms verzichtet werden. Vorteilhaft kann zur besseren Haftung der Klebstofflagen aneinander eine der nächsten Klebstofflage zugewandte Seite der Klebstofflage angeschmolzen werden. Besonders vorteilhaft können Klebefilme ermöglicht werden, deren Form mehrere separate Verformungsschritte und Aushärtungsschritte benötigen.
Um eine einfache und verlässliche Herstellung des Klebefilms zu erreichen, wird in einem zweiten Aspekt der Erfindung vorgeschlagen, dass der zweite Zustand ein vernetzter Zustand ist. Insbesondere ist der Klebstoff irreversibel vom ersten Zustand in den zweiten Zustand überführbar. Unter einem „vernetzten Zustand“ soll ein Zustand verstanden werden, in welchem der Klebstoff chemische Verbindungen aufweist, welche im ersten Zustand nicht vorhanden sind und die Festigkeit des Klebstoffes erhöhen. Insbesondere weist der Klebstoff in dem vernetzten Zustand ein Polymernetzwerk auf. Hierdurch kann eine hohe Festigkeit der Klebstofflagen nach der Überführung in den zweiten Zustand gewährleistet werden. Vorteilhaft kann ein Verformen der Klebstofflagen nach einem Auftragen auf das Substrat vermieden werden.
Bevorzugt ist der Klebstoff mittels einer Temperaturveränderung und/oder einer Bestrahlung vom ersten Zustand in den zweiten Zustand überführbar. Eine Übergangstemperatur des Klebstoffs, welche eine Grenze zwischen dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand definiert, ist abhängig von der Art des Klebstoffs und an einen Anwendungsbereich anpassbar, vorzugsweise ist die Übergangstemperatur mindestens 100°C. Insbesondere befindet sich der Klebstoff unterhalb der Übergangstemperatur in dem zweiten Zustand und oberhalb der Übergangstemperatur in dem ersten Zustand. Die Bestrahlung ist ebenfalls abhängig von der Art des Klebstoffs und kann sichtbares Licht, UV-Strahlung, Infrarot-Strahlung, Röntgenstrahlung, Alphastrahlung und/oder Gammastrahlung aufweisen. Im Fall, dass der Klebstoff reversibel vom ersten Zustand in den zweiten Zustand überführbar ist, könnte der Klebstoff nach einer vordefinierten Zeit mittels einer weiteren Temperaturveränderung und/oder mittels einer weiteren Bestrahlung zurück in den ersten Zustand überführbar sein. Hierdurch kann ein einfaches Aushärten der Klebstofflagen erreicht werden. Vorteilhaft können bereits aus der Klebstoffherstellung und dem 3D-Druck bekannte Prozessschritte zur Aushärtung verwendet werden, was eine Anpassung des 3D-Siebdruckverfahrens an die Klebstoffherstellung vereinfacht.
Ferner geht die Erfindung aus von einem Verfahren zur Herstellung des Klebefilms, bei welchem in einer Mehrzahl von Prozessschritten jeweils eine der Klebstofflagen des Klebefilms durch Drücken des flüssigen und/oder hochviskosen Klebstoffs durch zumindest eine Siebdruckform auf das Substrat aufgetragen wird. Insbesondere wird die Siebdruckform nach jedem Prozessschritt erneut mit Klebstoff benetzt. Im Folgenden wird abwechselnd der Singular und Plural von „Siebdruckform“ benutzt, wobei in Fällen, in denen der Plural verwendet wird, von Merkmalen gesprochen wird, welche lediglich in Ausführungsbeispielen mit mehreren Siebdruckformen vorhanden sein können, wobei in Fällen, in denen der Singular verwendet wird, sowohl eine als auch mehrere Siebdruckformen vorhanden sein können. Vorzugsweise wird der Klebstoff mittels zumindest einer Rakel durch die Siebdruckform gedrückt. Insbesondere kann durch jede der Siebdruckformen derselbe Klebstoff gedrückt werden, alternativ könnten verschiedene Klebstoffe durch die Siebdruckformen gedrückt werden. Bevorzugt weist die Siebdruckform eine rechteckige Form auf. Besonders bevorzugt weist die Rakel eine zu einer Breite der Siebdruckform identische Breite aus und presst während des Prozessschritts entlang der Länge der Siebdruckform den Klebstoff durch die Siebdruckform. Es wäre möglich, dass die Siebdruckform eine planare Form aufweist. In diesem Fall wird die Rakel vorzugsweise an einer Ausgangsposition an einem ersten Ende der Siebdruckform angesetzt und entlang der Länge der Siebdruckform zu einer Endposition an einem, dem ersten Ende gegenüberliegenden, zweiten Ende der Siebdruckform bewegt. Bevorzugt weist die Siebdruckform eine gebogene Form auf, besonders bevorzugt ist die Siebdruckform als Teil eines Mantels einer Siebdruckwalze ausgebildet. In diesem Fall wird die Rakel vorzugsweise stationär gehalten, während die Siebdruckform durch eine Rotation der Siebdruckwalze zwischen der Rakel und dem Substrat hindurchgezogen wird. Die Siebdruckform kann insbesondere in Form eines Siebs und/oder einer Schablone ausgebildet sein. Das Sieb weist insbesondere ein zweidimensionales Geflecht von Fäden auf, welche aus Metall, Plastik und/oder Textil bestehen können. Vorteilhaft weist das Geflecht eine Vielzahl an Maschen auf, durch welche der Klebstoff gedrückt wird. Vorzugsweise ist das Geflecht als ein regelmäßiges Geflecht ausgebildet, alternativ könnte das Geflecht auch als ein unregelmäßiges Geflecht ausgebildet sein. Beispielsweise könnte das Geflecht in unterschiedlichen Teilbereichen eine unterschiedliche Maschengröße aufweisen, wodurch sich eine Auftragsmenge des Klebstoffs, welcher durch das Geflecht gedrückt wird, von Teilbereich zu Teilbereich unterscheidet. Besonders bevorzugt weist das Sieb zumindest eine Abdeckung auf, welche nicht von dem Klebstoff durchdringbar ist. Die Abdeckung besteht vorzugsweise ebenfalls aus Metall, Plastik und/oder Textil. Besonders bevorzugt wird durch die Abdeckung eine Auftragsfläche des Siebs, durch welche der Klebstoff gedrückt werden kann, eingegrenzt. Die „Schablone“ weist insbesondere eine zusammenhängende, zweidimensionale Folie auf, welche aus Metall und/oder Plastik bestehen kann. Vorteilhaft ist die Folie nicht von dem Klebstoff durchdringbar. Besonders vorteilhaft weist die Folie zumindest eine Öffnung auf, durch welche der Klebstoff gedrückt wird. Die Öffnung kann insbesondere eine beliebige Form und/oder Größe aufweisen und beispielsweise als ein mechanischer Schnitt, als ein Laserschnitt, als eine Ätzung und/oder als eine Stanzung ausgebildet sein. Es wäre denkbar, dass die Folie eine Mehrzahl von regelmäßig angeordneten und/oder identischen Öffnungen aufweist, alternativ könnte die Folie auch eine Mehrzahl von unregelmäßig angeordneten und/oder verschieden ausgebildeten Öffnungen aufweisen. Insbesondere weisen das Sieb oder die Schablone jeweils zumindest einen Rahmen auf, an welchem die einzelnen Fäden oder die Folie angebracht sind und welcher vorteilhaft die Fäden oder die Folie unter Spannung hält. Hierdurch kann eine Gestaltungsfreiheit bei der Herstellung des Klebefilms erhöht werden. Vorteilhaft kann eine Einschränkung auf homogene Klebstofflagen zur Ausbildung des Klebefilms vermieden werden. Besonders vorteilhaft kann eine Herstellung von kleinen und/oder komplexen Klebstofffilmen in einem industriellen Maßstab ermöglicht werden.
Es wäre denkbar, dass das Substrat zumindest während der Prozessschritte stationär ist, wie es bei handelsüblichen 3D-Siebdruckanlagen der Fall ist. Um eine Effizienz der Herstellung des Klebefilms zu steigern, wird vorgeschlagen, dass das Substrat von zumindest einer Versorgungsrolle abgewickelt und nach den Prozessschritten auf zumindest eine Produktrolle aufgewickelt wird. Vorzugsweise ist das Substrat als eine Substratbahn ausgebildet, welche während der Prozessschritte unter einer konstanten Bahnspannung gehalten wird. Besonders bevorzugt sind eine Abwickelgeschwindigkeit des Substrats und eine Aufwickelgeschwindigkeit des Substrats identisch und konstant. Vorteilhaft verläuft eine Bahnstrecke des Substrats entlang zumindest einer Druckstation und zumindest einer Aushärtestation, welche jeweils entweder paarweise hintereinander angeordnet oder vorzugsweise als eine gemeinsame Station ausgebildet sind und an welchen gemeinsam jeweils einer der Prozessschritte durchgeführt wird.
Insbesondere können zusätzliche Stationen, wie beispielsweise Funktionalisierungsstationen, zwischen den einzelnen Paaren beziehungsweise gemeinsamen Stationen angeordnet sein. Hierdurch kann eine Fertigung des Klebefilms im industriellen Maßstab ermöglicht werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Siebdruckform während zumindest eines der Prozessschritte relativ zu dem Substrat fixiert wird. Es wäre denkbar, dass sämtliche der Siebdruckformen während des Prozessschritts relativ zu dem Substrat fixiert werden, alternativ könnte nur ein Teil der Siebdruckformen während des Prozessschritts relativ zu dem Substrat fixiert werden. Vorzugsweise wird die Siebdruckform während jedem der Prozessschritte relativ zu dem Substrat fixiert. Darunter, dass die Siebdruckform „relativ zu dem Substrat“ fixiert wird, soll verstanden werden, dass die Siebdruckform zumindest parallel zu einer Bewegungsrichtung des Substrats fixiert wird, insbesondere wird die Siebdruckform im Fall, dass das Substrat als eine Substratbahn ausgebildet ist, parallel zur Bahnstrecke fixiert. Insbesondere kann die Siebdruckform geneigt, gedreht, in Richtung des Substrats bewegt und/oder in eine von dem Substrat abgewandte Richtung bewegt werden. Beispielsweise könnte die Siebdruckform eine stationäre Rotationsbewegung durchlaufen, insbesondere wenn die Siebdruckform als Teil eines Siebdruckzylinders ausgebildet ist. Es wäre denkbar, dass das Substrat zwischen den Prozessschritten von Siebdruckform zu Siebdruckform bewegt wird und während der Prozessschritte ebenfalls stationär ist. Bevorzugt wird das Substrat mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt, wobei besonders bevorzugt im Falle, dass die Siebdruckform eine planare Form aufweist, die Rakel mit einer zu der Geschwindigkeit unterschiedlichen weiteren Geschwindigkeit über die Siebdruckform bewegt wird. Die Rakel könnte in eine zu der Bewegungsrichtung des Substrats identische oder entgegengesetzte Richtung bewegt werden. Insbesondere könnte die Rakel zu einem Auftragen des Klebstoffs mit einer höheren Geschwindigkeit als das Substrat entlang der Bewegungsrichtung des Substrats bewegt werden, wobei eine Rückstellzeit, in welcher die Rakel zurück in seine Ausgangsposition bewegt wird, derart an die Bewegungsgeschwindigkeit des Substrats angepasst ist, dass die Auftragung des Klebstoffs lückenlos und gleichmäßig erfolgt. Vorteilhaft wird innerhalb der Rückstellzeit die Siebdruckform erneut mit Klebstoff benetzt. Hierdurch kann eine einfache Herstellung des Klebefilms erreicht werden. Vorteilhaft kann auf aufwändige Konstruktionen zur Bewegung der Siebdruckformen verzichtet werden.
Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass die Siebdruckform während zumindest eines der Prozessschritte gemeinsam mit dem Substrat bewegt wird. Es wäre denkbar, dass sämtliche der Siebdruckformen während des Prozessschritts gemeinsam mit dem Substrat bewegt werden, alternativ könnte nur ein Teil der Siebdruckformen während des Prozessschritts gemeinsam mit dem Substrat bewegt werden. Vorzugsweise wird die Siebdruckform während jedem der Prozessschritte gemeinsam mit dem Substrat bewegt. Darunter, dass die Siebdruckform „gemeinsam“ mit dem Substrat bewegt wird, soll verstanden werden, dass die Siebdruckform in dieselbe Richtung und mit derselben Geschwindigkeit als das Substrat bewegt wird, sodass insbesondere eine Relativbewegung der Siebdruckform zu dem Substrat während des Prozessschritts im Wesentlichen gleich null ist. Es wäre denkbar, dass mehrere Siebdruckformen einem der Prozessschritte zugeordnet sind und entlang einer vordefinierten Bewegungsstrecke des Substrats gemeinsam mit dem Substrat bewegt werden, wobei vorzugsweise die Siebdruckformen entlang einer geschlossenen Bahn bewegt werden, sodass die Klebstofflage lückenfrei mittels der Siebdruckformen aufgetragen wird. Hierdurch kann eine schnelle und effiziente Herstellung des Klebefilms erreicht werden. Vorteilhaft kann das Auftragen der Klebstofflagen unabhängig von einer Geschwindigkeit des Substrats ermöglicht werden.
Vorstellbar wäre, dass sämtliche der Siebdruckformen zueinander identisch ausgebildet sind. Um eine Gestaltungsfreiheit der Herstellung des Klebefilms weiter zu erhöhen, wird vorgeschlagen, dass in dem Verfahren eine Mehrzahl von zueinander unterschiedlich ausgestalteten Siebdruckformen verwendet werden. Insbesondere können sich die Siebdruckformen in einer Breite, Länge, Krümmung, Form und/oder Größe der Maschen/Öffnungen und/oder in einer Anzahl, Form, Größe und/oder Position der Abdeckungen unterscheiden. Hierdurch kann eine Ausgestaltung jeder einzelnen Klebstofflage des Klebefilms an die jeweilige Anwendung angepasst werden.
Es wäre denkbar, dass die Siebdruckform stets genau einem Prozessschritt zugeordnet ist. Um eine Effizienz der Herstellung des Klebefilms weiter zu erhöhen, wird vorgeschlagen, dass die Siebdruckform mehreren Prozessschritten zugeordnet ist und zwischen den Prozessschritten angepasst wird. Es wäre denkbar, dass sämtliche der Siebdruckformen mehreren Prozessschritten zugeordnet sind und zwischen den Prozessschritten angepasst werden, alternativ könnte nur ein Teil der Siebdruckformen mehreren Prozessschritten zugeordnet sein und zwischen den Prozessschritten angepasst werden. Darunter, dass die Siebdruckform „angepasst“ wird, soll verstanden werden, dass eine Breite, Länge, Krümmung, Form und/oder Größe der Maschen/Öffnungen und/oder eine Anzahl, Form, Größe und/oder Position der Abdeckungen geändert wird. Insbesondere könnte der Rahmen zur Anpassung der Siebdruckform ansteuerbar sein. Hierdurch kann eine Zahl der benötigten Siebdruckformen reduziert und/oder ein Spektrum der mit denselben Siebdruckformen herstellbaren Klebefilme erhöht werden.
Schließlich wird vorgeschlagen, dass die Siebdruckform austauschbar ist. Insbesondere können eine, mehrere oder sämtliche der Siebdruckformen austauschbar sein. Darunter, dass die Siebdruckform „austauschbar“ ist, soll in diesem Zusammenhang verstanden werden, dass die Siebdruckform einer der Druckstationen durch eine weitere Siebdruckform ausgetauscht werden kann. Denkbar wäre, dass die weitere Siebdruckform zu der Siebdruckform identisch ist, wobei das Austauschen in diesem Fall bei einer Beschädigung und/oder Verschleiß der Siebdruckform erfolgen könnte, vorteilhaft ist die weitere Siebdruckform zu der Siebdruckform unterschiedlich, wobei das Austauschen in diesem Fall bei einer benötigten Anpassung des entsprechenden Prozessschritts erfolgen könnte. Hierdurch kann eine einfache Wartung und/oder eine erhöhte Flexibilität bei der Herstellung des Klebefilms erreicht werden.
Der Klebefilm und das Verfahren zur Herstellung des Klebefilms sollen hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere können der Klebefilm und das Verfahren zur Herstellung des Klebefilms zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen, Einheiten oder Verfahrensschritten abweichende Anzahl aufweisen.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibungen und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Klebefilms und eines Substrats und
2 ein schematisches Verlaufsdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung des Klebefilms.

1 zeigt einen Klebefilm 10. Der Klebefilm 10 ist mittels eines 3D-Siebdruckverfahrens hergestellt. Der Klebefilm 10 ist auf einem Substrat 20 aufgebracht. Das Substrat 20 ist als ein Träger ausgebildet und besteht aus Karton. Alternativ könnte das Substrat 20 als ein Transferfilm ausgebildet sein und/oder aus PE oder PP bestehen. Der Klebefilm 10 und das Substrat 20 bilden gemeinsam ein einseitiges Klebeband. Alternativ könnten auch zwei Klebefilme auf dem Substrat 20 aufgebracht sein um ein zweiseitiges Klebeband zu bilden. Der Klebefilm 10 weist eine Mehrzahl an Klebstofflagen 12, 14, 16 auf. Die Klebstofflagen 12, 14, 16 bilden gemeinsam einen vordefinierten Körper aus. Der vordefinierte Körper ist als ein Trapezprisma ausgebildet. Alternativ könnte der vordefinierte Körper beliebige andere Formen annehmen. Die Klebstofflagen 12, 14, 16 unterscheiden sich durch eine Ausdehnung voneinander. Die Klebstofflagen 12, 14, 16 weisen eine zu einem Abstand zum Substrat 20 antiproportionale Breite auf.
Die Klebstofflagen 12, 14, 16 weisen jeweils einen Klebstoff auf, welcher in einem ersten Zustand flüssig und in einem zweiten Zustand fest ist. Die Klebstofflagen 12, 14, 16 unterscheiden sich durch den Klebstoff voneinander. Die erste Klebstofflage 12 weist einen Hot-Melt Klebstoff auf. Der Hot-Melt Klebstoff ist reversibel vom ersten Zustand in den zweiten Zustand überführbar. Die zweite Klebstofflage 14 weist einen UV-Epoxid Klebstoff auf. Der zweite Zustand des UV-Epoxid Klebstoffs ist ein vernetzter Zustand. Der UV-Epoxid Klebstoff ist mittels einer UV-Bestrahlung vom ersten Zustand in den zweiten Zustand überführbar. Die dritte Klebstofflage 16 weist einen UV-Acrylat Klebstoff auf, welcher sich bezüglich seiner ersten und zweiten Zustände im Wesentlichen wie der UV-Epoxid Klebstoff verhält.
Die Klebstofflagen 12, 14, 16 unterscheiden sich durch ein Funktionsmaterial 18. Die erste Klebstofflage 12 weist das Funktionsmaterial 18 auf. Das Funktionsmaterial 18 besteht aus leitfähigen Partikeln, beispielsweise Silberpartikeln. Das Funktionsmaterial 18 stellt eine isotrope Leitfähigkeit der ersten Klebstofflage 12 bereit. Alternativ könnte jede der Klebstofflagen 12, 14, 16 beliebige weitere Funktionsmaterialien und/oder Bearbeitungen aufweisen.
2 zeigt ein schematisches Verlaufsdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung des Klebefilms 10. Das Verfahren ist als ein Rolle-zu-Rolle Prozess ausgebildet. In einem Abwickelschritt 100 wird das Substrat 20 von einer Versorgungsrolle (nicht dargestellt) abgewickelt. In einem ersten Prozessschritt 110 wird die erste Klebstofflage 12 auf das Substrat 20 aufgetragen. Hierzu wird der Hot-Melt Klebstoff durch ein Erhitzen in den ersten Zustand überführt, mit dem Funktionsmaterial 18 gemischt und mittels mehrerer ersten Rakeln (nicht dargestellt) durch eine erste Siebdruckform (nicht dargestellt) gedrückt. Die erste Siebdruckform ist als ein Sieb ausgebildet. Alternativ könnte die erste Siebdruckform auch als eine Schablone ausgebildet sein. Die erste Siebdruckform wird während des ersten Prozessschritts 110 relativ zu dem Substrat 20 fixiert. Die erste Siebdruckform ist als Teil eines Siebdruckzylinders ausgebildet. Im Anschluss an das Auftragen wird die erste Klebstofflage 12 abgekühlt, um den Hot-Melt Klebstoff wieder in den zweiten Zustand zu überführen. Der erste Prozessschritt 110 folgt auf den Abwickelschritt 100.
In einem zweiten Prozessschritt 120 wird die zweite Klebstofflage 14 auf die erste Klebstofflage 12 aufgetragen. Hierzu wird der UV-Epoxid Klebstoff mittels eines zweiten Rakels (nicht dargestellt) durch mehrere zweite Siebdruckformen (nicht dargestellt) gedrückt. Die zweiten Siebdruckformen unterscheidet sich von der ersten Siebdruckform. Die zweite Siebdruckform weist eine kleinere Auftragsfläche als die erste Siebdruckform auf. Die zweiten Siebdruckformen werden während des zweiten Prozessschritts 120 gemeinsam mit dem Substrat 20 bewegt. Die zweiten Siebdruckformen werden entlang einer geschlossenen Bahn bewegt, sodass keine Lücken in der zweiten Klebstofflage 14 entstehen können. Im Anschluss an das Auftragen der zweiten Klebstofflage 14 wird sie mit UV-Strahlung bestrahlt, um den UV-Epoxid Klebstoff in den zweiten Zustand zu überführen. Der zweite Prozessschritt 120 folgt auf den ersten Prozessschritt 110.
In einem dritten Prozessschritt 130 wird die dritte Klebstofflage 16 auf die zweite Klebstofflage 14 aufgetragen. Hierzu wird der UV-Acrylat Klebstoff mittels eines dritten Rakels (nicht dargestellt) durch eine dritte Siebdruckform (nicht dargestellt) gedrückt. Die dritte Siebdruckform weist eine kleinere Auftragsfläche auf als die zweiten Siebdruckformen. Die dritte Siebdruckform ist als Teil eines Siebdruckzylinders ausgebildet. Die dritte Siebdruckform ist bezüglich einer Funktionsweise im Wesentlichen identisch zur ersten Siebdruckform. Im Anschluss an das Auftragen der dritten Klebstofflage 16 wird sie mit UV-Strahlung bestrahlt, um den UV-Acrylat Klebstoff in den zweiten Zustand zu überführen. Der dritte Prozessschritt 130 folgt auf den zweiten Prozessschritt 120.
In einem Aufwickelschritt 140 wird das fertige einseitige Klebeband auf eine Produktrolle (nicht dargestellt) aufgewickelt. Der Aufwickelschritt 140 erfolgt nach den Prozessschritten 110, 120, 130.
Das Verfahren kann alternativ weitere Prozessschritte aufweisen, welche zu den genannten Prozessschritten 110, 120, 130 unterschiedlich oder identisch ausgebildet sein können, ferner könnte das Verfahren weitere Verfahrensschritte aufweisen, welche beispielsweise einer zusätzlichen Funktionalisierung des Klebebands dienen können.
Jede der Siebdruckformen ist austauschbar. Beispielsweise könnte die erste Siebdruckform durch eine der dritten Siebdruckformen und die dritten Siebdruckformen durch mehrere ersten Siebdruckformen ausgetauscht werden, wodurch der vordefinierte Körper ein umgedrehtes Trapezprisma werden würde. Jede der Siebdruckformen ist vor, nach oder während jedem der Prozessschritte 110, 120, 130 zu einer Veränderung der Auftragsfläche anpassbar. Beispielsweise könnte der zweite Prozessschritt 120 in mehrere Prozessschritte aufgeteilt werden, in welchen die zweiten Siebdruckformen mehrere Klebstofflagen auftragen, deren Breiten größer als die Breite der dritten Klebstofflage 16 sind und stufenweise kleiner werden, wobei die zweiten Siebdruckformen zwischen den einzelnen Prozessschritten angepasst werden.
Die Prozessschritte 110, 120, 130 sollen lediglich beispielhaft die verschiedenen möglichen Ausgestaltungen von Prozessschritten des 3D-Siebdruckverfahrens demonstrieren, insbesondere sollen hierdurch keine 3D-Siebdruckverfahren ausgeschlossen werden, in welchen mehrere oder sämtliche der Prozessschritte zueinander identisch ausgebildet sind.
Bezugszeichenliste

10: Klebefilm
12: erste Klebstofflage
14: zweite Klebstofflage
16: dritte Klebstofflage
18: Funktionsmaterial
20: Substrat
100: Abwickelschritt
110: erster Prozessschritt
120: zweiter Prozessschritt
130: dritter Prozessschritt
140: Aufwickelschritt

Claims

Klebefilm (10), welcher mittels eines 3D-Siebdruckverfahrens hergestellt ist.
Klebefilm (10) gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl an Klebstofflagen (12, 14, 16), welche gemeinsam zumindest einen vordefinierten Körper ausbilden.
Klebefilm (10) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebstofflagen (12, 14, 16) sich durch eine Ausdehnung voneinander unterscheiden.
Klebefilm (10) gemäß Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebstofflagen (12, 14, 16) sich durch einen Klebstoff und/oder eine Klebstoffeigenschaft voneinander unterscheiden.
Klebefilm (10) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebstofflagen (12, 14, 16) sich durch zumindest ein Funktionsmaterial (18) und/oder eine Bearbeitung unterscheiden.
Klebefilm (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Klebstoff, welcher in zumindest einem ersten Zustand flüssig und/oder hochviskos und in zumindest einem zweiten Zustand fest ist.
Klebefilm (10) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff reversibel vom ersten Zustand in den zweiten Zustand überführbar ist.
Klebefilm (10) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Zustand ein vernetzter Zustand ist.
Klebefilm (10) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff mittels einer Temperaturveränderung und/oder einer Bestrahlung vom ersten Zustand in den zweiten Zustand überführbar ist.
Verfahren zur Herstellung eines Klebefilms, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem in einer Mehrzahl von Prozessschritten (110, 120, 130) jeweils eine Klebstofflage (12, 14, 16) des Klebefilms (10) durch Drücken eines flüssigen und/oder hochviskosen Klebstoffs durch zumindest eine Siebdruckform auf ein Substrat (20) aufgetragen wird.
Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (20) von zumindest einer Versorgungsrolle abgewickelt und nach den Prozessschritten auf zumindest eine Produktrolle aufgewickelt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebdruckform während zumindest eines der Prozessschritte relativ zu dem Substrat (20) fixiert wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebdruckform während zumindest eines der Prozessschritte gemeinsam mit dem Substrat (20) bewegt wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von zueinander unterschiedlich ausgestalteten Siebdruckformen.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebdruckform mehreren Prozessschritten zugeordnet ist und zwischen den Prozessschritten angepasst wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebdruckform austauschbar ist.