DE102022131231A1 - Removable adhesive tape - Google Patents
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- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein durch dehnendes Verstrecken ablösbares Haftklebeband und die Verwendung des Haftklebebands zur Verklebung von Bauteilen in elektronischen Geräten, Automobilen, medizinischen Geräten und zahnmedizinischen Geräten.Das Haftklebeband, umfasst:a) mindestens einen Träger mit einer Reißdehnung von mindestens 200 %, wobei der Träger wenigstens eine erste Seite und eine zweite Seite aufweist, undb) mindestens eine erste Haftklebemasseschicht, die wenigstens eine erste Phase (i) enthaltend wenigstens ein Poly(meth)acrylat und wenigstens eine zweite Phase (ii) enthaltend wenigstens ein Vinylaromatenblockcopolymer, wie insbesondere Styrolblockcopolymer, aufweist, wobei die erste Haftklebemasseschicht wenigstens auf der ersten Seite des Trägers angeordnet ist.The invention relates to a pressure-sensitive adhesive tape that can be removed by stretching and to the use of the pressure-sensitive adhesive tape for bonding components in electronic devices, automobiles, medical devices and dental devices.The pressure-sensitive adhesive tape comprises:a) at least one carrier with an elongation at break of at least 200%, the carrier having at least a first side and a second side, andb) at least one first pressure-sensitive adhesive layer which has at least a first phase (i) containing at least one poly(meth)acrylate and at least a second phase (ii) containing at least one vinylaromatic block copolymer, such as in particular styrene block copolymer, the first pressure-sensitive adhesive layer being arranged at least on the first side of the carrier.
Description
Die Erfindung betrifft ein durch dehnendes Verstrecken ablösbares Haftklebeband und die Verwendung des Haftklebebands zur Verklebung von Bauteilen in elektronischen Geräten, Automobilen, medizinischen Geräten und zahnmedizinischen Geräten.The invention relates to a pressure-sensitive adhesive tape that can be removed by stretching and to the use of the pressure-sensitive adhesive tape for bonding components in electronic devices, automobiles, medical devices and dental devices.
Wiederablösbare Klebebänder sind im Markt seit langem etabliert und dem Fachmann bekannt.Removable adhesive tapes have long been established on the market and are well known to experts.
Wichtig für die Anwendung von Klebebändern in elektronischen Bauteilen ist häufig die Schockbeständigkeit, da die verklebten Bauteile auch bei einem Fall des mobilen Gerätes nicht gelöst werden dürfen.Shock resistance is often important for the use of adhesive tapes in electronic components, as the bonded components must not come loose even if the mobile device falls.
Um die Schockbeständigkeit der Klebebänder zu erhöhen werden die Klebmassen oftmals geschäumt, insbesondere durch die Zugabe expandierbarer Mikroballons.In order to increase the shock resistance of the adhesive tapes, the adhesives are often foamed, especially by adding expandable microballoons.
So offenbaren die
In den vorgenannten Schriften werden hauptsächlich Vinylaromaten- bzw. Styrolblockcopolymere oder Acrylate als Basiselastomere für die Klebmassen offenbart.The aforementioned documents mainly disclose vinyl aromatic or styrene block copolymers or acrylates as base elastomers for the adhesives.
Die
Es hat sich jedoch gezeigt, dass die Erhöhung der Schockbeständigkeit einer Klebemasse und der daraus hergestellten Klebebänder, insbesondere bei der Verwendung von Styrolblockcopolymeren in der Klebemasse, begrenzt ist. Es lassen sich daher nicht beliebig dünne Klebebänder mit hervorragender Schockbeständigkeit herstellen.
Bei der Verwendung von Acrylaten in der Klebemasse besteht oftmals das Problem, dass nach dem Ablösen Rückstände auf dem Untergrund zurückbleiben, die dann aufwendig entfernt werden müssen.
Zudem besteht noch immer ein Problem darin, dass die Klebebänder dazu neigen zu zerreißen, und zwar insbesondere beim Dehnen in einem großen Winkel zur Verklebungsfläche.However, it has been shown that the increase in the shock resistance of an adhesive and the adhesive tapes made from it is limited, especially when styrene block copolymers are used in the adhesive. It is therefore not possible to produce adhesive tapes of any thickness with excellent shock resistance.
When using acrylates in the adhesive, there is often the problem that residues remain on the substrate after removal, which then have to be laboriously removed.
In addition, there is still a problem in that the adhesive tapes tend to tear, especially when stretched at a large angle to the bonding surface.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein durch dehnendes Verstrecken ablösbares Haftklebeband bereitzustellen, welches sich rückstandsfrei und zerstörungsfrei ablösen lässt und eine exzellente Schockbeständigkeit (Schlägzähigkeit) aufweist sowie möglichst reißerfrei wieder abgelöst werden kann.The present invention is therefore based on the object of providing a pressure-sensitive adhesive tape which can be removed by stretching, which can be removed without leaving residue and without destruction and which has excellent shock resistance (impact strength) and can be removed again as tear-free as possible.
Die Aufgabe wird durch ein Haftklebeband gemäß Anspruch 1 gelöst, d.h. durch ein durch dehnendes Verstrecken ablösbares Haftklebeband umfassend
- a) mindestens einen Träger mit einer Reißdehnung gemäß EN ISO 527 von mindestens 200 %, wobei der Träger wenigstens eine erste Seite und eine zweite Seite aufweist, und
- b) mindestens eine erste Haftklebemasseschicht, die wenigstens eine erste Phase (i) enthaltend wenigstens ein Poly(meth)acrylat und wenigstens eine zweite Phase (ii) enthaltend wenigstens ein Vinylaromatenblockcopolymer, wie insbesondere Styrolblockcopolymer, aufweist,
- wobei die erste Haftklebemasseschicht wenigstens auf der ersten Seite des Trägers angeordnet ist.
- a) at least one carrier having an elongation at break according to EN ISO 527 of at least 200 %, the carrier having at least a first side and a second side, and
- b) at least one first pressure-sensitive adhesive layer which comprises at least one first phase (i) containing at least one poly(meth)acrylate and at least one second phase (ii) containing at least one vinylaromatic block copolymer, such as in particular styrene block copolymer,
- wherein the first pressure-sensitive adhesive layer is arranged at least on the first side of the carrier.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass durch eine Klebemasse aufweisend die zwei Phasen (i) und (ii), nämlich auf Basis von Poly(meth)acrylaten bzw. Vinylaromatenblockcopolymeren, eine weitere Erhöhung der Schockbeständigkeit des erfindungsgemäßen Haftklebebandes erzielt werden kann.
Dabei ergibt sich bereits aus dem Begriff „Phasen“, dass die Phasen (i) und (ii) getrennt voneinander nebeneinander in der Haftklebemasseschicht vorliegen.
Gleichzeitig lässt sich das Haftklebeband bei ausreichend hoher Ablösekraft überraschenderweise rückstandsfrei und zerstörungsfrei lösen.
Zudem ergibt sich durch den Blend aus den Phasen (i) und (ii) in der Haftklebemasse eine höhere Temperaturbeständigkeit gegenüber Massen, die allein auf Vinylaromatenblockcopolymeren basieren. Dies ermöglicht die Verwendung des erfindungsgemäßen Haftklebebandes in Automobilen.Surprisingly, it has been found that a further increase in the shock resistance of the pressure-sensitive adhesive tape according to the invention can be achieved by an adhesive composition comprising the two phases (i) and (ii), namely based on poly(meth)acrylates or vinyl aromatic block copolymers.
The term “phases” already indicates that phases (i) and (ii) are present separately from one another in the pressure-sensitive adhesive layer.
At the same time, if the removal force is sufficiently high, the pressure-sensitive adhesive tape can surprisingly be removed without leaving any residue or causing any damage.
In addition, the blend of phases (i) and (ii) in the pressure-sensitive adhesive results in a higher temperature resistance than compositions based solely on vinyl aromatic block copolymers. This enables the pressure-sensitive adhesive tape according to the invention to be used in automobiles.
Solche Ausführungsformen, die nachfolgend als bevorzugt bezeichnet sind, werden in besonders bevorzugten Ausführungsformen mit Merkmalen anderer als bevorzugt oder vorteilhaft bezeichneter Ausführungsformen kombiniert. Ganz besonders bevorzugt sind somit Kombinationen von zwei oder mehr der nachfolgend als besonders bevorzugt bezeichneten Ausführungsformen. Ebenfalls bevorzugt sind Ausführungsformen, in denen ein in irgendeinem Ausmaß als bevorzugt bezeichnetes Merkmal einer Ausführungsform mit einem oder mehreren weiteren Merkmalen anderer Ausführungsformen kombiniert wird, die in irgendeinem Ausmaß als bevorzugt bezeichnet werden.Such embodiments, which are referred to below as preferred, are combined in particularly preferred embodiments with features of other embodiments referred to as preferred or advantageous. Combinations of two or more of the embodiments referred to below as particularly preferred are therefore particularly preferred. Also preferred are embodiments in which a feature of an embodiment referred to as preferred to some extent is combined with one or more further features of other embodiments referred to as preferred to some extent.
Das erfindungsgemäße Haftklebeband ist durch Dehnung bzw. dehnende Verstreckung ablösbar. Hierzu weist das Haftklebeband mindestens einen Träger mit einer Reißdehnung von mindestens 200 % und damit einen dehnbaren und reißfesten Träger auf, welcher für eine ausreichende Reißersicherheit sorgt.The pressure-sensitive adhesive tape according to the invention can be removed by stretching or stretching. For this purpose, the pressure-sensitive adhesive tape has at least one carrier with an elongation at break of at least 200% and thus an extensible and tear-resistant carrier, which ensures sufficient tear resistance.
Da das erfindungsgemäße Haftklebeband wenigstens eine Haftklebemasse enthält, wird es als Haftklebeband bezeichnet. Lediglich der Einfachheit halber wird es vorliegend auch kurz als „Klebeband“ bezeichnet.Since the pressure-sensitive adhesive tape according to the invention contains at least one pressure-sensitive adhesive, it is referred to as a pressure-sensitive adhesive tape. For the sake of simplicity, it is also referred to here as "adhesive tape" for short.
Anstelle des Begriffes Haftklebemasseschicht wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung lediglich der Einfachheit halber auch der Begriff „Klebemasseschicht“ verwendet.Instead of the term pressure-sensitive adhesive layer, the term “adhesive layer” is used in the context of the present invention for the sake of simplicity.
Im Folgenden werden die Eigenschaften und Bestandteile der Haftklebemasseschicht, kurz „Haftklebemasse“ oder lediglich der Einfachheit halber auch „Klebemasse“, des erfindungsgemäßen Haftklebebandes weiter ausgeführt.In the following, the properties and components of the pressure-sensitive adhesive layer, abbreviated to “pressure-sensitive adhesive” or, for the sake of simplicity, also “adhesive”, of the pressure-sensitive adhesive tape according to the invention are explained in more detail.
Unter einer Haftklebemasse wird vorliegend erfindungsgemäß, wie allgemein üblich, ein Stoff verstanden, der - insbesondere bei Raumtemperatur - dauerhaft klebrig sowie klebfähig ist. Charakteristisch für eine Haftklebemasse ist, dass sie durch Druck auf ein Substrat aufgebracht werden kann und dort haften bleibt, wobei der aufzuwendende Druck und die Einwirkdauer dieses Drucks nicht näher definiert werden. In manchen Fällen, abhängig von der genauen Art der Haftklebemasse, der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit sowie dem Substrat, reicht die Einwirkung eines kurzfristigen, minimalen Drucks, der über eine leichte Berührung für einen kurzen Moment nicht hinausgeht, um den Haftungseffekt zu erzielen, in anderen Fällen kann auch eine längerfristige Einwirkdauer eines hohen Drucks notwendig sein.In the present invention, a pressure-sensitive adhesive is understood, as is generally the case, to mean a substance that is permanently tacky and adhesive, particularly at room temperature. A characteristic of a pressure-sensitive adhesive is that it can be applied to a substrate by pressure and remains adhered to there, whereby the pressure to be applied and the duration of this pressure are not defined in more detail. In some cases, depending on the exact type of pressure-sensitive adhesive, the temperature and humidity, and the substrate, the application of a short-term, minimal pressure, which does not go beyond a light touch for a brief moment, is sufficient to achieve the adhesive effect; in other cases, a longer-term exposure to high pressure may also be necessary.
Haftklebemassen haben besondere, charakteristische viskoelastische Eigenschaften, die zu der dauerhaften Klebrigkeit und Klebfähigkeit führen. Kennzeichnend für sie ist, dass, wenn sie mechanisch deformiert werden, es sowohl zu viskosen Fließprozessen als auch zum Aufbau elastischer Rückstellkräfte kommt. Beide Prozesse stehen hinsichtlich ihres jeweiligen Anteils in einem bestimmten Verhältnis zueinander, abhängig sowohl von der genauen Zusammensetzung, der Struktur und dem Vernetzungsgrad der Haftklebemasse als auch von der Geschwindigkeit und Dauer der Deformation sowie von der Temperatur.Pressure-sensitive adhesives have special, characteristic viscoelastic properties that lead to permanent stickiness and adhesiveness. They are characterized by the fact that when they are mechanically deformed, both viscous flow processes and the build-up of elastic restoring forces occur. Both processes are in a certain relationship to one another in terms of their respective proportions, depending on the exact composition, structure and degree of cross-linking of the pressure-sensitive adhesive as well as on the speed and duration of the deformation and on the temperature.
Der anteilige viskose Fluss ist zur Erzielung von Adhäsion notwendig. Nur die viskosen Anteile, hervorgerufen durch Makromoleküle mit relativ großer Beweglichkeit, ermöglichen eine gute Benetzung und ein gutes Auffließen auf das zu verklebende Substrat. Ein hoher Anteil an viskosem Fluss führt zu einer hohen Haftklebrigkeit (auch als Tack oder Oberflächenklebrigkeit bezeichnet) und damit oft auch zu einer hohen Klebkraft. Stark vernetzte Systeme, kristalline oder glasartig erstarrte Polymere sind mangels fließfähiger Anteile in der Regel nicht oder zumindest nur wenig haftklebrig.The proportion of viscous flow is necessary to achieve adhesion. Only the viscous components, caused by macromolecules with relatively high mobility, enable good wetting and good flow onto the substrate to be bonded. A high proportion of viscous flow leads to high adhesive strength (also known as tack or surface stickiness) and thus often to high adhesive strength. Strongly cross-linked systems, crystalline or glass-like solidified polymers are generally not adhesive or at least only slightly adhesive due to the lack of flowable components.
Die anteiligen elastischen Rückstellkräfte sind zur Erzielung von Kohäsion notwendig. Sie werden zum Beispiel durch sehr langkettige und stark verknäuelte sowie durch physikalisch oder chemisch vernetzte Makromoleküle hervorgerufen und ermöglichen die Übertragung der auf eine Klebverbindung angreifenden Kräfte. Sie führen dazu, dass eine Klebverbindung einer auf sie einwirkenden Dauerbelastung, zum Beispiel in Form einer dauerhaften Scherbelastung, in ausreichendem Maße über einen längeren Zeitraum standhalten kann.The proportional elastic restoring forces are necessary to achieve cohesion. They are caused, for example, by very long-chain and highly entangled macromolecules as well as by physically or chemically cross-linked macromolecules and enable the transfer of the forces acting on an adhesive bond. They mean that an adhesive bond can withstand a permanent load acting on it, for example in the form of a permanent shear load, to a sufficient extent over a longer period of time.
Zur genaueren Beschreibung und Quantifizierung des Maßes an elastischem und viskosem Anteil sowie des Verhältnisses der Anteile zueinander können die mittels Dynamisch Mechanischer Analyse (DMA, gemäß DIN EN ISO 6721) ermittelbaren Größen Speichermodul (G') und Verlustmodul (G'') herangezogen werden. G' ist ein Maß für den elastischen Anteil, G'' ein Maß für den viskosen Anteil eines Stoffes. Beide Größen sind abhängig von der Deformationsfrequenz und der Temperatur.For a more precise description and quantification of the degree of elastic and viscous components and the ratio of the components to one another, the storage modulus (G') and loss modulus (G'') can be determined using Dynamic Mechanical Analysis (DMA, according to DIN EN ISO 6721). G' is a measure of the elastic component, G'' a measure of the viscous component of a material. Both values depend on the deformation frequency and the temperature.
Die Größen können mit Hilfe eines Rheometers ermittelt werden. Das zu untersuchende Material wird dabei zum Beispiel in einer Platte-Platte-Anordnung einer sinusförmig oszillierenden Scherbeanspruchung ausgesetzt. Bei schubspannungsgesteuerten Geräten werden die Deformation als Funktion der Zeit und der zeitliche Versatz dieser Deformation gegenüber dem Einbringen der Schubspannung gemessen. Dieser zeitliche Versatz wird als Phasenwinkel δ bezeichnet.The values can be determined using a rheometer. The material to be tested is subjected to a sinusoidal oscillating shear stress in a plate-plate arrangement, for example. In shear stress-controlled devices, the deformation is measured as a function of time and the temporal offset of this deformation compared to the introduction of the shear stress. This temporal offset is referred to as the phase angle δ.
Der Speichermodul G' ist wie folgt definiert: G' = (τ/γ) · cos(δ) (τ = Schubspannung, γ = Deformation, δ = Phasenwinkel = Phasenverschiebung zwischen Schubspannungs- und Deformationsvektor). Die Definition des Verlustmoduls G'' lautet: G'' = (τ/γ) · sin(δ) (τ = Schubspannung, γ = Deformation, δ = Phasenwinkel = Phasenverschiebung zwischen Schubspannungs- und Deformationsvektor).The storage modulus G' is defined as follows: G' = (τ/γ) · cos(δ) (τ = shear stress, γ = deformation, δ = phase angle = phase shift between shear stress and deformation vector). The definition of the loss modulus G'' is: G'' = (τ/γ) · sin(δ) (τ = shear stress, γ = deformation, δ = phase angle = phase shift between shear stress and deformation vector).
Ein Stoff gilt im Allgemeinen als haftklebrig und wird im Sinne der Erfindung als haftklebrig definiert, wenn bei Raumtemperatur, hier definitionsgemäß bei 23°C, im Deformationsfrequenzbereich von 10° bis 101 rad/sec G' zumindest zum Teil im Bereich von 103 bis 107 Pa liegt und wenn G'' ebenfalls zumindest zum Teil in diesem Bereich liegt. „Zum Teil“ heißt, dass zumindest ein Abschnitt der G'-Kurve innerhalb des Fensters liegt, das durch den Deformationsfrequenzbereich von einschließlich 10° bis einschließlich 101 rad/sec (Abszisse) sowie den Bereich der G'-Werte von einschließlich 103 bis einschließlich 107 Pa (Ordinate) aufgespannt wird. Für G'' gilt dies entsprechend.A substance is generally considered to be pressure-sensitively adhesive and is defined as pressure-sensitively adhesive in the sense of the invention if, at room temperature, here by definition at 23°C, in the deformation frequency range from 10° to 10 1 rad/sec, G' is at least partly in the range from 10 3 to 10 7 Pa and if G'' is also at least partly in this range. "Partly" means that at least one section of the G' curve is within the window spanned by the deformation frequency range from 10° to 10 1 rad/sec (abscissa) and the range of G' values from 10 3 to 10 7 Pa (ordinate). This applies accordingly to G''.
Bevorzugt weist die Haftklebemasse im Deformationsfrequenzbereich von 100 bis 101 rad/sec bei 23 °C einen Speichermodul G' und einen Verlustmoduls G'' im Bereich von 103 bis 107 Pa, bestimmt gemäß DIN EN ISO 6721, auf.Preferably, the pressure-sensitive adhesive has a storage modulus G' and a loss modulus G'' in the range from 10 3 to 10 7 Pa, determined in accordance with DIN EN ISO 6721, in the deformation frequency range from 10 0 to 10 1 rad/sec at 23 °C.
Zur Erzielung der viskoelastischen Eigenschaften werden die Monomere, auf denen die der Haftklebemasse zugrundeliegenden Polymere basieren, sowie die gegebenenfalls vorhandenen weiteren Komponenten der Haftklebemasse insbesondere derart gewählt, dass die Haftklebemasse eine Glasübergangstemperatur (nach DIN 53765) unterhalb der Anwendungstemperatur (also üblicherweise unterhalb der Raumtemperatur (23 °C)) aufweist. Durch geeignete kohäsionssteigernde Maßnahmen, wie beispielsweise Vernetzungsreaktionen (Ausbildung brückenbildender Verknüpfungen zwischen den Makromolekülen), kann der Temperaturbereich, in dem eine Polymermasse haftklebrige Eigenschaften aufweist, vergrößert und/oder verschoben werden. Der Anwendungsbereich der Haftklebemassen kann somit durch eine Einstellung zwischen Fließfähigkeit und Kohäsion der Masse optimiert werden.To achieve the viscoelastic properties, the monomers on which the polymers underlying the PSA are based, as well as any other components of the PSA that may be present, are selected in such a way that the PSA has a glass transition temperature (according to DIN 53765) below the application temperature (i.e. usually below room temperature (23 °C)). By using suitable cohesion-enhancing measures, such as crosslinking reactions (formation of bridge-forming links between the macromolecules), the temperature range in which a polymer mass has pressure-sensitive adhesive properties can be increased and/or shifted. The application range of the PSA can thus be optimized by adjusting the flowability and cohesion of the mass.
Bevorzugt weist die Haftklebemasse eine Glasübergangstemperatur von ≤ 23 °C, bestimmt gemäß DIN 53765, auf.The pressure-sensitive adhesive preferably has a glass transition temperature of ≤ 23 °C, determined according to DIN 53765.
Im Unterschied zu Haftklebemassen weisen Heißschmelzklebstoffe, z.B. auf der Basis von Polyamiden, Polyurethanen oder modifizierten Polyethylenen, bei Raumtemperatur (23 °C) keine Klebrigkeit auf, wiewohl auch in Heißschmelzklebstoffzusammensetzungen.In contrast to pressure-sensitive adhesives, hot melt adhesives, e.g. based on polyamides, polyurethanes or modified polyethylenes, do not exhibit any tack at room temperature (23 °C), even in hot melt adhesive compositions.
Das erfindungsgemäße Klebeband umfasst mindestens eine erste Haftklebemasseschicht, die wenigstens eine erste Phase (i) enthaltend wenigstens ein Poly(meth)acrylat und wenigstens eine zweite Phase (ii) enthaltend wenigstens ein Vinylaromatenblockcopolymer, wie insbesondere Styrolblockcopolymer, aufweist.The adhesive tape according to the invention comprises at least one first pressure-sensitive adhesive layer which has at least one first phase (i) containing at least one poly(meth)acrylate and at least one second phase (ii) containing at least one vinylaromatic block copolymer, such as in particular styrene block copolymer.
Wie oben ausgeführt handelt es sich bei (i) und (ii) um voneinander getrennte Phasen. Poly(meth)acrylat bzw. Vinylaromatenblockcopolymer liegen in der Haftklebemasseschicht des erfindungsgemäßen Klebebandes dabei jeweils in eigenen Phasen vor, die sich gegenseitig umgeben. Dabei kann insbesondere das Vinylaromatenblockcopolymer im Poly(meth)acrylat dispergiert vorliegen und somit Domänen in der Poly(meth)acrylat-Matrix ausbilden, oder umgekehrt das Poly(meth)acrylat im Vinylaromatenblockcopolymer und somit Domänen in der Vinylaromatenblockcopolymer-Matrix ausbilden. Die genannten Ausführungen gelten analog für den Fall, dass in Phase (i) mehr als ein Poly(meth)acrylat, insbesondere zwei oder mehr Poly(meth)acrylate, und/oder in Phase (ii) mehr als ein Vinylaromatenblockcopolymer, insbesondere zwei oder mehr Vinylaromatenblockcopolymere, enthalten sind.As stated above, (i) and (ii) are separate phases. Poly(meth)acrylate and vinylaromatic block copolymer are each present in the pressure-sensitive adhesive layer of the adhesive tape according to the invention in their own phases, which surround one another. In particular, the vinylaromatic block copolymer can be dispersed in the poly(meth)acrylate and thus form domains in the poly(meth)acrylate matrix, or conversely, the poly(meth)acrylate can be present in the vinylaromatic block copolymer and thus form domains in the vinylaromatic block copolymer matrix. The above statements apply analogously to the case where more than one poly(meth)acrylate, in particular two or more poly(meth)acrylates, and/or more than one vinylaromatic block copolymer, in particular two or more vinylaromatic block copolymers, are present in phase (i).
Insbesondere durch das Vorhandensein von 1.) Domänen der Phase (i) in der Phase (ii) oder 2.) der Phase (ii) in der Phase (i) wird eine besonders hohe Schockbeständigkeit der Haftklebemasse erzielt.In particular, the presence of 1.) domains of phase (i) in phase (ii) or 2.) of phase (ii) in phase (i) results in a particularly high shock resistance of the pressure-sensitive adhesive.
Bevorzugt sind also die in der Haftklebemasse enthaltenen Poly(meth)acrylate und Vinylaromatenblockcopolymere bei 23 °C nicht bis zur Homogenität miteinander mischbar. Die Haftklebemasse des erfindungsgemäßen Klebebandes liegt somit zumindest mikroskopisch und zumindest bei Raumtemperatur bevorzugt in mindestens zweiphasiger Morphologie vor. Besonders bevorzugt sind Poly(meth)acrylat(e) und Vinylaromatenblockcopolymer(e) in einem Temperaturbereich von -20 °C bis 90 °C, insbesondere von 0 °C bis 60 °C nicht homogen miteinander mischbar, so dass die Haftklebemasse in diesen Temperaturbereichen zumindest mikroskopisch mindestens zweiphasig vorliegt.Preferably, the poly(meth)acrylates and vinylaromatic block copolymers contained in the pressure-sensitive adhesive are therefore not miscible with one another to the point of homogeneity at 23°C. The pressure-sensitive adhesive of the adhesive tape according to the invention is therefore preferably present in at least a two-phase morphology, at least microscopically and at least at room temperature. Particularly preferably, poly(meth)acrylate(s) and vinylaromatic block copolymer(s) are not homogeneously miscible with one another in a temperature range from -20°C to 90°C, in particular from 0°C to 60°C, so that the pressure-sensitive adhesive is present in at least a two-phase morphology, at least microscopically, in these temperature ranges.
Komponenten sind im Sinne dieser Schrift als dann „nicht homogen miteinander mischbar“ definiert, wenn sich auch nach innigem Vermischen die Ausbildung zumindest zweier stabiler Phasen physikalisch und/oder chemisch zumindest mikroskopisch nachweisen lässt, wobei die eine Phase reich an der einen Komponente und die zweite Phase reich an der anderen Komponente ist. Ein Vorliegen vernachlässigbar geringer Mengen der einen Komponente in der anderen, das einer Ausbildung der Mehrphasigkeit nicht entgegensteht, wird dabei als unbeachtlich angesehen. So können in der Poly(meth)acrylatphase geringe Mengen an Vinylaromatenblockcopolymer und/oder in der Vinylaromatenblockcopolymerphase geringe Mengen an Poly(meth)acrylat-Komponente vorliegen, bei denen es sich nicht um wesentliche Mengen handelt, welche die Phasenseparation beeinflussen.Components are defined in this document as "not homogeneously miscible with one another" if, even after intimate mixing, the formation of at least two stable phases can be physically and/or chemically demonstrated at least microscopically, with one phase being rich in one component and the second phase being rich in the other component. The presence of negligible amounts of one component in the other, which does not prevent the formation of multiphases, is considered irrelevant. For example, small amounts of vinyl aromatic block copolymer and/or small amounts of poly(meth)acrylate component may be present in the poly(meth)acrylate phase, which are not significant amounts that affect phase separation.
Die Phasentrennung kann wie oben ausgeführt insbesondere derart realisiert sein, dass diskrete Bereiche („Domänen“), die reich an Vinylaromatenblockcopolymer sind - also im Wesentlichen aus Vinylaromatenblockcopolymer gebildet sind -, in einer kontinuierlichen Matrix, die reich an Poly(meth)acrylat ist - also im Wesentlichen aus Poly(meth)acrylat gebildet ist -, vorliegen.As explained above, the phase separation can be realized in particular in such a way that discrete regions ("domains") which are rich in vinylaromatic block copolymer - i.e. are essentially formed from vinylaromatic block copolymer - are present in a continuous matrix which is rich in poly(meth)acrylate - i.e. is essentially formed from poly(meth)acrylate.
Ein geeignetes Analysesystem für eine Phasentrennung ist beispielweise die Raster-Elektronenmikroskopie. Phasenseparation kann sich aber beispielweise auch dadurch erkennen lassen, dass die unterschiedlichen Phasen zwei voneinander unabhängige Glasübergangstemperaturen bei der Dynamischen Differenzkalorimetrie (DDK, DSC) oder der Dynamisch-Mechanischen Analyse (DMA) aufweisen. Phasentrennung liegt erfindungsgemäß insbesondere dann vor, wenn sie sich durch mindestens eine der Analysenmethoden eindeutig zeigen lässt.A suitable analysis system for phase separation is, for example, scanning electron microscopy. Phase separation can also be recognized, for example, by the fact that the different phases have two independent glass transition temperatures in dynamic differential scanning calorimetry (DSC) or dynamic mechanical analysis (DMA). According to the invention, phase separation is present in particular when it can be clearly demonstrated by at least one of the analysis methods.
Innerhalb der Vinylaromatenblockcopolymer-reichen Domänen kann als Feinstruktur zudem eine zusätzliche Mehrphasigkeit vorliegen, wobei das Vinylaromatenblockcopolymer typischerweise A- und B-Blöcke aufweist und somit die A-Blöcke eine erste Phase und die B-Blöcke eine zweite Phase bilden.Within the vinylaromatic block copolymer-rich domains, an additional multiphase fine structure may also be present, whereby the vinylaromatic block copolymer typically has A and B blocks and thus the A blocks form a first phase and the B blocks a second phase.
Bevorzugt enthält die Haftklebemasseschicht 40 bis 90 Gewichtsanteile, bevorzugt 50 bis 80 Gewichtsanteile an Poly(meth)acrylat, und 10 bis 60 Gewichtsanteile, bevorzugt 20 bis 50 Gewichtsanteile, an Vinylaromatenblockcopolymer, wobei sich die beiden Gewichtsanteile zu 100 % addieren und weitere Additive somit hierbei nicht betrachtet werden.The pressure-sensitive adhesive layer preferably contains 40 to 90 parts by weight, preferably 50 to 80 parts by weight, of poly(meth)acrylate, and 10 to 60 parts by weight, preferably 20 to 50 parts by weight, of vinyl aromatic block copolymer, the two parts by weight adding up to 100% and further additives are therefore not taken into account here.
Hierdurch wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besonders gut gelöst.As a result, the problem underlying the invention is solved particularly well.
Bevorzugt enthält die Phase (i) 90 bis 99,5 Gew.-% (Gewichtsprozent) an Poly(meth)acrylaten bezogen auf die Gesamtmasse der Phase (i).Preferably, phase (i) contains 90 to 99.5 wt. % (weight percent) of poly(meth)acrylates based on the total mass of phase (i).
Bevorzugt enthält die Phase (ii) 40 bis 60 Gew.-% an Vinylaromatenblockcopolymeren bezogen auf die Gesamtmasse der Phase (ii).Preferably, phase (ii) contains 40 to 60 wt. % of vinylaromatic block copolymers based on the total mass of phase (ii).
Bevorzugt beträgt die Gesamtmenge an Poly(meth)acrylaten und Vinylaromatenblockcopolymeren in der Haftklebemasse 60 bis 95 Gew.-%, besonders bevorzugt 63 bis 87 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Gesamtmasse der Haftklebemasse.The total amount of poly(meth)acrylates and vinylaromatic block copolymers in the pressure-sensitive adhesive is preferably 60 to 95% by weight, particularly preferably 63 to 87% by weight, in each case based on the total mass of the pressure-sensitive adhesive.
Mit den genannten bevorzugten Mengen der Polymere in den einzelnen Phasen bzw. der Gesamtmenge in der Haftklebemasse wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besonders gut gelöst.With the above-mentioned preferred amounts of the polymers in the individual phases or the total amount in the pressure-sensitive adhesive, the object underlying the invention is achieved particularly well.
Unter einem „Poly(meth)acrylat“ wird ein Polymer verstanden, welches durch radikalische Polymerisation von Acryl- und/oder Methacrylmonomeren sowie gegebenenfalls weiteren, copolymerisierbaren Monomeren erhältlich ist. Insbesondere wird unter einem „Poly(meth)acrylat“ ein Polymer verstanden, dessen Monomerbasis zu mindestens 50 Gew.-% aus Acrylsäure, Methacrylsäure, Acrylsäureestern und/oder Methacrylsäureestern besteht, wobei Acrylsäureester und/oder Methacrylsäureester zumindest anteilig, bevorzugt zu mindestens 30 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Monomerbasis des betreffenden Polymers, enthalten sind.A "poly(meth)acrylate" is understood to mean a polymer which is obtainable by radical polymerization of acrylic and/or methacrylic monomers and optionally other copolymerizable monomers. In particular, a "poly(meth)acrylate" is understood to mean a polymer whose monomer base consists of at least 50% by weight of acrylic acid, methacrylic acid, acrylic esters and/or methacrylic esters, with acrylic esters and/or methacrylic esters being present at least in proportion, preferably at least 30% by weight, based on the total monomer base of the polymer in question.
Die Glasübergangstemperatur (gemäß DIN 53765) des Poly(meth)acrylats der erfindungsgemäßen Haftklebemasse beträgt bevorzugt < 0 °C (weniger als null Grad Celsius), besonders bevorzugt zwischen -20 und -50 °C (zwischen minus zwanzig Grad und minus fünfzig Grad Celsius). Mit einer derartigen Glasübergangstemperatur des Poly(meth)acrylats ergibt sich eine besonders optimale Schockbeständigkeit bei einer gleichzeitig sehr guten Klebrigkeit. Wenn die Glasübergangstemperatur des Poly(meth)acrylats 0 °C oder mehr als 0 °C beträgt, wird eine geringere Schockbeständigkeit erzielt. Mit einer Glasübergangstemperatur des Poly(meth)acrylats von < -20 °C ist die Schockbeständigkeit weiter optimiert. Wenn die Glasübergangstemperatur des Poly(meth)acrylats deutlich weniger als -50 °C beträgt, ist die Haftklebemasse insgesamt zu weich und die Klebrigkeit ist weniger stark ausgeprägt.The glass transition temperature (according to DIN 53765) of the poly(meth)acrylate of the pressure-sensitive adhesive according to the invention is preferably < 0 °C (less than zero degrees Celsius), particularly preferably between -20 and -50 °C (between minus twenty degrees and minus fifty degrees Celsius). With such a glass transition temperature of the poly(meth)acrylate, a particularly optimal shock resistance is achieved with very good tackiness. If the glass transition temperature of the poly(meth)acrylate is 0 °C or more than 0 °C, a lower shock resistance is achieved. With a glass transition temperature of the poly(meth)acrylate of < -20 °C, the shock resistance is further optimized. If the glass transition temperature of the poly(meth)acrylate is significantly less than -50 °C, the pressure-sensitive adhesive is too soft overall and the tackiness is less pronounced.
Die Glasübergangstemperatur des Poly(meth)acrylats wird insbesondere maßgeblich durch die Auswahl der Monomere bestimmt.The glass transition temperature of the poly(meth)acrylate is determined in particular by the selection of the monomers.
Bevorzugt enthält das Poly(meth)acrylat der Haftklebemasseschicht zumindest anteilig einpolymerisierte funktionelle Monomere, besonders bevorzugt Monomere wenigstens einer Sorte mit wenigstens einer funktionellen Gruppe, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Carbonsäuregruppen, Sulfonsäuregruppen, Phosphonsäuregruppen, Hydroxygruppen, Säureanhydridgruppen, Epoxidgruppen und Aminogruppen.The poly(meth)acrylate of the pressure-sensitive adhesive layer preferably contains at least a portion of polymerized functional monomers, particularly preferably monomers of at least one type with at least one functional group selected from the group consisting of carboxylic acid groups, sulfonic acid groups, phosphonic acid groups, hydroxyl groups, acid anhydride groups, epoxy groups and amino groups.
Die genannten Gruppen mit Ausnahme von Epoxidgruppen weisen eine Reaktivität mit Epoxidgruppen auf, wodurch das Poly(meth)acrylat vorteilhaft einer thermischen Vernetzung mit eingebrachten Epoxiden zugänglich wird.The groups mentioned, with the exception of epoxy groups, exhibit reactivity with epoxy groups, whereby the poly(meth)acrylate is advantageously accessible to thermal crosslinking with introduced epoxides.
Ganz besonders bevorzugt enthält das Poly(meth)acrylat der Haftklebemasseschicht zumindest anteilig einpolymerisierte funktionelle Monomere, besonders bevorzugt Monomere wenigstens einer Sorte mit wenigstens einer funktionellen Gruppe, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Carbonsäuregruppen, und Epoxidgruppen; insbesondere enthält es mindestens eine Carbonsäuregruppe.The poly(meth)acrylate of the pressure-sensitive adhesive layer very particularly preferably contains at least a proportion of polymerized functional monomers, particularly preferably monomers of at least one type with at least one functional group selected from the group consisting of carboxylic acid groups and epoxy groups; in particular it contains at least one carboxylic acid group.
Gemäß besonders vorteilhafter Ausführungsformen enthält das Poly(meth)acrylat der Haftklebmasse anteilig einpolymerisierte Acrylsäure und/oder Methacrylsäure. Hierdurch weist das Poly(meth)acrylat aufgrund der Carbonsäuregruppen eine Reaktivität mit Epoxidgruppen auf, wodurch das Poly(meth)acrylat vorteilhaft einer thermischen Vernetzung mit eingebrachten Epoxiden zugänglich wird.According to particularly advantageous embodiments, the poly(meth)acrylate of the pressure-sensitive adhesive contains proportionately polymerized acrylic acid and/or methacrylic acid. As a result, the poly(meth)acrylate has a reactivity with epoxy groups due to the carboxylic acid groups, whereby the poly(meth)acrylate is advantageously accessible to thermal crosslinking with introduced epoxides.
Das Poly(meth)acrylat der Haftklebemasse kann bevorzugt auf die folgende Monomerzusammensetzung zurückgeführt werden:
- a) mindestens ein Acrylsäureester und/oder Methacrylsäureester der folgenden Formel (1)
CH2=C(RI)(COORII) (1), - b) mindestens ein olefinisch ungesättigtes Monomer mit mindestens einer funktionellen Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Carbonsäuregruppen, Sulfonsäuregruppen, Phosphonsäuregruppen, Hydroxygruppen, Säureanhydridgruppen, Epoxidgruppen und Aminogruppen;
- c) optional weitere Acrylsäureester und/oder Methacrylsäureester und/oder olefinisch ungesättigte Monomere, die mit der Komponente (a) copolymerisierbar sind.
- a) at least one acrylic acid ester and/or methacrylic acid ester of the following formula (1)
CH 2 =C(R I )(COOR II ) (1), - b) at least one olefinically unsaturated monomer having at least one functional group selected from the group consisting of carboxylic acid groups, sulfonic acid groups, phosphonic acid groups, hydroxyl groups, acid anhydride groups, epoxy groups and amino groups;
- c) optionally further acrylic acid esters and/or methacrylic acid esters and/or olefinically unsaturated monomers which are copolymerizable with component (a).
Gemäß vorteilhafter Ausführungsformen basiert das Poly(meth)acrylat auf einer Monomerzusammensetzung, die Monomere der Gruppe a) mit einem Anteil von 45 bis 99 Gew.-%, besonders bevorzugt 80 bis 99 Gew.-%, und Monomere der Gruppe b) mit einem Anteil von 1 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt 1 bis 7 Gew.-%, und optional Monomere der Gruppe c) mit einem Anteil von 0 bis 40 Gew.-% enthält, wobei die Angaben auf die Monomermischung für das Polymer ohne Zusätze eventueller Additive wie Harze etc. bezogen sind.According to advantageous embodiments, the poly(meth)acrylate is based on a monomer composition which contains monomers of group a) in a proportion of 45 to 99 wt. %, particularly preferably 80 to 99 wt. %, and monomers of group b) in a proportion of 1 to 15 wt. %, particularly preferably 1 to 7 wt. %, and optionally monomers of group c) in a proportion of 0 to 40 wt. %, wherein the information relates to the monomer mixture for the polymer without addition of any additives such as resins, etc.
Mit einem derartigen Poly(meth)acrylat in der Haftklebemasseschicht des erfindungsgemäßen Klebebandes wird ein besonders gutes Eigenschaftsprofil umfassend die Klebrigkeit, die Schockbeständigkeit sowie die rückstandsfreie Ablösbarkeit erzielt.With such a poly(meth)acrylate in the pressure-sensitive adhesive layer of the adhesive tape according to the invention, a particularly good property profile is achieved comprising stickiness, shock resistance and residue-free removability.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform basiert das Poly(meth)acrylat auf einer Monomerzusammensetzung, die Monomere der Gruppe a) mit einem Anteil von 93 bis 99 Gew.-% und Monomere der Gruppe b) mit einem Anteil von 1 bis 7 Gew.-%, und Monomere der Gruppe c) mit einem Anteil von 0 Gew.-% enthält.According to a particularly advantageous embodiment, the poly(meth)acrylate is based on a monomer composition which contains monomers of group a) in a proportion of 93 to 99 wt.% and monomers of group b) in a proportion of 1 to 7 wt.%, and monomers of group c) in a proportion of 0 wt.%.
Mit einem derartigen Poly(meth)acrylat in der Haftklebemasseschicht des erfindungsgemäßen Haftklebebandes wird ein besonders gutes Eigenschaftsprofil umfassend die Klebrigkeit, die Schockbeständigkeit sowie die rückstandsfreie Ablösbarkeit erzielt.With such a poly(meth)acrylate in the pressure-sensitive adhesive layer of the pressure-sensitive adhesive tape according to the invention, a particularly good property profile is achieved comprising stickiness, shock resistance and residue-free removability.
Die Monomere der Komponente a) sind allgemein weichmachende, eher unpolare Monomere. Besonders bevorzugt ist R'' in den Monomeren a) ein Alkylrest mit 4 bis 10 C-Atomen. Die Monomere der Formel (1) sind insbesondere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus n-Butylacrylat, n-Butylmethacrylat, n-Pentylacrylat, n-Pentylmethacrylat, n-Amylacrylat, n-Hexylacrylat, n-Hexylmethacrylat, n-Heptylacrylat, n-Octylacrylat, n-Octylmethacrylat, n-Nonylacrylat, Isobutylacrylat, Isooctylacrylat, Isooctylmethacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat, 2-Propylheptylacrylat und 2-Propylheptylmethacrylat.The monomers of component a) are generally plasticizing, rather non-polar monomers. R'' in the monomers a) is particularly preferably an alkyl radical with 4 to 10 C atoms. The monomers of formula (1) are in particular selected from the group consisting of n-butyl acrylate, n-butyl methacrylate, n-pentyl acrylate, n-pentyl methacrylate, n-amyl acrylate, n-hexyl acrylate, n-hexyl methacrylate, n-heptyl acrylate, n-octyl acrylate, n-octyl methacrylate, n-nonyl acrylate, isobutyl acrylate, isooctyl acrylate, isooctyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, 2-propylheptyl acrylate and 2-propylheptyl methacrylate.
Besonders bevorzugt sind die Monomere der Formel (1) bzw. der Gruppe a) ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Butylacrylat, n-Hexylacrylat, n-Octylacrylat, Isooctylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat und 2-Propylheptylacrylat.Particularly preferably, the monomers of formula (1) or group a) are selected from the group consisting of butyl acrylate, n-hexyl acrylate, n-octyl acrylate, isooctyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate and 2-propylheptyl acrylate.
Mit diesen vergleichsweise unpolaren Monomeren wird eine Phasentrennung zwischen den Phasen (i) und (ii) besonders gut hergestellt. Somit ergibt sich eine besonders hohe Schockbeständigkeit der Haftklebemasse und damit des erfindungsgemäßen Haftklebebandes.With these comparatively non-polar monomers, phase separation between phases (i) and (ii) is produced particularly well. This results in a particularly high shock resistance of the pressure-sensitive adhesive composition and thus of the pressure-sensitive adhesive tape according to the invention.
Zudem lassen sich die genannten Monomere besonders gut polymerisieren und die Glasübergangstemperatur des hergestellten Poly(meth)acrylates besonders gut einstellen. Hierdurch können wiederum optimierte Eigenschaften im Hinblick auf die Fließfähigkeit und Klebrigkeit erzielt werden, welche auch an das jeweilige zu verklebende Substrat bzw. Bauteil angepasst sind.In addition, the monomers mentioned can be polymerized particularly well and the glass transition temperature of the poly(meth)acrylate produced can be adjusted particularly well. This in turn makes it possible to achieve optimized properties in terms of flowability and stickiness, which are also adapted to the respective substrate or component to be bonded.
Dabei sind die Monomere der Formel (1) bzw. der Gruppe a) wiederum bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Butylacrylat, Isooctylacrylat und 2-Ethylhexylacrylat.The monomers of formula (1) or group a) are in turn preferably selected from the group consisting of butyl acrylate, isooctyl acrylate and 2-ethylhexyl acrylate.
Ganz besonders bevorzugt werden als Monomere der Formel (1) bzw. der Gruppe a) Butylacrylat und 2-Ethylhexylacrylat verwendet.Butyl acrylate and 2-ethylhexyl acrylate are very particularly preferably used as monomers of formula (1) or group a).
Die Monomere der Gruppe b) sind besonders bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Crotonsäure, Aconitsäure, Dimethylacrylsäure, β-Acryloyloxypropionsäure, Trichloracrylsäure, Vinylessigsäure, Vinylphosphonsäure, Maleinsäureanhydrid, Hydroxyethylacrylat,
2-Hydroxyethylacrylat, Hydroxypropylacrylat, 3-Hydroxypropylacrylat, Hydroxybutylacrylat, 4-Hydroxybutylacrylat, Hydroxyhexylacrylat, 6-Hydroxyhexylacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, 2-Hydroxyethylmethacrylat, Hydroxypropylmethacrylat, 3-Hydroxypropylmethacrylat, Hydroxybutylmethacrylat, 4-Hydroxybutylmethacrylat, Hydroxyhexylmethacrylat, 6-Hydroxyhexylmethacrylat, Allylalkohol, Glycidylacrylat, Glycidylmethacrylat.The monomers of group b) are particularly preferably selected from the group consisting of acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, crotonic acid, aconitic acid, dimethylacrylic acid, β-acryloyloxypropionic acid, trichloroacrylic acid, vinylacetic acid, vinylphosphonic acid, maleic anhydride, hydroxyethyl acrylate,
2-Hydroxyethyl acrylate, hydroxypropyl acrylate, 3-hydroxypropyl acrylate, hydroxybutyl acrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, hydroxyhexyl acrylate, 6-hydroxyhexyl acrylate, hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl methacrylate, 3-hydroxypropyl methacrylate, hydroxybutyl methacrylate, 4-hydroxybutyl methacrylate, hydroxyhexyl methacrylate, 6-hydroxyhexyl methacrylate, allyl alcohol, glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate.
Bevorzugt sind die Monomere der Gruppe b) ausgewählt aus Acrylsäure und Hydroxyethylacrylat.Preferably, the monomers of group b) are selected from acrylic acid and hydroxyethyl acrylate.
Ganz besonders bevorzugt wird als Monomere der Gruppe b) Acrylsäure verwendet.Acrylic acid is particularly preferably used as monomer of group b).
Beispielhafte Monomere der Komponente c) sind:
- Methylacrylat, Ethylacrylat, Propylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Benzylacrylat, Benzylmethacrylat, sec-Butylacrylat, tert-Butylacrylat, Phenylacrylat, Phenylmethacrylat, Isobornylacrylat, Isobornylmethacrylat, tert-Butylphenylacrylat, tert-Butylaphenylmethacrylat, Dodecylmethacrylat, Isodecylacrylat, Laurylacrylat, n-Undecylacrylat, Stearylacrylat, Tridecylacrylat, Behenylacrylat, Cyclohexylmethacrylat, Cyclopentylmethacrylat, Phenoxyethylacrlylat, Phenoxyethylmethacrylat, 2-Butoxyethylmethacrylat, 2-Butoxyethylacrylat, 3,3,5-Trimethylcyclohexylacrylat, 3,5-Dimethyladamantylacrylat, 4-Cumylphenylmethacrylat, Cyanoethylacrylat, Cyanoethylmethacrylat, 4-Biphenylacrylat, 4-Biphenylmethacrylat, 2-Naphthylacrylat, 2-Naphthylmethacrylat, Tetrahydrofufurylacrylat, Diethylaminoethylacrylat, Diethylaminoethylmethacrylat, Dimethylaminoethylacrylat, Dimethylaminoethylmethacrylat, 3-Methoxyacrylsäuremethylester, 3-Methoxybutylacrylat, 2-Phenoxyethylmethacrylat, Butyldiglykolmethacrylat, Ethylenglycolacrylat, Ethylenglycolmonomethylacrylat, Methoxypolyethylenglykolmethacrylat 350, Methoxypolyethylenglykolmethacrylat 500, Propylenglycolmonomethacrylat, Butoxydiethylenglykolmethacrylat, Ethoxytriethylenglykolmethacrylat, Octafluoropentylacrylat, Octafluoropentylmethacrylat, 2,2,2-Trifluorethylmethacrylat, 1,1,1,3,3,3-Hexafluoroisopropylacrylat, 1,1,1,3,3,3-Hexafluoroisopropylmethacrylat, 2,2,3,3,3-Pentafluoropropylmethacrylat, 2,2,3,4,4,4-Hexafluorobutylmethacrylat, 2,2,3,3,4,4,4-Heptafluorobutylacrylat, 2,2,3,3,4,4,4- Heptafluorobutylmethacrylat, 2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-Pentadecafluorooctylmethacrylat, Dimethylaminopropylacrylamid, Dimethylaminopropylmethacrylamid, N-(1-Methylundecyl)acrylamid, N-(n-Butoxymethyl)acrylamid, N-(Butoxymethyl)methacrylamid, N-(Ethoxymethyl)acrylamid, N-(n-Octadecyl)acrylamid; N,N-Dialkyl-substituierte Amide wie beispielsweise N,N-Dimethylacrylamid und N,N-Dimethylmethacrylamid; N-Benzylacrylamid, N-Isopropylacrylamid, N-tert-Butylacrylamid, N-tert-Octylacrylamid, N-Methylolacrylamid, N-Methylolmethacrylamid, Acrylnitril, Methacrylnitril; Vinylether wie Vinylmethylether, Ethylvinylether, Vinylisobutylether; Vinylester wie Vinylacetat; Vinylhalogenide, Vinylidenhalogenide, Vinylpyridin, 4-Vinylpyridin, N-Vinylphthalimid, N-Vinyllactam, N-Vinylpyrrolidon, Styrol, α- und p-Methylstyrol, α-Butylstyrol, 4-n-Butylstyrol, 4-n-Decylstyrol, 3,4-Dimethoxystyrol; Makromonomere wie 2-Polystyrolethylmethacrylat (gewichtsmittleres Molekulargewicht Mw, bestimmt mittels GPC, von 4000 bis 13000 g/mol), Poly(methylmethacrylat)ethylmethacrylat (Mw von 2000 bis 8000 g/mol).
- Methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, benzyl acrylate, benzyl methacrylate, sec-butyl acrylate, tert-butyl acrylate, phenyl acrylate, phenyl methacrylate, isobornyl acrylate, isobornyl methacrylate, tert-butylphenyl acrylate, tert-butylaphenyl methacrylate, dodecyl methacrylate, isodecyl acrylate, lauryl acrylate, n-undecyl acrylate, stearyl acrylate, tridecyl acrylate, behenyl acrylate, cyclohexyl methacrylate, cyclopentyl methacrylate, phenoxyethyl acrylate, phenoxyethyl methacrylate, 2-butoxyethyl methacrylate, 2-butoxyethyl acrylate, 3,3,5-trimethylcyclohexyl acrylate, 3,5-dimethyladamantyl acrylate, 4-cumylphenyl methacrylate, cyanoethyl acrylate, cyanoethyl methacrylate, 4-biphenyl acrylate, 4-biphenyl methacrylate, 2-naphthyl acrylate, 2-naphthyl methacrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, diethylaminoethyl acrylate, diethylaminoethyl methacrylate, dimethylaminoethyl acrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, 3-methoxyacrylic acid methyl ester, 3-methoxybutyl acrylate, 2-phenoxyethyl methacrylate, butyldiglycol methacrylate, ethylene glycol acrylate, ethylene glycol monomethyl acrylate, methoxypolyethylene glycol methacrylate 350, methoxypolyethylene glycol methacrylate 500, propylene glycol monomethacrylate, butoxydiethylene glycol methacrylate, ethoxytriethylene glycol methacrylate, octafluoropentyl acrylate, octafluoropentyl methacrylate, 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate, 1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropyl acrylate, 1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropyl methacrylate, 2,2,3,3,3-pentafluoropropyl methacrylate, 2,2,3,4,4,4-hexafluorobutyl methacrylate, 2,2,3,3,4,4,4-heptafluorobutyl acrylate, 2,2,3,3,4,4,4-heptafluorobutyl methacrylate, 2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-pentadecafluorooctyl methacrylate, dimethylaminopropylacrylamide, dimethylaminopropylmethacrylamide, N-(1-methylundecyl)acrylamide, N-(n-butoxymethyl)acrylamide, N-(butoxymethyl)methacrylamide, N-(ethoxymethyl)acrylamide, N-(n-octadecyl)acrylamide; N,N-dialkyl-substituted amides such as N,N-dimethylacrylamide and N,N-dimethylmethacrylamide; N-benzylacrylamide, N-isopropylacrylamide, N-tert-butylacrylamide, N-tert-octylacrylamide, N-methylolacrylamide, N-methylolmethacrylamide, acrylonitrile, methacrylonitrile; vinyl ethers such as vinyl methyl ether, ethyl vinyl ether, vinyl isobutyl ether; vinyl esters such as vinyl acetate; vinyl halides, vinylidene halides, vinylpyridine, 4-vinylpyridine, N-vinylphthalimide, N-vinyllactam, N-vinylpyrrolidone, styrene, α- and p-methylstyrene, α-butylstyrene, 4-n-butylstyrene, 4-n-decylstyrene, 3,4-dimethoxystyrene; Macromonomers such as 2-polystyrene ethyl methacrylate (weight average molecular weight Mw, determined by GPC, from 4000 to 13000 g/mol), poly(methyl methacrylate)ethyl methacrylate (Mw from 2000 to 8000 g/mol).
Monomere der Komponente c) können vorteilhaft auch derart gewählt werden, dass sie funktionelle Gruppen enthalten, die eine nachfolgende strahlenchemische Vernetzung (beispielsweise durch Elektronenstrahlen oder UV-Strahlung) unterstützen. Geeignete copolymerisierbare Photoinitiatoren sind zum Beispiel Benzoinacrylat und acrylatfunktionalisierte Benzophenonderivate. Monomere, die eine Vernetzung durch Elektronenbestrahlung unterstützen, sind zum Beispiel Tetrahydrofurfurylacrylat, N-tert-Butylacrylamid und Allylacrylat.Monomers of component c) can also advantageously be chosen such that they contain functional groups that support subsequent radiation-chemical crosslinking (for example by electron beams or UV radiation). Suitable copolymerizable photoinitiators are, for example, benzoin acrylate and acrylate-functionalized benzophenone derivatives. Monomers that support crosslinking by electron irradiation are, for example, tetrahydrofurfuryl acrylate, N-tert-butylacrylamide and allyl acrylate.
Bevorzugt handelt es sich bei dem Poly(meth)acrylat um ein Polyacrylat, welches durch Polymerisation von Butylacrylat und/oder n-Hexylacrylat und/oder n-Octylacrylat und/oder Isooctylacrylat und/oder 2-Ethylhexylacrylat und/oder 2-Propylheptylacrylat und Acrylsäure hergestellt ist.The poly(meth)acrylate is preferably a polyacrylate which is produced by polymerization of butyl acrylate and/or n-hexyl acrylate and/or n-octyl acrylate and/or isooctyl acrylate and/or 2-ethylhexyl acrylate and/or 2-propylheptyl acrylate and acrylic acid.
Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Poly(meth)acrylat um ein Polyacrylat, welches durch Polymerisation von Butylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat und Acrylsäure hergestellt ist.The poly(meth)acrylate is particularly preferably a polyacrylate which is produced by polymerization of butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate and acrylic acid.
Hierdurch weist das erfindungsgemäße Haftklebeband eine besonders hohe Schockbeständigkeit auf und lässt sich gleichzeitig rückstandsfrei ablösen.As a result, the pressure-sensitive adhesive tape according to the invention has a particularly high shock resistance and at the same time can be removed without leaving residue.
Die Herstellung der Poly(meth)acrylate geschieht bevorzugt durch konventionelle radikalische Polymerisationen oder kontrollierte radikalische Polymerisationen. Die Poly(meth)acrylate können durch Copolymerisation der Monomere unter Verwendung üblicher 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.The poly(meth)acrylates are preferably produced by conventional radical polymerizations or controlled radical polymerizations. The poly(meth)acrylates can be produced by copolymerization of the monomers using conventional polymerization initiators and, if appropriate, regulators, with polymerization taking place at the usual temperatures in bulk, in emulsion, for example in water or liquid hydrocarbons, or in solution.
Bevorzugt werden die Poly(meth)acrylate durch Copolymerisation der Monomere in Lösungsmitteln, besonders bevorzugt in Lösungsmitteln mit einem Siedebereich von 50 bis 150 °C, insbesondere von 60 bis 120 °C, unter Verwendung von 0,01 bis 5 Gew.-%, insbesondere von 0,1 bis 2 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomeren, an Polymerisationsinitiatoren hergestellt.The poly(meth)acrylates are preferably prepared by copolymerizing the monomers in solvents, particularly preferably in solvents having a boiling range of 50 to 150 °C, in particular 60 to 120 °C, using 0.01 to 5% by weight, in particular 0.1 to 2% by weight, in each case based on the total weight of the monomers, of polymerization initiators.
Prinzipiell eignen sich alle üblichen Initiatoren. Beispiele für Radikalquellen sind Peroxide, Hydroperoxide und Azoverbindungen, zum Beispiel Dibenzoylperoxid, Cumolhydroperoxid, Cyclohexanonperoxid, Di-t-butylperoxid, Cyclohexylsulfonylacetylperoxid, Diisopropylpercarbonat, t-Butylperoktoat und Benzpinacol. Bevorzugte radikalische Initiatoren sind 2,2'-Azobis(2-methylbutyronitril) (Vazo® 67™ der Firma DuPont) oder 2,2'-Azobis(2-methylpropionitril) (2,2'-Azobisisobutyronitril; AIBN; Vazo® 64™ der Firma DuPont).In principle, all conventional initiators are suitable. Examples of radical sources are peroxides, hydroperoxides and azo compounds, for example dibenzoyl peroxide, cumene hydroperoxide, cyclohexanone peroxide, di-t-butyl peroxide, cyclohexylsulfonylacetyl peroxide, diisopropyl percarbonate, t-butyl peroctoate and benzpinacol. Preferred radical initiators are 2,2'-azobis(2-methylbutyronitrile) (Vazo® 67™ from DuPont) or 2,2'-azobis(2-methylpropionitrile) (2,2'-azobisisobutyronitrile; AIBN; Vazo® 64™ from DuPont).
Bevorzugte Lösungsmittel für die Herstellung der Poly(meth)acrylate sind Alkohole wie Methanol, Ethanol, n- und iso-Propanol, n- und iso-Butanol, insbesondere Isopropanol und/oder Isobutanol; Kohlenwasserstoffe wie Toluol und insbesondere Benzine eines Siedebereichs von 60 bis 120 °C; Ketone, insbesondere Aceton, Methylethylketon, Methylisobutylketon; Ester wie Essigsäureethylester sowie Gemische der vorstehend genannten Lösungsmittel. Besonders bevorzugte Lösungsmittel sind Gemische, die Isopropanol in Mengen von 2 bis 15 Gew.-%, insbesondere von 3 bis 10 Gew.-%, jeweils bezogen auf das eingesetzte Lösungsmittelgemisch, enthalten.Preferred solvents for the production of the poly(meth)acrylates are alcohols such as methanol, ethanol, n- and iso-propanol, n- and iso-butanol, in particular isopropanol and/or isobutanol; hydrocarbons such as toluene and in particular petroleum spirits with a boiling range of 60 to 120°C; ketones, in particular acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone; esters such as ethyl acetate and mixtures of the abovementioned solvents. Particularly preferred solvents are mixtures which contain isopropanol in amounts of 2 to 15% by weight, in particular 3 to 10% by weight, in each case based on the solvent mixture used.
Nach der Herstellung der Poly(meth)acrylate können diese sowohl aus Lösung weiterverarbeitet werden, oder es erfolgt eine Aufkonzentration, und die weitere Verarbeitung der Poly(meth)acrylate erfolgt im Wesentlichen lösemittelfrei. Die Aufkonzentration des Polymerisats kann in Abwesenheit von Vernetzer- und Beschleunigersubstanzen geschehen. Es ist aber auch möglich, eine dieser Verbindungsklassen dem Polymerisat bereits vor der Aufkonzentration zuzusetzen, so dass die Aufkonzentration dann in Gegenwart dieser Substanz(en) erfolgt.After the poly(meth)acrylates have been produced, they can be further processed from solution or they can be concentrated and the further processing of the poly(meth)acrylates can be carried out essentially without solvents. The concentration of the polymer can take place in the absence of crosslinking and accelerator substances. However, it is also possible to add one of these classes of compounds to the polymer before concentration, so that the concentration then takes place in the presence of this substance(s).
Die Polymerisate können nach dem Aufkonzentrationsschritt in einen Compounder überführt werden. Gegebenenfalls können die Aufkonzentration und die Compoundierung auch im selben Reaktor stattfinden.After the concentration step, the polymers can be transferred to a compounder. If necessary, concentration and compounding can also take place in the same reactor.
Die gewichtsmittleren Molekulargewichte (Gewichtsmittel der Molekulargewichtsverteilung) Mw des oder der Poly(meth)acrylate liegen bevorzugt in einem Bereich von 20.000 bis 2.000.000 g/mol, besonders bevorzugt in einem Bereich von 100.000 bis 1.500.000 g/mol, ganz besonders bevorzugt in einem Bereich von 150.000 bis 1.000.000 g/mol. Dazu kann es vorteilhaft sein, die Polymerisation in Gegenwart geeigneter Polymerisationsregler wie Thiole, Halogenverbindungen und/oder Alkohole durchzuführen, um das gewünschte mittlere Molekulargewicht einzustellen.The weight-average molecular weights (weight average molecular weight distribution) Mw of the poly(meth)acrylate(s) are preferably in a range from 20,000 to 2,000,000 g/mol, particularly preferably in a range from 100,000 to 1,500,000 g/mol, very particularly preferably in a range from 150,000 to 1,000,000 g/mol. For this purpose, it can be advantageous to carry out the polymerization in the presence of suitable polymerization regulators such as thiols, halogen compounds and/or alcohols in order to set the desired average molecular weight.
Mit einem derartigen Mw inklusive sämtlicher Bevorzugungsstufen des oder der Poly(meth)acrylate wird eine ausreichende Kohäsion bei gleichzeitig guter Fließfähigkeit und guter Adhäsion der Haftklebemasse erzielt, wobei es sich versteht, dass die Haftklebemasse hinsichtlich des Eigenschaftsprofils der genannten Eigenschaften bei höherer Bevorzugungsstufe in einem höheren Maß optimiert ist.With such an Mw including all preference levels of the poly(meth)acrylate(s), sufficient cohesion is achieved with good flowability and good adhesion of the pressure-sensitive adhesive, it being understood that the pressure-sensitive adhesive is optimized to a greater extent with regard to the property profile of the properties mentioned at a higher preference level.
Die Bestimmung des Mw erfolgt gemäß GPC wie unter den Prüfmethoden beschrieben.The Mw is determined according to GPC as described under the test methods.
Die Poly(meth)acrylate haben vorzugsweise einen K-Wert von 30 bis 90, besonders bevorzugt von 40 bis 70, gemessen in Toluol (1%ige Lösung, 21 °C). Der K-Wert nach Fikentscher ist ein Maß für das Molekulargewicht und die Viskosität von Polymeren.The poly(meth)acrylates preferably have a K value of 30 to 90, particularly preferably 40 to 70, measured in toluene (1% solution, 21 °C). The K value according to Fikentscher is a measure of the molecular weight and viscosity of polymers.
Das Prinzip der Methode beruht auf der kapillarviskosimetrischen Bestimmung der relativen Lösungsviskosität. Hierzu wird die Testsubstanz in Toluol durch dreißigminütiges Schütteln aufgelöst, so dass man eine 1 %-ige Lösung erhält. In einem Vogel-Ossag-Viskosimeter wird bei 25 °C die Auslaufzeit gemessen und daraus in Bezug auf die Viskosität des reinen Lösungsmittels die relative Viskosität der Probenlösung bestimmt. Aus Tabellen kann nach Fikentscher [P. E. Hinkamp, Polymer, 1967, 8, 381] der K-Wert abgelesen werden (K = 1000 k).The principle of the method is based on the capillary viscometric determination of the relative solution viscosity. For this, the test substance is dissolved in toluene by shaking for 30 minutes to obtain a 1% solution. The flow time is measured in a Vogel-Ossag viscometer at 25 °C and the relative viscosity of the sample solution is determined from this in relation to the viscosity of the pure solvent. According to Fikentscher [P. E. Hinkamp, Polymer, 1967, 8, 381], the K value can be read from tables (K = 1000 k).
Bevorzugt weist das Poly(meth)acrylat der Haftklebmasse eine Polydispersität PD < 4 und somit eine relativ enge Molekulargewichtsverteilung auf. Darauf basierende Massen haben trotz eines relativ niedrigen Molekulargewichts nach dem Vernetzen eine besonders gute Scherfestigkeit. Zudem ermöglicht die niedrigere Polydispersität eine leichtere Verarbeitung aus der Schmelze, da die Fließviskosität gegenüber einem breiter verteilten Poly(meth)acrylat bei weitgehend gleichen Anwendungseigenschaften geringer ist. Eng verteilte Poly(meth)acrylate können vorteilhaft durch anionische Polymerisation oder durch kontrollierte radikalische Polymerisationsmethoden hergestellt werden, wobei letztere besonders gut geeignet sind. Auch über N-Oxyle lassen sich entsprechende Poly(meth)acrylate herstellen. Ferner lässt sich in vorteilhafter Weise die Atom Transfer Radical Polymerization (ATRP) zur Synthese eng verteilter Poly(meth)acrylate einsetzen, wobei als Initiator bevorzugt monofunktionelle oder difunktionelle sekundäre oder tertiäre Halogenide und zur Abstraktion der Halogenide Cu-, Ni-, Fe-, Pd-, Pt-, Ru-, Os-, Rh-, Co-, Ir-, Ag- oder Au-Komplexe eingesetzt werden. Auch RAFT-Polymerisation ist geeignet.The poly(meth)acrylate of the pressure-sensitive adhesive preferably has a polydispersity PD < 4 and thus a relatively narrow molecular weight distribution. Despite a relatively low molecular weight, compositions based on this have a particularly good shear strength after crosslinking. In addition, the lower polydispersity enables easier processing from the melt, since the flow viscosity is lower than that of a more broadly distributed poly(meth)acrylate with largely the same application properties. Narrowly distributed poly(meth)acrylates can be advantageously polymerized by anionic polymerization or by controlled radical polymerization. cal polymerization methods, the latter being particularly suitable. Corresponding poly(meth)acrylates can also be produced via N-oxyls. Atom Transfer Radical Polymerization (ATRP) can also be used advantageously to synthesize narrowly distributed poly(meth)acrylates, with monofunctional or difunctional secondary or tertiary halides preferably being used as initiators and Cu, Ni, Fe, Pd, Pt, Ru, Os, Rh, Co, Ir, Ag or Au complexes being used to abstract the halides. RAFT polymerization is also suitable.
Die Poly(meth)acrylate der erfindungsgemäßen Haftklebemasse sind bevorzugt durch Verknüpfungsreaktionen - insbesondere im Sinne von Additions- oder Substitutionsreaktionen -von in ihnen enthaltenen funktionellen Gruppen, wie insbesondere Carbonsäuregruppen, mit thermischen Vernetzern vernetzt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Haftklebemasse nicht zu weich ist und einen nicht zu hohen Kaltfluss aufweist. Dies wirkt sich vorteilhaft auf die Kohäsion der Haftklebemasse sowie die Lagerung und Verarbeitbarkeit der Haftklebemasse aus.The poly(meth)acrylates of the pressure-sensitive adhesive according to the invention are preferably crosslinked by linking reactions - in particular in the sense of addition or substitution reactions - of functional groups contained in them, such as in particular carboxylic acid groups, with thermal crosslinkers. This results in the advantage that the pressure-sensitive adhesive is not too soft and does not have too high a cold flow. This has a beneficial effect on the cohesion of the pressure-sensitive adhesive as well as the storage and processability of the pressure-sensitive adhesive.
Es können alle thermischen Vernetzer verwendet werden, die
- - sowohl eine ausreichend lange Verarbeitungszeit gewährleisten, sodass es nicht zu einer Vergelung während des Verarbeitungsprozesses, insbesondere des Extrusionsprozesses, kommt,
- - als auch zu einer schnellen Nachvernetzung des Polymers auf den gewünschten Vernetzungsgrad bei niedrigeren Temperaturen als der Verarbeitungstemperatur, insbesondere bei Raumtemperatur, führen.
- - ensure a sufficiently long processing time so that gelling does not occur during the processing process, in particular the extrusion process,
- - as well as rapid post-crosslinking of the polymer to the desired degree of crosslinking at temperatures lower than the processing temperature, especially at room temperature.
Möglich ist beispielsweise eine Kombination aus Carboxy- (Carbonsäure-), Amino- und/oder Hydroxygruppen enthaltenden Polymeren und Isocyanaten, insbesondere aliphatischen oder blockierten Isocyanaten, beispielsweise mit Aminen deaktivierten trimerisierten Isocyanaten, als Vernetzer. Geeignete Isocyanate sind insbesondere trimerisierte Derivate von MDI [4,4-Methylendi(phenylisocyanat)], HDI [Hexamethylendiisocyanat, 1,6-Hexylendiisocyanat] und IPDI [Isophorondiisocyanat, 5-lsocyanato-1-isocyanatomethyl-1,3,3-trimethylcyclohexan].For example, a combination of polymers containing carboxy (carboxylic acid), amino and/or hydroxy groups and isocyanates, in particular aliphatic or blocked isocyanates, for example trimerized isocyanates deactivated with amines, as crosslinkers is possible. Suitable isocyanates are in particular trimerized derivatives of MDI [4,4-methylenedi(phenyl isocyanate)], HDI [hexamethylene diisocyanate, 1,6-hexylene diisocyanate] and IPDI [isophorone diisocyanate, 5-isocyanato-1-isocyanatomethyl-1,3,3-trimethylcyclohexane].
Bevorzugt werden thermische Vernetzer zu 0,1 bis 5 Gew.-%, insbesondere zu 0,2 bis 1 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge des zu vernetzenden Polymers, eingesetzt.Thermal crosslinkers are preferably used at 0.1 to 5 wt.%, in particular at 0.2 to 1 wt.%, based on the total amount of the polymer to be crosslinked.
Auch eine Vernetzung über Komplexbildner, auch als Chelate bezeichnet, ist möglich. Ein bevorzugter Komplexbildner ist beispielsweise Aluminiumacetylacetonat.Cross-linking via complexing agents, also known as chelates, is also possible. A preferred complexing agent is, for example, aluminum acetylacetonate.
Bevorzugt sind die Poly(meth)acrylate der Haftklebemasse mittels Epoxid(en) bzw. mittels einer oder mehrerer epoxidgruppenhaltiger Substanz(en) vernetzt. Hierdurch wird eine dauerhafte, nicht-reversible, Vernetzung sichergestellt.Preferably, the poly(meth)acrylates of the pressure-sensitive adhesive are crosslinked using epoxy(s) or one or more substances containing epoxy groups. This ensures permanent, non-reversible crosslinking.
Bei den epoxidgruppenhaltigen Substanzen handelt es sich insbesondere um multifunktionelle Epoxide, also solche mit zumindest zwei Epoxidgruppen; entsprechend kommt es insgesamt zu einer mittelbaren Verknüpfung der die funktionellen Gruppen tragenden Bausteine der Poly(meth)acrylate. Die epoxidgruppenhaltigen Substanzen können sowohl aromatische als auch aliphatische Verbindungen sein.The substances containing epoxy groups are in particular multifunctional epoxides, i.e. those with at least two epoxy groups; accordingly, there is an indirect link between the building blocks of the poly(meth)acrylates that carry the functional groups. The substances containing epoxy groups can be both aromatic and aliphatic compounds.
Hervorragend geeignete multifunktionelle Epoxide sind Oligomere des Epichlorhydrins, Epoxyether mehrwertiger Alkohole, insbesondere Ethylen-, Propylen-, und Butylenglycole, Polyglycole, Thiodiglycole, Glycerin, Pentaerythrit, Sorbit, Polyvinylalkohol, Polyallylalkohol und ähnliche; Epoxyether mehrwertiger Phenole, insbesondere Resorcin, Hydrochinon, Bis-(4-hydroxyphenyl)-methan, Bis-(4-hydroxy-3-methylphenyl)-methan, Bis-(4-hydroxy-3,5-dibromphenyl)-methan, Bis-(4-hydroxy-3,5-difluorphenyl)-methan, 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)ethan, 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)propan, 2,2-Bis-(4-hydroxy-3-methylphenyl)-propan, 2,2-Bis-(4-hydroxy-3-chlorphenyl)-propan, 2,2-Bis-(4-hydroxy-3,5-dichlorphenyl)-propan, 2,2-Bis-(4-hydroxy-3,5-dichlorphenyl)-propan, Bis-(4-hydroxyphenyl)-phenylmethan, Bis-(4-hydroxyphenyl)-phenylmethan, Bis-(4-hydroxyphenyl)diphenylmethan, Bis (4-hydroxyphenyl)-4'-methylphenylmethan, 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-2,2,2-trichlorethan, Bis-(4-hydroxyphenyl)-(4-chlorphenyl)-methan, 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-cyclohexan, Bis-(4-hydroxyphenyl)-cyclohexylmethan, 4,4'-Dihydroxydiphenyl, 2,2'-Dihydroxydiphenyl, 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon sowie deren Hydroxyethylether; Phenol-Formaldehyd-Kondensationsprodukte wie Phenolalkohole und Phenolaldehydharze; S- und N-haltige Epoxide, zum Beispiel N,N-Diglycidylanilin, N,N'-Dimethyldiglycidyl-4,4-Diaminodiphenylmethan, Tetraglycidyl-meta-Xylenediamine; sowie Epoxide, welche nach üblichen Verfahren aus mehrfach ungesättigten Carbonsäuren oder einfach ungesättigten Carbonsäureestern ungesättigter Alkohole hergestellt worden sind; Glycidylester; Polyglycidylester, die durch Polymerisation oder Mischpolymerisation von Glycidylestern ungesättigter Säuren gewonnen werden können oder aus anderen sauren Verbindungen, zum Beispiel aus Cyanursäure, Diglycidylsulfid oder cyclischem Trimethylentrisulfon bzw. dessen Derivaten erhältlich sind.Excellently suitable multifunctional epoxides are oligomers of epichlorohydrin, epoxy ethers of polyhydric alcohols, in particular ethylene, propylene and butylene glycols, polyglycols, thiodiglycols, glycerin, pentaerythritol, sorbitol, polyvinyl alcohol, polyallyl alcohol and the like; Epoxy ethers of polyhydric phenols, in particular resorcinol, hydroquinone, bis-(4-hydroxyphenyl)-methane, bis-(4-hydroxy-3-methylphenyl)-methane, bis-(4-hydroxy-3,5-dibromophenyl)-methane, bis-(4-hydroxy-3,5-difluorophenyl)-methane, 1,1-bis-(4-hydroxyphenyl)ethane, 2,2-bis-(4-hydroxyphenyl)propane, 2,2-bis-(4-hydroxyphenyl)propane, 2,2-bis-(4-hydroxy-3-methylphenyl)propane, 2,2-bis-(4-hydroxy-3-chlorophenyl)propane, 2,2-bis-(4-hydroxy-3,5-dichlorophenyl)propane, bis-(4-hydroxyphenyl)phenylmethane, bis-(4-hydroxyphenyl)phenylmethane, bis-(4-hydroxyphenyl)diphenylmethane, bis (4-hydroxyphenyl)-4'-methylphenylmethane, 1,1-bis-(4-hydroxyphenyl)-2,2,2-trichloroethane, bis-(4-hydroxyphenyl)-(4-chlorophenyl)-methane, 1,1-bis-(4-hydroxyphenyl)-cyclohexane, bis-(4-hydroxyphenyl)-cyclohexylmethane, 4,4'-dihydroxydiphenyl, 2,2'-dihydroxydiphenyl, 4,4'-dihydroxydiphenylsulfone and their hydroxyethyl ethers; phenol-formaldehyde condensation products such as phenol alcohols and phenolaldehyde resins; S- and N-containing epoxides, for example N,N-diglycidylaniline, N,N'-dimethyldiglycidyl-4,4-diaminodiphenylmethane, tetraglycidyl-meta-xylenediamines; and epoxides which have been prepared by conventional processes from polyunsaturated carboxylic acids or monounsaturated carboxylic acid esters of unsaturated alcohols; glycidyl esters; polyglycidyl esters which can be obtained by polymerisation or copolymerisation of glycidyl esters of unsaturated acids or from other acidic compounds, for example from cyanuric acid, diglycidyl sulfide or cyclic trimethylenetrisulfone or its derivatives.
Sehr geeignete Ether sind beispielsweise 1,4-Butandioldiglycidether, Polyglycerol-3-glycidether, Cyclohexandimethanoldiglycidether, Glycerintriglycidether, Neopentylglykoldiglycidether, Pentaerythrittetraglycidether, 1,6-Hexandioldiglycidether, Polypropylenglykoldiglycidether, Trimethylolpropantriglycidether, Pentaerythrittetraglycidether, Bisphenol-A-diglycidether und Bisphenol-F-diglycidether.Very suitable ethers are, for example, 1,4-butanediol diglycidyl ether, polyglycerol-3-glycidyl ether, cyclohexanedimethanol diglycidyl ether, glycerol triglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, pentaerythritol tetraglycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, pentaerythritol tetraglycidyl ether, bisphenol A diglycidyl ether and bisphenol F diglycidyl ether.
Weitere bevorzugte Epoxide sind cycloaliphatische Epoxide wie 3,4-Epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexancarboxylat (UVACure1500).Other preferred epoxides are cycloaliphatic epoxides such as 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexanecarboxylate (UVACure1500).
Besonders bevorzugt wird als Vernetzer Tetraglycidyl-meta-Xylenediamin verwendet.Tetraglycidyl-meta-xylenediamine is particularly preferred as a crosslinking agent.
Gemäß bevorzugter Ausführungsformen sind die Poly(meth)acrylate mittels eines Vernetzer-Beschleuniger-Systems („Vernetzungssystem“) vernetzt, um eine bessere Kontrolle sowohl über die Verarbeitungszeit, die Vernetzungskinetik sowie den Vernetzungsgrad zu erhalten. Das Vernetzer-Beschleuniger-System umfasst bevorzugt zumindest eine epoxidgruppenhaltige Substanz als Vernetzer und zumindest eine bei einer Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur des zu vernetzenden Polymers für Vernetzungsreaktionen mittels epoxidgruppenhaltiger Verbindungen beschleunigend wirkende Substanz als Beschleuniger.According to preferred embodiments, the poly(meth)acrylates are crosslinked by means of a crosslinker-accelerator system (“crosslinking system”) in order to obtain better control over the processing time, the crosslinking kinetics and the degree of crosslinking. The crosslinker-accelerator system preferably comprises at least one substance containing epoxy groups as a crosslinker and at least one substance that accelerates crosslinking reactions using compounds containing epoxy groups at a temperature below the melting temperature of the polymer to be crosslinked as an accelerator.
Als Beschleuniger werden erfindungsgemäß besonders bevorzugt Amine eingesetzt. Diese sind formell als Substitutionsprodukte des Ammoniaks aufzufassen; die Substituenten umfassen insbesondere Alkyl- und/oder Arylreste. Besonders bevorzugt werden solche Amine eingesetzt, die mit den zu vernetzenden Polymeren keine oder nur geringfügige Reaktionen eingehen.According to the invention, amines are particularly preferably used as accelerators. These are formally to be understood as substitution products of ammonia; the substituents include in particular alkyl and/or aryl radicals. Particularly preferred are those amines which react little or not at all with the polymers to be crosslinked.
Prinzipiell können als Beschleuniger sowohl primäre (NRH2), sekundäre (NR2H) als auch tertiäre Amine (NR3) gewählt werden, selbstverständlich auch solche, die mehrere primäre und/oder sekundäre und/oder tertiäre Aminogruppen aufweisen. Besonders bevorzugte Beschleuniger sind tertiäre Amine wie beispielweise Triethylamin, Triethylendiamin, Benzyldimethylamin, Dimethylaminomethylphenol, 2,4,6-Tris-(N,N-dimethylaminomethyl)-phenol, N,N'-Bis(3-(dimethylamino)propyl)harnstoff. Weitere bevorzugte Beschleuniger sind multifunktionelle Amine wie Diamine, Triamine und/oder Tetramine, zum Beispiel Diethylentriamin, Triethylentetramin, Trimethylhexamethylendiamin.In principle, primary (NRH 2 ), secondary (NR 2 H) and tertiary amines (NR 3 ) can be selected as accelerators, including, of course, those which have several primary and/or secondary and/or tertiary amino groups. Particularly preferred accelerators are tertiary amines such as triethylamine, triethylenediamine, benzyldimethylamine, dimethylaminomethylphenol, 2,4,6-tris-(N,N-dimethylaminomethyl)phenol, N,N'-bis(3-(dimethylamino)propyl)urea. Other preferred accelerators are multifunctional amines such as diamines, triamines and/or tetramines, for example diethylenetriamine, triethylenetetramine, trimethylhexamethylenediamine.
Weitere bevorzugte Beschleuniger sind Aminoalkohole, insbesondere sekundäre und/oder tertiäre Aminoalkohole, wobei im Falle mehrerer Aminofunktionalitäten pro Molekül bevorzugt mindestens eine, besonders bevorzugt alle Aminofunktionalitäten sekundär und/oder tertiär sind. Besonders bevorzugte, derartige Beschleuniger sind Triethanolamin, N,N-Bis(2-hydroxypropyl)ethanolamin, N-Methyldiethanolamin, N-Ethyldiethanolamin, 2-Aminocyclohexanol, Bis(2-hydroxycyclohexyl)methylamin, 2-(Diisopropylamino)ethanol, 2-(Dibutylamino)ethanol, N-Butyldiethanolamin, N-Butylethanolamin, 2-[Bis(2-hydroxyethyl)amino]-2-(hydroxymethyl)-1,3-propandiol, 1-[Bis(2-hydroxyethyl)amino]-2-propanol, Triisopropanolamin, 2-(Dimethylamino)ethanol, 2-(Diethylamino)ethanol,
2-(2-Dimethylaminoethoxy)ethanol, N,N,N'-Trimethyl-N'-hydroxyethylbisaminoethylether, N,N,N'-Trimethylaminoethylethanolamin und N,N,N'-Trimethylaminopropylethanolamin.Further preferred accelerators are amino alcohols, in particular secondary and/or tertiary amino alcohols, wherein in the case of several amino functionalities per molecule, preferably at least one, particularly preferably all amino functionalities are secondary and/or tertiary. Particularly preferred accelerators of this type are triethanolamine, N,N-bis(2-hydroxypropyl)ethanolamine, N-methyldiethanolamine, N-ethyldiethanolamine, 2-aminocyclohexanol, bis(2-hydroxycyclohexyl)methylamine, 2-(diisopropylamino)ethanol, 2-(dibutylamino)ethanol, N-butyldiethanolamine, N-butylethanolamine, 2-[bis(2-hydroxyethyl)amino]-2-(hydroxymethyl)-1,3-propanediol, 1-[bis(2-hydroxyethyl)amino]-2-propanol, triisopropanolamine, 2-(dimethylamino)ethanol, 2-(diethylamino)ethanol,
2-(2-dimethylaminoethoxy)ethanol, N,N,N'-trimethyl-N'-hydroxyethylbisaminoethyl ether, N,N,N'-trimethylaminoethylethanolamine and N,N,N'-trimethylaminopropylethanolamine.
Weitere geeignete Beschleuniger sind Pyridin, Imidazole wie beispielsweise 2-Methylimidazol und 1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-en. Auch cycloaliphatische Polyamine können als Beschleuniger eingesetzt werden. Geeignet sind auch Beschleuniger auf Phosphorbasis wie Phosphine und/oder Phosphoniumverbindungen, beispielsweise Triphenylphosphin oder Tetraphenylphosphoniumtetraphenylborat.Other suitable accelerators are pyridine, imidazoles such as 2-methylimidazole and 1,8-diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene. Cycloaliphatic polyamines can also be used as accelerators. Phosphorus-based accelerators such as phosphines and/or phosphonium compounds, for example triphenylphosphine or tetraphenylphosphonium tetraphenylborate, are also suitable.
Auch quartäre Ammoniumverbindungen können als Beschleuniger verwendet werden; Beispiele sind Tetrabutylammoniumhydroxid, Cetyltrimethylammoniumbromid und Benzalkoniumchlorid.Quaternary ammonium compounds can also be used as accelerators; examples are tetrabutylammonium hydroxide, cetyltrimethylammonium bromide and benzalkonium chloride.
Bei dem bzw. den Vinylaromatenblockcopolymer(en) kann es sich prinzipiell um jegliche dem Fachmann bekannten Typen handeln.The vinylaromatic block copolymer(s) may in principle be any type known to the person skilled in the art.
Bevorzugt haben die Vinylaromatenblockcopolymere den Aufbau A-B, A-B-A und/oder (AB)nX, wobei X für einen Rest eines Kopplungsreagenzes oder Initiators steht und n größer oder gleich 2 ist.The vinylaromatic block copolymers preferably have the structure AB, ABA and/or (AB) n X, where X is a residue of a coupling reagent or initiator and n is greater than or equal to 2.
Besonders bevorzugt haben das oder die Vinylaromatenblockcopolymere den Aufbau A-B-A, optional im Gemisch mit Anteilen an A-B, wobei letztere den Diblockanteil darstellen.Particularly preferably, the vinylaromatic block copolymer(s) have the structure A-B-A, optionally in admixture with portions of A-B, the latter representing the diblock portion.
Ganz besonders bevorzugt liegen das oder die Vinylaromatenblockcopolymere als Gemisch von Polymeren des Aufbaus A-B-A mit Polymeren des Aufbaus A-B vor.Most preferably, the vinylaromatic block copolymer(s) are present as a mixture of polymers of structure ABA with polymers of structure AB.
Die Blöcke A stellen die aus Vinylaromaten-Monomeren hergestellten Blöcke dar.The A blocks represent the blocks made from vinyl aromatic monomers.
Bevorzugt sind die Blöcke A hergestellt aus einer Polymerisationsmischung enthaltend wenigstens Styrol und α-Methylstyrol, bevorzugt hergestellt aus einer Polymerisationsmischung enthaltend wenigstens Styrol. Ganz besonders bevorzugt sind die Blöcke A aus Styrol hergestellte Blöcke und damit Polystyrol-Blöcke.Preferably, the blocks A are produced from a polymerization mixture containing at least styrene and α-methylstyrene, preferably produced from a polymerization mixture containing at least styrene. Most preferably, the blocks A are blocks produced from styrene and thus polystyrene blocks.
Die Blöcke B stellen die übrigen Blöcke des Block-Copolymers dar. Bevorzugt sind die Blöcke B hergestellt aus einer Polymerisationsmischung enthaltend Monomere von 1,3-Dienen und Isobutylen, weiter bevorzugt hergestellt aus einer Polymerisationsmischung enthaltend Butadien und/oder Isopren. Ganz besonders bevorzugt sind die Blöcke B aus Butadien hergestellte Blöcke und damit Polybutadien-Blöcke.The blocks B represent the remaining blocks of the block copolymer. The blocks B are preferably produced from a polymerization mixture containing monomers of 1,3-dienes and isobutylene, more preferably produced from a polymerization mixture containing butadiene and/or isoprene. The blocks B are very particularly preferably blocks produced from butadiene and thus polybutadiene blocks.
Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem oder den Vinylaromatenblockcopolymer(en) um Styrolblockcopolymer(e), wiederum bevorzugt Styrolbutadien-Blockcopolymere des Aufbaus A-B-A und optionalen Anteilen an A-B.The vinylaromatic block copolymer(s) are particularly preferably styrene block copolymer(s), in turn preferably styrene-butadiene block copolymers of the structure A-B-A and optional proportions of A-B.
Hiermit wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besonders gut gelöst.Hereby, the problem underlying the invention is solved particularly well.
Gemäß besonders vorteilhafter Ausführungsformen weist die Haftklebmasseschicht als Vinylaromatenblockcopolymer eine Mischung aus wenigstens zwei Styrolbutadien-Blockcopolymeren auf, wobei ein erstes Blockcopolymer einen Diblockanteil A-B von 50 bis 85 % aufweist und ein zweites Blockcopolymer einen Diblockanteil A-B von 5 bis 35 % aufweist.According to particularly advantageous embodiments, the pressure-sensitive adhesive layer comprises a mixture of at least two styrene-butadiene block copolymers as vinylaromatic block copolymer, wherein a first block copolymer has a diblock proportion A-B of 50 to 85% and a second block copolymer has a diblock proportion A-B of 5 to 35%.
Hiermit wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besonders gut gelöst.Hereby, the problem underlying the invention is solved particularly well.
Der Diblock-Anteil wird mittels GPC bestimmt und kann wie dem Fachmann bekannt durch die Wahl geeigneter Herstellverfahren gezielt eingestellt werden.The diblock content is determined by GPC and, as is known to those skilled in the art, can be specifically adjusted by choosing suitable manufacturing processes.
Bevorzugt beträgt das Gewichtsmittel der Molekulargewichtsverteilung Mw (gemäß GPC) der A-B-A Polymerstränge des oder der enthaltenen Vinylaromatenblockcopolymere von 50.000 g/mol bis 300.000 g/mol, besonders bevorzugt von 80.000 bis 180.000 g/mol.Preferably, the weight average molecular weight distribution Mw (according to GPC) of the A-B-A polymer strands of the vinylaromatic block copolymer(s) present is from 50,000 g/mol to 300,000 g/mol, particularly preferably from 80,000 to 180,000 g/mol.
Bevorzugt weist die Haftklebemasseschicht wenigstens ein Klebharz auf, wobei das Klebharz bevorzugt in der Phase (ii) enthalten ist.The pressure-sensitive adhesive layer preferably comprises at least one adhesive resin, wherein the adhesive resin is preferably contained in phase (ii).
Hierdurch wird die Klebrigkeit der Haftklebemasse, insbesondere der Phase (ii), erhöht und zwar ohne, dass die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe konterkariert wird. Somit lässt sich das erfindungsgemäße Haftklebeband weiterhin rückstandsfrei durch dehnendes Verstrecken ablösen.This increases the tack of the pressure-sensitive adhesive, in particular phase (ii), without undermining the object underlying the invention. The pressure-sensitive adhesive tape according to the invention can therefore still be removed without residue by stretching.
Unter einem „Klebharz“ wird gemäß dem Verständnis des Fachmanns ein oligomeres oder polymeres Harz verstanden, das die Adhäsion (den Tack, die Eigenklebrigkeit) der Haftklebemasseschicht im Vergleich zu der keine Klebharz enthaltenden, ansonsten aber identischen Haftklebemasseschicht erhöht.According to the understanding of the person skilled in the art, an “adhesive resin” is understood to mean an oligomeric or polymeric resin which increases the adhesion (the tack, the inherent stickiness) of the pressure-sensitive adhesive layer in comparison to the pressure-sensitive adhesive layer which does not contain an adhesive resin but is otherwise identical.
Bevorzugt weist das wenigstens eine Klebharz ein gewichtsmittleres Molekulargewicht Mw von 400 bis 15.000 g/mol, besonders bevorzugt von 400 bis 5.000 g/mol, ganz besonders bevorzugt von 500 bis 2.000 g/mol, auf.The at least one adhesive resin preferably has a weight-average molecular weight M w of 400 to 15,000 g/mol, particularly preferably 400 to 5,000 g/mol, very particularly preferably 500 to 2,000 g/mol.
Bevorzugt ist das wenigstens eine Klebharz ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus nicht hydrierten, partiell oder vollständig hydrierten Harzen auf Basis von Kolophonium oder Kolophoniumderivaten, hydrierten Polymerisaten des Dicyclopentadiens, nicht hydrierten, partiell, selektiv oder vollständig hydrierten Kohlenwasserstoffharzen auf Basis von C-5, C-5/C-9 oder C-9 Monomergemischen und Polyterpenharzen auf Basis von α-Pinen und/oder β-Pinen und/oder δ-Limonen.Preferably, the at least one adhesive resin is selected from the group consisting of non-hydrogenated, partially or fully hydrogenated resins based on rosin or rosin derivatives, hydrogenated polymers of dicyclopentadiene, non-hydrogenated, partially, selectively or fully hydrogenated hydrocarbon resins based on C-5, C-5/C-9 or C-9 monomer mixtures and polyterpene resins based on α-pinene and/or β-pinene and/or δ-limonene.
Dem Fachmann ist klar, dass er ein solches Klebharzes wählen kann, welches sich mit dem oder den Vinylaromatenblockcopolymer(en) homogen vermischen lässt und somit in Phase (ii) vorliegt und gleichzeitig mit dem Poly(meth)acrylat nicht kompatibel ist, sodass im erfindungsgemäßen Haftklebeband kein Klebharz bzw. nur geringfügige, nicht wesentliche Mengen an Klebharz in Phase (i) der Haftklebemasseschicht enthalten sind.It is clear to the person skilled in the art that he can choose such an adhesive resin which can be mixed homogeneously with the vinylaromatic block copolymer(s) and is thus present in phase (ii) and at the same time is not compatible with the poly(meth)acrylate, so that no adhesive resin is required in the pressure-sensitive adhesive tape according to the invention. or only minor, insignificant amounts of adhesive resin are contained in phase (i) of the pressure-sensitive adhesive layer.
Damit durch Dehnen ablösbare Klebebänder leicht und rückstandsfrei wieder entfernt werden können, müssen sie bestimmte klebtechnische Eigenschaften besitzen:
- Beim Verstrecken muss die Klebrigkeit der Klebebänder deutlich sinken. Je niedriger die Klebleistung im verstreckten Zustand ist, umso weniger stark wird der Untergrund beim Ablösen beschädigt. Besonders deutlich ist diese Eigenschaft bei Klebemassen auf Basis von Vinylaromatenblockcopolymeren zu erkennen, bei denen in der Nähe der Streckgrenze die Klebrigkeit (engl. „tack“) auf unter 10 % sinkt. Im Gegensatz dazu ist der Verlust der Klebrigkeit bei der Verwendung von Acrylatklebemassen in der Regel sehr viel geringer und beträgt meistens nur 50 %.
- When stretched, the adhesive tape's tack must drop significantly. The lower the adhesive performance in the stretched state, the less damage the substrate will suffer when it is removed. This property is particularly evident in adhesives based on vinyl aromatic block copolymers, where the tack drops to less than 10% near the yield point. In contrast, the loss of tack when using acrylic adhesives is usually much lower and is usually only 50%.
Umso erstaunlicher ist es, dass die Abnahme der Klebrigkeit durch die erfindungsgemäße vorliegenden Blend-Haftklebemasse aus umfassend wenigstens die Phasen (i) und (ii) deutlich höher ist und auch die Klebrigkeit auf unter 20 % abfallen kann.It is all the more surprising that the reduction in tackiness by the present blend pressure-sensitive adhesive composition according to the invention comprising at least phases (i) and (ii) is significantly higher and that the tackiness can also fall to below 20%.
Damit durch dehnendes Verstrecken ablösbare Klebebänder leicht und rückstandsfrei wieder abgelöst werden können, müssen sie neben den oben beschriebenen klebtechnischen auch einige bestimmte mechanische Eigenschaften besitzen.In order for adhesive tapes that can be removed by stretching to be easy to remove without leaving residue, they must have certain mechanical properties in addition to the adhesive properties described above.
Besonders vorteilhaft ist das Verhältnis der Reißkraft zu der Ablösekraft größer als zwei, bevorzugt größer als drei.Particularly advantageously, the ratio of the tear force to the detachment force is greater than two, preferably greater than three.
Dabei ist die Ablösekraft diejenige Kraft, die aufgewendet werden muss, um ein Klebeband aus einer Klebfuge durch paralleles Ziehen in Richtung der Verklebungsebene wieder zu lösen. Diese Ablösekraft setzt sich aus der Kraft, die für das Ablösen des Klebebandes von den Verklebungsuntergründen nötig ist, und der Kraft, die zur Verformung des Klebebandes aufgewendet werden muss, zusammen. Die zur Verformung des Klebebandes erforderliche Kraft ist abhängig von der Dicke des Klebebandes. Die zum Ablösen benötigte Kraft ist dagegen in dem betrachteten Dickenbereich des Klebebandes (30 µm bis 800 µm) unabhängig von der Dicke der Klebebänder.The removal force is the force that must be applied to remove an adhesive tape from an adhesive joint by pulling parallel in the direction of the bonding plane. This removal force is made up of the force that is required to remove the adhesive tape from the bonding substrate and the force that must be applied to deform the adhesive tape. The force required to deform the adhesive tape depends on the thickness of the adhesive tape. The force required to remove the tape, however, is independent of the thickness of the adhesive tape in the considered thickness range of the adhesive tape (30 µm to 800 µm).
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Klebeband, welches in beliebigen Konfektionsformen vorliegen kann, wobei Klebebandrollen bevorzugt sind. Das Klebeband, insbesondere in Bahnform, kann entweder in Form einer Rolle, also in Form einer archimedischen Spirale auf sich selbst aufgerollt, hergestellt werden oder als Klebestreifen, wie er zum Beispiel in Form von Stanzlingen erhalten wird.The present invention relates to an adhesive tape which can be in any form, with adhesive tape rolls being preferred. The adhesive tape, in particular in web form, can be produced either in the form of a roll, i.e. rolled up on itself in the form of an Archimedean spiral, or as an adhesive strip, such as is obtained in the form of die-cut pieces, for example.
Das erfindungsgemäße Klebeband liegt insbesondere in Bahnform vor. Unter einer Bahn wird ein Objekt verstanden, dessen Länge (Erstreckung in x-Richtung) um ein Vielfaches größer ist als seine Breite (Erstreckung in y-Richtung) und die Breite entlang der gesamten Länge in etwa vorzugsweise genau gleichbleibend ausgebildet ist.The adhesive tape according to the invention is in particular in web form. A web is understood to mean an object whose length (extension in the x-direction) is many times greater than its width (extension in the y-direction) and the width is preferably approximately exactly the same along the entire length.
Der allgemeine Ausdruck „Klebeband“, synonym auch „Klebestreifen“ genannt, 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.The general term “adhesive tape”, also synonymously called “adhesive strip”, includes in the sense of this invention all flat structures, such as films or film sections extended in two dimensions, tapes with extended length and limited width, tape sections and the like, and ultimately also die-cuts or labels.
Das Klebeband weist neben der Längsausdehnung (x-Richtung) und Breitenausdehnung (y-Richtung) auch eine senkrecht zu beiden Ausdehnungen verlaufende Dicke (z-Richtung) auf, wobei die Breitenausdehnung und Längsausdehnung um ein Vielfaches größer sind als die Dicke. Die Dicke ist über die gesamte durch Länge und Breite bestimmte Flächenausdehnung der Klebebänder möglichst gleich, vorzugsweise exakt gleich.In addition to the longitudinal dimension (x-direction) and width dimension (y-direction), the adhesive tape also has a thickness (z-direction) that runs perpendicular to both dimensions, with the width dimension and longitudinal dimension being many times greater than the thickness. The thickness is as uniform as possible, preferably exactly the same, across the entire surface area of the adhesive tape, determined by the length and width.
Die Ausführungen gelten analog für den Träger, der als integraler und formgebender Bestandteil des Klebebandes eine Schicht in x- und y-Richtung ausbildet. Es versteht sich, dass sich die Oberseite und die Unterseite des Trägers einander entlang der z-Richtung gegenüberstehen.The statements apply analogously to the carrier, which, as an integral and shaping component of the adhesive tape, forms a layer in the x and y directions. It is understood that the top and bottom of the carrier face each other along the z direction.
Unter der „ersten Seite“ und der „zweiten Seite“ des Trägers sind insbesondere die sich in z-Richtung einander gegenüberstehenden Seiten gemeint.The “first side” and the “second side” of the carrier refer in particular to the sides opposite each other in the z-direction.
Erfindungsgemäß ist wenigstens auf der ersten Seite und damit wenigstens auf einer Seite des Trägers die näher beschriebene Haftklebemasseschicht umfassend die Phasen (i) und (ii) angeordnet. Dies wird insbesondere mittels dem Fachmann bekannter Verfahren erreicht. Der Träger ist somit wenigstens auf der ersten Seite mit der Haftklebemasse beschichtet. According to the invention, the pressure-sensitive adhesive layer described in more detail comprising phases (i) and (ii) is arranged at least on the first side and thus at least on one side of the carrier. This is achieved in particular by means of methods known to those skilled in the art. The carrier is thus coated with the pressure-sensitive adhesive at least on the first side.
Vorteilhaft können die äußeren, frei liegenden Flächen des oder der Haftklebemasseschicht(en) des erfindungsgemäßen Klebebandes mit antiadhäsiven Materialien ausgerüstet sein wie mit einem Trennpapier oder einer Trennfolie, auch Liner genannt. Bei einem Liner kann es sich auch um mindestens einseitig, vorzugsweise beidseitig, antiadhäsiv beschichtetes Material handeln, wie beispielsweise beidseitig silikonisiertes Material. Ein Liner, bzw. allgemeiner formuliert, ein temporärer Träger, ist nicht Bestandteil eines Klebebands, sondern nur ein Hilfsmittel zu dessen Herstellung, Lagerung und/oder für die Weiterverarbeitung durch Stanzen. Darüber hinaus ist ein Liner im Gegensatz zu einem permanenten Träger nicht fest mit einer Klebstoffschicht verbunden, sondern fungiert vielmehr als temporärer Träger, d.h. als Träger, der von der Klebstoffschicht abziehbar ist. „Permanente Träger“ werden in der vorliegenden Anmeldung synonym auch einfach „Träger“ genannt.The outer, exposed surfaces of the pressure-sensitive adhesive layer(s) of the adhesive tape according to the invention can advantageously be equipped with anti-adhesive materials such as a release paper or a release film, also called a liner. A liner can also be a material that is anti-adhesively coated on at least one side, preferably on both sides, such as material that is siliconized on both sides. A liner, or more generally a temporary carrier, is not a component of an adhesive tape, but only an aid for its production, storage and/or for further processing by punching. Furthermore, in contrast to a permanent carrier, a liner is not firmly connected to an adhesive layer, but rather functions as a temporary carrier, i.e. as a carrier that can be removed from the adhesive layer. In the present application, "permanent carriers" are synonymously also referred to simply as "carriers".
Wie beschrieben, lässt sich das erfindungsgemäße Klebeband durch dehnende Verstreckung rückstands- und zerstörungsfrei wieder ablösen. Unter „rückstandsfreiem Ablösen“ des Klebebandes ist erfindungsgemäß gemeint, dass es beim Ablösen auf den verklebten Oberflächen der Bauteile keine Klebstoffrückstände hinterlässt. Ferner ist unter „zerstörungsfreiem Ablösen“ des Klebebandes erfindungsgemäß gemeint, dass es beim Ablösen die verklebten Oberflächen der Bauteile nicht beschädigt und insbesondere nicht zerstört.As described, the adhesive tape according to the invention can be removed again by stretching without leaving any residue or causing any damage. According to the invention, “residue-free removal” of the adhesive tape means that when it is removed, it leaves no adhesive residue on the bonded surfaces of the components. Furthermore, according to the invention, “non-destructive removal” of the adhesive tape means that when it is removed, it does not damage the bonded surfaces of the components and in particular does not destroy them.
Der Träger ist wie beschrieben wenigstens einseitig mit der Haftklebemasse beschichtet. Das Klebeband kann daher ein einseitiges Klebeband sein.As described, the carrier is coated with the pressure-sensitive adhesive on at least one side. The adhesive tape can therefore be a single-sided adhesive tape.
Gemäß vorteilhafter Ausführungsformen ist der Träger des erfindungsgemäßen Klebebandes auf der zweiten Seite mit mindestens einer zweiten Haftklebemasseschicht ausgerüstet. Hierbei handelt es sich um ein doppelseitiges Haftklebeband.According to advantageous embodiments, the carrier of the adhesive tape according to the invention is provided with at least a second pressure-sensitive adhesive layer on the second side. This is a double-sided pressure-sensitive adhesive tape.
Gemäß vorteilhafter Ausführungsformen weist die zweite Haftklebemasseschicht eine zu der ersten Haftklebemasseschicht identische Zusammensetzung auf. Hierdurch kommt der mit der Erfindung erzielte Vorteil besonders gut zum Tragen und das Klebeband kann ohne weitere Erhöhung der Komplexität auf einfache Weise hergestellt werden.According to advantageous embodiments, the second pressure-sensitive adhesive layer has a composition identical to that of the first pressure-sensitive adhesive layer. As a result, the advantage achieved with the invention is particularly effective and the adhesive tape can be produced in a simple manner without further increasing the complexity.
Gemäß weiterer vorteilhafter Ausführungsformen weist die zweite Haftklebemasseschicht eine zu der ersten Haftklebemasseschicht unterschiedliche Zusammensetzung auf. Hierdurch kann das Haftklebeband flexibel für die Verklebung unterschiedlicher Substrate bzw. Bauteile ausgelegt sein und auf das jeweilige Substrat angepasste Haftklebemassen verwendet werden.According to further advantageous embodiments, the second pressure-sensitive adhesive layer has a different composition to that of the first pressure-sensitive adhesive layer. As a result, the pressure-sensitive adhesive tape can be flexibly designed for bonding different substrates or components and pressure-sensitive adhesives adapted to the respective substrate can be used.
Bevorzugt weist die zweite Haftklebemasseschicht ebenfalls wenigstens eine erste Phase (i) enthaltend wenigstens ein Poly(meth)acrylat und wenigstens eine zweite Phase (ii) enthaltend wenigstens ein Vinylaromatenblockcopolymer, wie insbesondere Styrolblockcopolymer, auf.Preferably, the second pressure-sensitive adhesive layer likewise comprises at least a first phase (i) comprising at least one poly(meth)acrylate and at least a second phase (ii) comprising at least one vinylaromatic block copolymer, such as in particular styrene block copolymer.
Hierdurch wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe in einem besonders hohen Maß gelöst.As a result, the problem underlying the invention is solved to a particularly high degree.
Bevorzugt ist mindestens eine Haftklebemasseschicht, bevorzugt wenigstens die erste Haftklebemasseschicht, geschäumt. Hierdurch ist die Schockbeständigkeit des erfindungsgemäßen Haftklebebandes weiter verbessert.
Bevorzugt ist die Schäumung mittels Expandierens von expandierbaren Mikroballons hergestellt. 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 bzw. als Gas sind insbesondere Kohlenwasserstoffe der niederen Alkane, beispielsweise Isobutan oder Isopentan geeignet, die als verflüssigtes Gas unter Druck in der Polymerhülle eingeschlossen sind, wobei Isopentan besonders bevorzugt ist.Preferably, at least one pressure-sensitive adhesive layer, preferably at least the first pressure-sensitive adhesive layer, is foamed. This further improves the shock resistance of the pressure-sensitive adhesive tape according to the invention.
Preferably, the foaming is produced by expanding expandable microballoons. “Microballoons” are understood to mean elastic hollow microspheres that are expandable in their basic state and have a thermoplastic polymer shell. These spheres are filled with low-boiling liquids or liquefied gas. Polyacrylonitrile, PVDC, PVC or polyacrylates are used in particular as shell material. Hydrocarbons of the lower alkanes, for example isobutane or isopentane, are particularly suitable as low-boiling liquids or as gases, which are enclosed in the polymer shell as liquefied gas under pressure, with isopentane being particularly preferred.
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.When the microballoons are exposed to heat, the outer polymer shell softens. At the same time, the liquid propellant gas in the shell changes into its gaseous state. The microballoons expand irreversibly and three-dimensionally. Expansion is complete when the internal and external pressure equalize. Since the polymer shell remains intact, a closed-cell foam is achieved.
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 Nuryon.A variety of microballoon types are commercially available, which differ essentially in their size (6 to 45 µm diameter in the unexpanded state) and the starting temperatures required for expansion (75 to 220 °C). An example of commercially available microballoons are the Expancel® DU types (DU = dry unexpanded) from Nuryon.
Unexpandierte Mikroballontypen sind auch als wässrige Dispersion mit einem Feststoff beziehungsweise Mikroballonanteil von ca. 40 bis 45 Gew.-% erhältlich, weiterhin auch als polymergebundene Mikroballons (Masterbatche), zum Beispiel in Ethylvinylacetat mit einer Mikroballonkonzentration von ca. 65 Gew.-%. Sowohl die Mikroballon-Dispersionen als auch die Masterbatche sind wie die DU-Typen zur Herstellung einer geschäumten Haftklebemasse geeignet.Unexpanded microballoon types are also available as an aqueous dispersion with a solids or microballoon content of approx. 40 to 45% by weight, and also as polymer-bound microballoons (masterbatches), for example in ethyl vinyl acetate with a microballoon concentration of approx. 65% by weight. Both the microballoon dispersions and the masterbatches, like the DU types, are suitable for producing a foamed pressure-sensitive adhesive.
Geschäumte Haftklebemasseschichten können auch mit sogenannten vorexpandierten Mikroballons erzeugt werden. Bei vorexpandierten Mikroballons findet eine Expansion schon vor der Einmischung in die Polymermatrix statt. Vorexpandierte Mikroballons sind beispielsweise unter der Bezeichnung Dualite® oder mit der Typenbezeichnung Expancel xxx DE yy (Dry Expanded) von der Firma Nuryon kommerziell erhältlich.''xxx'' steht für die Zusammensetzung der Mikroballonabmischung. „yy“ steht für die Größe der Mikroballons im expandierten Zustand. Bei der Verarbeitung von bereits expandierten Mikroballontypen kann es passieren, dass die Mikroballons aufgrund ihrer geringen Dichte in der Polymermatrix, in die diese eingearbeitet werden sollen, zur Flotation neigen, also in der Polymermatrix während des Verarbeitungsprozesses „nach oben“ aufschwimmen. Dies führt zu einer ungleichmäßigen Verteilung der Mikroballons in der Schicht. Im oberen Bereich der Schicht (z-Richtung) sind mehr Mikroballons anzutreffen als im unteren Bereich der Schicht, so dass sich ein Dichtegradient über die Schichtdicke einstellt.Foamed pressure-sensitive adhesive layers can also be produced using so-called pre-expanded microballoons. With pre-expanded microballoons, expansion takes place before they are mixed into the polymer matrix. Pre-expanded microballoons are commercially available, for example, under the name Dualite® or with the type designation Expancel xxx DE yy (Dry Expanded) from Nuryon. ''xxx'' stands for the composition of the microballoon mixture. "yy" stands for the size of the microballoons in the expanded state. When processing microballoons that have already been expanded, it can happen that the microballoons have a tendency to flotation due to their low density in the polymer matrix into which they are to be incorporated, i.e. they float "upwards" in the polymer matrix during processing. This leads to an uneven distribution of the microballoons in the layer. There are more microballoons in the upper area of the layer (z-direction) than in the lower area of the layer, creating a density gradient across the layer thickness.
Um einen solchen Dichtegradienten weitgehend oder nahezu vollständig zu verhindern, werden erfindungsgemäß bevorzugt nicht oder nur wenig vorexpandierte Mikroballons in die Polymermatrix der Haftklebemasseschichten eingearbeitet. Erst nach dem Einarbeiten in die Schicht werden die Mikroballons expandiert. Auf diese Weise ergibt sich eine gleichmäßigere Verteilung der Mikroballons in der Polymermatrix.In order to largely or almost completely prevent such a density gradient, according to the invention, preferably not or only slightly pre-expanded microballoons are incorporated into the polymer matrix of the pressure-sensitive adhesive layers. The microballoons are only expanded after they have been incorporated into the layer. This results in a more uniform distribution of the microballoons in the polymer matrix.
Vorzugsweise werden die Mikroballons so gewählt, dass das Verhältnis der Dichte der Polymermatrix zu der Dichte der in die Polymermatrix einzuarbeitenden (nicht oder nur wenig vorexpandierten) Mikroballons zwischen 1 und 1,6, also: (Dichte der Polymermatrix)/(Dichte der einzuarbeitenden Mikroballons) = 1 bis 1,6 liegt.Preferably, the microballoons are selected such that the ratio of the density of the polymer matrix to the density of the microballoons to be incorporated into the polymer matrix (not or only slightly pre-expanded) is between 1 and 1.6, i.e.: (density of the polymer matrix)/(density of the microballoons to be incorporated) = 1 to 1.6.
Erst nach oder unmittelbar bei der Einarbeitung erfolgt dann die Expansion. Bei Lösungsmittelhaltigen Massen werden die Mikroballons bevorzugt erst nach dem Einarbeiten, Beschichten, Trocknen (Lösungsmittelabdampfen) expandiert. Erfindungsgemäß bevorzugt werden daher DU-Typen verwendet.Expansion only takes place after or immediately after incorporation. In the case of solvent-containing masses, the microballoons are preferably only expanded after incorporation, coating and drying (solvent evaporation). According to the invention, DU types are therefore preferably used.
Bevorzugt beträgt der mittlere Durchmesser der von den Mikroballons gebildeten Hohlräume in der oder den geschäumten Haftklebemasseschicht(en) 10 bis 200 µm, besonders bevorzugt von 15 bis 200 µm, ganz besonders bevorzugt 15 bis 150 µm, wiederum bevorzugt von 20 bis 100 µm, wiederum besonders bevorzugt von 25 bis 70 µm. Mit den genannten bevorzugten und besonders bevorzugten Größenbereichen wird eine besonders gute Schockresistenz erzielt. Gleichzeitig sind die Größen im Hinblick auf die Schichtdicken der Haftklebemasseschicht(en) angepasst.The average diameter of the cavities formed by the microballoons in the foamed PSA layer(s) is preferably 10 to 200 µm, particularly preferably 15 to 200 µm, very particularly preferably 15 to 150 µm, again preferably 20 to 100 µm, again particularly preferably 25 to 70 µm. Particularly good shock resistance is achieved with the preferred and particularly preferred size ranges mentioned. At the same time, the sizes are adapted with regard to the layer thicknesses of the PSA layer(s).
Da hierbei die Durchmesser der von den Mikroballons gebildeten Hohlräume in den geschäumten Haftklebemasseschicht(en) vermessen werden, handelt es sich bei den Durchmessern um jene Durchmesser der von den expandierten Mikroballons gebildeten Hohlräume. Mit dem mittleren Durchmesser ist dabei das arithmetische Mittel der Durchmesser der von den Mikroballons gebildeten Hohlräume in der Haftklebemasseschicht gemeint. Die Bestimmung des mittleren Durchmessers der von den Mikroballons gebildeten Hohlräume in einer Haftklebemasseschicht erfolgt anhand von 5 verschiedenen Kryobruchkanten des Klebebands im Rasterelektronenmikroskop (REM) bei 500-facher Vergrößerung. Die Durchmesser der auf den Aufnahmen zu sehenden Mikroballons werden graphisch derart ermittelt, dass aus den REM Aufnahmen für jeden einzelnen Mikroballon der zu untersuchenden Haftklebemasseschicht dessen maximale Ausdehnung in beliebiger (zweidimensionaler) Richtung entnommen wird und als dessen Durchmesser angesehen wird.Since the diameters of the cavities formed by the microballoons in the foamed PSA layer(s) are measured here, the diameters are the diameters of the cavities formed by the expanded microballoons. The mean diameter is the arithmetic mean of the diameters of the cavities formed by the microballoons in the PSA layer. The mean diameter of the cavities formed by the microballoons in a PSA layer is determined using 5 different cryo-fracture edges of the adhesive tape in a scanning electron microscope (SEM) at 500x magnification. The diameters of the microballoons visible in the images are determined graphically in such a way that the maximum extension in any (two-dimensional) direction is taken from the SEM images for each individual microballoon of the PSA layer to be examined and is regarded as its diameter.
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 den Haftklebemasseschichten liegt gemäß bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung zwischen größer 0 Gew.-% und 12 Gew.-%, besonders bevorzugt zwischen 0,25 Gew.-% und 5 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt zwischen 0,5 und 3 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Gesamtzusammensetzung (einschließlich eingemischter Mikroballons) der entsprechenden Schicht. Die Angaben beziehen sich jeweils auf unexpandierte Mikroballons.If foaming is carried out using microballoons, the microballoons can be added to the formulation as a batch, paste or as an unblended or blended powder. Furthermore, they can be Solvents are suspended.
According to preferred embodiments of the invention, the proportion of microballoons in the pressure-sensitive adhesive layers is between greater than 0% by weight and 12% by weight, particularly preferably between 0.25% by weight and 5% by weight, very particularly preferably between 0.5% and 3% by weight, in each case based on the total composition (including mixed-in microballoons) of the corresponding layer. The figures refer in each case to unexpanded microballoons.
Durch die genannten Mengen wird der Zielkonflikt aus den Eigenschaften umfassend Klebrigkeit, Fließverhalten und Schäumung besonders gut gelöst.The quantities mentioned above resolve the conflicting objectives of the properties of stickiness, flow behaviour and foaming particularly well.
Eine expandierbare Mikrohohlkugeln enthaltende Polymermasse der Haftklebemasseschicht(en) 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. Geeignet für die Haftklebemasseschichten sind außerdem - unabhängig gewählt von anderen Additiven - Polymervollkugeln wie PMMA-Kugeln, Glashohlkugeln, Glasvollkugeln, Phenolharzkugeln, keramische Hohlkugeln, keramische Vollkugeln und/oder Kohlenstoffvollkugeln („Carbon Micro Balloons“).A polymer mass of the pressure-sensitive adhesive layer(s) containing expandable hollow microspheres may also contain non-expandable hollow microspheres. The only decisive factor is that almost all gas-containing caverns are closed by a permanently sealed membrane, regardless of whether this membrane consists of an elastic and thermoplastically stretchable polymer mixture or of elastic and - within the range of temperatures possible in plastics processing - non-thermoplastic glass. Also suitable for the pressure-sensitive adhesive layers - independently of other additives - are solid polymer spheres such as PMMA spheres, hollow glass spheres, solid glass spheres, phenolic resin spheres, ceramic hollow spheres, ceramic solid spheres and/or solid carbon spheres ("carbon micro balloons").
Die absolute Dichte der geschäumten Haftklebemasseschicht(en) beträgt bevorzugt 350 bis 950 kg/m3, besonders bevorzugt 450 bis 930 kg/m3, ganz besonders bevorzugt 570 bis 880 kg/m3. Die relative Dichte beschreibt das Verhältnis der Dichte der jeweils geschäumten Schicht zur Dichte der entsprechenden rezepturidentischen, ungeschäumten Schicht. Die relative Dichte der Haftklebemasseschicht(en) beträgt vorzugsweise 0,35 bis 0,99, stärker bevorzugt 0,45 bis 0,97, insbesondere 0,50 bis 0,90.The absolute density of the foamed PSA layer(s) is preferably 350 to 950 kg/m 3 , particularly preferably 450 to 930 kg/m 3 , very particularly preferably 570 to 880 kg/m 3 . The relative density describes the ratio of the density of the respective foamed layer to the density of the corresponding unfoamed layer of identical formulation. The relative density of the PSA layer(s) is preferably 0.35 to 0.99, more preferably 0.45 to 0.97, in particular 0.50 to 0.90.
Gemäß besonders vorteilhafter Ausführungsformen weisen die erste und die zweite Haftklebemasseschicht eine identische Zusammensetzung auf, wobei bevorzugt beide Schichten geschäumt sind, bevorzugt mittels Expandierens von expandierbaren Mikroballons.According to particularly advantageous embodiments, the first and the second pressure-sensitive adhesive layer have an identical composition, wherein preferably both layers are foamed, preferably by means of expanding expandable microballoons.
Gemäß vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung sind eine oder beide Oberflächen der Haftklebemasseschichten physikalisch und/oder chemisch vorbehandelt. Eine solche Vorbehandlung kann beispielweise durch Plasmavorbehandlung erfolgen. Sofern beide Oberflächen der Haftklebemasseschichten vorbehandelt sind, kann die Vorbehandlung jeder Oberfläche unterschiedlich erfolgen oder insbesondere können beide Oberflächen gleich vorbehandelt sein.According to advantageous embodiments of the invention, one or both surfaces of the pressure-sensitive adhesive layers are physically and/or chemically pretreated. Such pretreatment can be carried out, for example, by plasma pretreatment. If both surfaces of the pressure-sensitive adhesive layers are pretreated, the pretreatment of each surface can be carried out differently or, in particular, both surfaces can be pretreated in the same way.
Die Plasma-Behandlung - insbesondere Niederdruck-Plasmabehandlung - ist ein bekanntes Verfahren zur Oberflächenvorbehandlung von Klebemassen. Das Plasma führt zu einer Aktivierung der Oberfläche im Sinne einer höheren Reaktivität. Dabei kommt es zu chemischen Veränderungen der Oberfläche, wodurch zum Beispiel das Verhalten der Klebemasse gegenüber polaren und unpolaren Oberflächen beeinflusst werden kann. Bei dieser Vorbehandlung handelt es sich im Wesentlichen um Oberflächenphänomene.Plasma treatment - particularly low-pressure plasma treatment - is a well-known process for surface pretreatment of adhesives. The plasma activates the surface to increase its reactivity. This leads to chemical changes in the surface, which can, for example, influence the behavior of the adhesive towards polar and non-polar surfaces. This pretreatment essentially involves surface phenomena.
Die Dicke der einzelnen Haftklebemasseschicht(en) (in z-Richtung) beträgt bevorzugt von 15 bis 150 µm, besonders bevorzugt von 20 bis 100 µm, ganz besonders bevorzugt von 25 bis 70 µm.The thickness of the individual pressure-sensitive adhesive layer(s) (in the z-direction) is preferably from 15 to 150 µm, particularly preferably from 20 to 100 µm, very particularly preferably from 25 to 70 µm.
Als Träger des erfindungsgemäßen Klebebandes, das durch dehnendes Verstrecken ablösbar ist, kommen grundsätzlich alle Träger in Frage, die eine Dehnung von mindestens 200% aufweisen, bevor sie reißen. Dabei sind Träger mit einer Reißdehnung von mindestens 400% bevorzugt, besonders bevorzugt sind solche mit einer Reißdehnung von über 500%.Basically, all carriers that have an elongation of at least 200% before they tear are suitable as the carrier of the adhesive tape according to the invention, which can be removed by stretching. Carriers with an elongation at break of at least 400% are preferred, and those with an elongation at break of over 500% are particularly preferred.
Die Träger können dabei sowohl hauptsächlich elastisch als auch plastisch verformbar sein.The supports can be either mainly elastic or plastically deformable.
Elastische Träger sind hier solche Träger, die nach Dehnung um 200% und anschließendem Relaxieren weniger als 100% gedehnt bleiben. Ist die anschließende Dehnung nach Relaxieren über 100% zum Ausgangswert, handelt es sich um plastische verformbare Träger.Elastic beams are those beams that remain stretched less than 100% after being stretched by 200% and then relaxed. If the subsequent stretching after relaxation is more than 100% of the initial value, the beams are plastically deformable.
Elastisch verformbare Träger können zum Beispiel auf Polyurethan basieren, wie sie z.B. in der
Dabei können sowohl Polyurethane hergestellt aus Dispersion oder aus der Schmelze zum Einsatz kommen. Besonders bevorzugt ist dabei das Polyurethan aliphatisches PolyesterPolyurethan oder aliphatisches Polyether-Polyurethan, d.h. das Polyurethan basiert in diesem Fall auf aliphatischem Polyester oder aliphatischem Polyether.Polyurethanes made from dispersion or from the melt can be used. Particularly preferred is polyurethane, aliphatic polyester polyurethane or aliphatic cal polyether polyurethane, i.e. the polyurethane in this case is based on aliphatic polyester or aliphatic polyether.
Grundsätzlich können dabei insbesondere die Polyurethane hergestellt aus Dispersion vernetzt oder unvernetzt hergestellt werden, wobei bei den vernetzten Polyurethanen häufig Isocyanate zum Einsatz kommen. Diese vernetzten Polyurethane haben den Nachteil, dass die Vernetzung häufig sehr langsam ist, und die endgültigen Eigenschaften der Klebebänder erst nach längerer Lagerdauer erzielt werden können. Zudem sind die eingesetzten Isocyanate häufig gesundheitsschädlich. Durch die Vernetzung ist aber im Allgemeinen die Reißfestigkeit der Träger höher als bei unvernetzten Polyurethanen.In principle, polyurethanes made from dispersion can be cross-linked or uncross-linked, with isocyanates often being used in cross-linked polyurethanes. These cross-linked polyurethanes have the disadvantage that cross-linking is often very slow and the final properties of the adhesive tapes can only be achieved after a long period of storage. In addition, the isocyanates used are often harmful to health. However, due to cross-linking, the tear resistance of the carriers is generally higher than with uncross-linked polyurethanes.
Als weitere Träger können viele weitere Folien eingesetzt werden. Beispiele für Rohstoffe, auf denen das dehnbare Trägermaterial basiert, umfassen thermoplastische Polyolefine, Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Polyamide, Polystyrole, Polyacrylate, Polyester, Kautschuke (synthetische und natürliche) und Silikone. Bevorzugte Rohstoffe sind Polyolefine wie Ethylenvinylacetat (EVA), Ethylenacrylat (EA), Ethylenmethacrylat (EMA), low density Polyethylen (PE-LD), linear low density Polyethylen (PE-LLD), very low density linear Polyethylen (PE-VLD), Polypropylen Homopolymer (PP-H), Polypropylen Copolymer (PP-C) (impact oder random). Weitere Beispiele für Rohstoffe, aus denen das dehnbare Trägermaterial aufgebaut sein kann, umfassen thermoplastische Elastomere auf Basis von Polyolefinen TPO, Polyamiden TPA, TPU, Styrolblockcopolymeren TPS und Polyestern TPC. Bevorzugte Rohstoffe sind Polyolefincopolymere wie Ethylen-Vinylacetat EVA, Ethylenacrylat EA, weiche Polyethylenelastomere wie Affinity™, Engage™, Exact™, Tafmer™, weiche Polypropylencopolymere wie Vistamaxx™, Versify™ welche durch Random-Struktur einen niedrigen Schmelzpunkt aufweisen, und Elastomere heterophasige Polyolefine (zum Beispiel mit Blockstruktur) wie Infuse™, Hifax™, Adflex™ oder Softell™. Beispiele für Styrolelastomere sind Kraton™, Hybrar™, Septon™, Cariflex™, Vector™ und Styroflex™.Many other films can be used as additional carriers. Examples of raw materials on which the stretchable carrier material is based include thermoplastic polyolefins, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, polyamides, polystyrenes, polyacrylates, polyesters, rubbers (synthetic and natural) and silicones. Preferred raw materials are polyolefins such as ethylene vinyl acetate (EVA), ethylene acrylate (EA), ethylene methacrylate (EMA), low density polyethylene (PE-LD), linear low density polyethylene (PE-LLD), very low density linear polyethylene (PE-VLD), polypropylene homopolymer (PP-H), polypropylene copolymer (PP-C) (impact or random). Other examples of raw materials from which the stretchable carrier material can be constructed include thermoplastic elastomers based on polyolefins TPO, polyamides TPA, TPU, styrene block copolymers TPS and polyesters TPC. Preferred raw materials are polyolefin copolymers such as ethylene-vinyl acetate EVA, ethylene acrylate EA, soft polyethylene elastomers such as Affinity™, Engage™, Exact™, Tafmer™, soft polypropylene copolymers such as Vistamaxx™, Versify™ which have a low melting point due to their random structure, and elastomers heterophasic polyolefins (for example with a block structure) such as Infuse™, Hifax™, Adflex™ or Softell™. Examples of styrene elastomers are Kraton™, Hybrar™, Septon™, Cariflex™, Vector™ and Styroflex™.
Wiederum werden bevorzugt nicht vernetzte Träger eingesetzt.Again, non-cross-linked carriers are preferred.
Der Träger weist bevorzugt eine Dicke von 10 bis 150 µm, besonders bevorzugt von 20 bis 100 µm, ganz besonders bevorzugt von 25 bis 70 µm, auf.The carrier preferably has a thickness of 10 to 150 µm, particularly preferably 20 to 100 µm, most preferably 25 to 70 µm.
Hierdurch erhält das erfindungsgemäße Haftklebeband eine ausreichende Stabilität, ohne gleichzeitig zu dick zu sein.This gives the pressure-sensitive adhesive tape according to the invention sufficient stability without being too thick.
Die Dicke des Haftklebebands kann je nach Anwendung gewählt werden. Gemäß bevorzugter Ausführungsformen weist das Haftklebeband eine Dicke von 30 bis 350 µm, vorzugsweise von 30 bis 250 µm, und besonders bevorzugt von 50 bis 200 µm, auf.The thickness of the pressure-sensitive adhesive tape can be selected depending on the application. According to preferred embodiments, the pressure-sensitive adhesive tape has a thickness of 30 to 350 µm, preferably 30 to 250 µm, and particularly preferably 50 to 200 µm.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Haftklebebands.Another object of the present invention is a process for producing the pressure-sensitive adhesive tape according to the invention.
Die Herstellung und Verarbeitung der Haftklebemassen können sowohl aus der Lösung als auch aus der Schmelze erfolgen. Das Aufbringen der Haftklebmassen auf die Trägerschicht kann durch direkte Beschichtung oder durch Laminierung, insbesondere Heißlaminierung erfolgen.The PSAs can be produced and processed either from solution or from the melt. The PSAs can be applied to the carrier layer by direct coating or by lamination, particularly hot lamination.
Bevorzugt erfolgt die Herstellung der Haftklebemassen lösungsmittelfrei und damit umweltfreundlich aus der Schmelze.Preferably, the pressure-sensitive adhesives are manufactured from the melt in a solvent-free and thus environmentally friendly manner.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung des erfindungsgemäßen Haftklebebandes zur Verklebung von Bauteilen in elektronischen Geräten, Automobilen, medizinischen Geräten und zahnmedizinischen Geräten.Another object of the invention is the use of the pressure-sensitive adhesive tape according to the invention for bonding components in electronic devices, automobiles, medical devices and dental devices.
PrüfmethodenTest methods
Alle Messungen werden, sofern nichts anderes angegeben ist, bei 23 °C und 50 % relativer Luftfeuchtigkeit durchgeführt. Die mechanischen und klebtechnischen Daten wurden wie folgt ermittelt:
- Reißertest mittels Zugprüfmaschine, Zwick
- Tear test using tensile testing machine, Zwick
Im Reißertest werden eine erste Prüfplatte aus Polyethylen und eine zweite Prüfplatte aus Stahl eingesetzt. Die erste Prüfplatte aus Polyethylen ist mit einem doppelseitigen Klebeband tesa® 67215 umwickelt worden, auf das anschließend eine „Batteriefolie“ aufgebracht worden ist. Das Klebeband tesa® 67215 ist insgesamt 150 µm dick und enthält einen Polyurethanträger, auf dem beidseitig jeweils eine geschäumte Haftklebemasseschicht auf Basis von Vinylaromatenblockcopolymer angeordnet ist. Bei der „Batteriefolie“ handelt es sich um eine mit Aluminium laminierte Polymerfolie einer Dicke von 88 µm des Herstellers DNP - die Folie wird typischerweise zur Herstellung von Lithium-Polymer-Batterien eingesetzt.In the tear test, a first test plate made of polyethylene and a second test plate made of steel are used. The first test plate made of polyethylene is wrapped with a double-sided adhesive tape tesa® 67215, onto which a “battery foil” is then applied. The adhesive tape tesa® 67215 is 150 µm thick in total and contains a polyurethane carrier on which a foamed pressure-sensitive adhesive layer based on vinyl aromatic block copolymer is arranged on both sides. The "battery foil" is a polymer foil laminated with aluminum and 88 µm thick from the manufacturer DNP - the foil is typically used to manufacture lithium polymer batteries.
Aus dem zu untersuchenden Klebeband werden Prüflinge mit 8 mm Breite und 60 mm Länge gestanzt oder gelasert. Diese Prüflinge werden auf einer Länge von 50 mm auf die wie vorstehend beschrieben mit Batteriefolie umwickelte erste Prüfplatte aus Polyethylen geklebt, so dass ein 10 mm langer Anfasser übersteht. Der Anfasser wird beidseitig mit 36 µm PET eingedeckt. Die zweite Prüfplatte aus Stahl wird, nach einer Reinigung mit Aceton und Vorkonditionierung für 1 bis höchstens 10 min bei 23 °C und 50 % relativer Luftfeuchtigkeit, derart auf die Gegenseite des verklebten Streifens (d.h. Prüflings) geklebt, dass die beiden Prüfplatten bündig, d.h. deckungsgleich, übereinander liegen. Der Verbund wird rückseitig über die Stahlplatte mit einer 4 kg Rolle 10-fach überrollt (jeweils fünfmal hin und zurück). Nach mindestens 4 h Aufziehzeit bei 23 °C und 50 % relativer Luftfeuchtigkeit werden die Streifen am Anfasser mittels einer Zugprüfmaschine (der Firma Zwick) bei einer konstanten Geschwindigkeit von 800 mm/min in einem Winkel von 90° über die Kante der mit Batteriefolie umwickelten ersten Prüfplatte aus Polyethylen aus der Klebefuge abgelöst. Der Probenkörper wird dabei mit einem winkelverstellbaren Adapter fixiert und der Anfasser wird senkrecht in die Mitte der Klemmbacken eingespannt.Test pieces 8 mm wide and 60 mm long are punched or lasered out of the adhesive tape to be tested. These test pieces are glued to the first polyethylene test plate, which is wrapped in battery foil as described above, over a length of 50 mm, so that a 10 mm long handle protrudes. The handle is covered on both sides with 36 µm PET. The second steel test plate is cleaned with acetone and preconditioned for 1 to a maximum of 10 minutes at 23 °C and 50% relative humidity and glued to the opposite side of the glued strip (i.e. test piece) in such a way that the two test plates lie flush, i.e. congruent, on top of each other. The composite is rolled over the back of the steel plate 10 times with a 4 kg roller (five times back and forth). After a minimum of 4 hours of application at 23 °C and 50% relative humidity, the strips on the handle are removed from the adhesive joint using a tensile testing machine (from Zwick) at a constant speed of 800 mm/min at an angle of 90° over the edge of the first polyethylene test plate wrapped in battery foil. The test specimen is fixed with an angle-adjustable adapter and the handle is clamped vertically in the middle of the clamping jaws.
Es wird bei einem Winkel von 90° gemessen und es wird währenddessen die Kraft, die zum Herauslösen / Strippen der Probe kontinuierlich benötigt wird, durch die Zugprüfmaschine aufgenommen - die sogenannte Ablösekraft Fstripp. Die Messung ist beendet, sobald die Probe komplett zwischen den beiden Prüfplatten herausgelöst wurde oder die Probe während der Messung gerissen ist. Es werden mindestens 10 Messungen pro Muster durchgeführt. Das Prüfklima beträgt 23 °C und 50 % rel. Luftfeuchtigkeit.The measurement is taken at an angle of 90° and the force that is continuously required to remove/strip the sample is recorded by the tensile testing machine - the so-called stripping force F stripp . The measurement is finished as soon as the sample has been completely removed from between the two test plates or the sample has torn during the measurement. At least 10 measurements are carried out per sample. The test climate is 23 °C and 50% relative humidity.
Angabe der Ergebnisse:
- Reißer 90° - der Test gilt als bestanden, wenn während des Ablösevorgangs weniger als 50 % der Prüflinge reißen.
- Fstripp 90° [N/cm] - benötigte Kraft, um den Prüfling aus der Klebefuge zu abzulösen (zu strippen) bei einem Winkel von 90° (Ablösekraft)
- Tear 90° - the test is considered passed if less than 50% of the test pieces tear during the detachment process.
- F stripp 90° [N/cm] - force required to detach (strip) the test specimen from the adhesive joint at an angle of 90° (detachment force)
Die Rückstände von Klebmasse sowohl auf der Stahlplatte als auch auf der Batteriefolie werden begutachtet.The adhesive residues on both the steel plate and the battery foil are examined.
Zugversuch mittels Zugprüfmaschine, Zwick, inklusive Reißdehnung gemäß EN ISO 527 Aus der zu untersuchenden Probe (Klebeband, d.h. vorzugsweise beidseitig mit Klebmasse ausgerüsteter Träger, oder nur der Träger als Rohträger) werden in Längsrichtung mittels Streifenschneider oder Rasierklingenmesser 15 mm breite Streifen mit einer Länge von ca. 150 mm geschnitten. Die im Prüfklima 24 h vorkonditionierte Probe wird senkrecht in die Mitte der Klemmbacken mit einer Einspannlänge von 10 mm eingespannt und solange mit einer Geschwindigkeit von 800 mm/min gedehnt, bis er reißt. Der Riss soll etwas in der Mitte des Streifens erfolgen. Erfolgt der Riss in Backennähe (näher als 1 cm), so ist der Wert zu verwerfen und dafür ein weiterer Streifen zu prüfen. Pro Probenvariante werden 5 Messungen durchgeführt. Das Prüfklima beträgt 23 °C und 50 % rel. Luftfeuchtigkeit.Tensile test using a tensile testing machine, Zwick, including elongation at break in accordance with EN ISO 527. From the sample to be tested (adhesive tape, i.e. preferably a carrier coated with adhesive on both sides, or just the carrier as a raw carrier), 15 mm wide strips with a length of approx. 150 mm are cut lengthwise using a strip cutter or razor blade knife. The sample, which has been preconditioned in the test climate for 24 hours, is clamped vertically in the middle of the clamping jaws with a clamping length of 10 mm and stretched at a speed of 800 mm/min until it tears. The tear should occur somewhat in the middle of the strip. If the tear occurs near the jaws (closer than 1 cm), the value should be discarded and another strip should be tested instead. 5 measurements are carried out for each sample variant. The test climate is 23 °C and 50% relative humidity.
Die Messungen erfolgen gemäß EN ISO 527.The measurements are carried out according to EN ISO 527.
Angabe der Ergebnisse:
RD [%] - Reißdehnung, d.h. prozentuale Dehnung bei Riss/ Bruch der ProbeIndication of results:
RD [%] - Elongation at break, ie percentage elongation at tear/break of the sample
Durchschlagzähigkeit, d.h. DuPont-Test in z-EbeneDielectric strength, i.e. DuPont test in z-plane
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.A square, frame-shaped sample is cut out of the adhesive tape to be tested (external dimensions 33 mm × 33 mm, web width 2.0 mm, internal dimensions (window cutout) 29 mm × 29 mm). This sample is glued to a polycarbonate (PC) frame (external dimensions 45 mm × 45 mm, web width 10 mm, internal dimensions (window cutout) 25 mm × 25 mm; thickness 3 mm). On the other side of the double-sided A PC window measuring 35 mm × 35 mm is glued using the adhesive tape. The PC frame, adhesive tape frame and PC window are bonded in such a way that the geometric centers and diagonals are on top of each other (corner to corner). The bonding area is 248 mm 2 . The bond is pressed for 5 s with 248 N and stored conditioned for 24 hours at 23 °C / 50 % relative humidity.
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 freischwebend (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 der von oben frei zugänglichen Fläche des PC-Fensters zentrisch und bündig aufliegt.Immediately after storage, the adhesive bond made of PC frame, adhesive tape and PC window is clamped into a sample holder with the protruding edges of the PC frame in such a way that the bond is aligned horizontally. The PC frame lies flat on the sample holder at the protruding edges so that the PC window is floating freely below the PC frame (held in place by the adhesive tape pattern). The sample holder is then inserted centrally into the designated holder of the "DuPont Impact Tester". The 150 g impact head is inserted in such a way that the circular impact geometry with a diameter of 24 mm lies centrally and flush on the surface of the PC window that is freely accessible from above.
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.A weight with a mass of 150 g guided by two guide rods is dropped vertically from a height of 5 cm onto the assembly of sample holder, sample and impact head arranged in this way (measurement conditions 23 °C, 50 % relative humidity). The height of the falling weight is increased in 5 cm increments until the impact energy introduced destroys the sample through the breakdown load and the PC window detaches from the PC frame.
Um Versuche mit unterschiedlichen Proben vergleichen zu können, wird die Energie wie folgt berechnet:
Es werden fünf Proben pro Produkt getestet und der Energiemittelwert als Kennzahl für die Durchschlagzähigkeit als Maß für die Schockbeständigkeit angegeben.Five samples per product are tested and the average energy value is given as an indicator for the breakdown strength as a measure of shock resistance.
Dickethickness
Die Dicke einer Klebemasseschicht kann durch Bestimmung der Dicke eines bezüglich seiner Länge und seiner Breite definierten Abschnitts einer solchen auf einen Liner aufgetragenen Klebemassenschicht bestimmt werden, abzüglich der (bekannten oder separat ermittelbaren) Dicke eines Abschnitts gleicher Dimensionen des verwendeten Liners. Die Dicke der Klebemasseschicht lässt sich über handelsübliche Dickenmessgeräte (Taster-Prüfgeräte) mit Genauigkeiten von weniger als 1 µm Abweichung ermitteln. 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.The thickness of an adhesive layer can be determined by determining the thickness of a section of such an adhesive layer applied to a liner, defined in terms of its length and width, minus the (known or separately ascertainable) thickness of a section of the same dimensions of the liner used. The thickness of the adhesive layer can be determined using commercially available thickness measuring devices (probe testers) with an accuracy of less than 1 µm deviation. If thickness fluctuations are determined, the average value of measurements at at least three representative locations is given, i.e. in particular not measured at creases, folds, spots and the like.
Wie bereits die Dicke einer Klebemasseschicht lässt sich auch die Dicke eines Klebebands (Klebestreifens) bzw. eines Trägers analog über handelsübliche Dickenmessgeräte (Taster-Prüfgeräte) mit Genauigkeiten von weniger als 1 µm Abweichung ermitteln. 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.Just like the thickness of an adhesive layer, the thickness of an adhesive tape (adhesive strip) or a carrier can be determined analogously using commercially available thickness measuring devices (probe testers) with an accuracy of less than 1 µm deviation. If thickness fluctuations are detected, the average value of measurements at at least three representative points is given, i.e. in particular not measured at creases, folds, spots and the like.
Dichtedensity
Die Dichte der ungeschäumten und der geschäumten Klebemasseschichten wird ermittelt durch Quotientenbildung aus Masseauftrag und Dicke der auf einen Liner aufgetragenen Klebemassenschicht.The density of the unfoamed and foamed adhesive layers is determined by calculating the quotient of the mass application and the thickness of the adhesive layer applied to a liner.
Der Masseauftrag kann durch Bestimmung der Masse eines bezüglich seiner Länge und seiner Breite definierten Abschnitts einer solchen auf einen Liner aufgetragenen Klebemasseschicht bestimmt werden, abzüglich der (bekannten oder separat ermittelbaren) Masse eines Abschnitts gleicher Dimensionen des verwendeten Liners.The mass application can be determined by determining the mass of a section of such an adhesive layer applied to a liner, defined in terms of its length and width, minus the (known or separately determinable) mass of a section of the same dimensions of the liner used.
Die Dichte eines Trägers lässt sich analog bestimmen.The density of a carrier can be determined analogously.
Molekulargewicht Mn, Mw Molecular weight M n , M w
Die Angaben des zahlenmittleren Molekulargewichts Mn bzw. gewichtsmittleren Molekulargewichts Mw in dieser Schrift beziehen sich auf die Bestimmung per Gelpermeationschromatographie (GPC). Die Bestimmung erfolgt an 100 µl klarfiltrierter Probe (Probenkonzentration 4 g/l). Als Eluent wird Tetrahydrofuran mit 0,1 Vol.-% Trifluoressigsäure eingesetzt. Die Messung erfolgt bei 25 °C. Als Vorsäule wird eine Säule Typ PSS-SDV, 5 µm, 103 Å, 8,0 mm * 50 mm (Angaben hier und im Folgenden in der Reihenfolge: Typ, Partikelgrösse, Porosität, Innendurchmesser * Länge; 1 Å = 10-10 m) verwendet. Zur Auftrennung wird eine Kombination der Säulen des Typs PSS-SDV, 5 µm, 103 Å sowie 105 Å und 106 Å mit jeweils 8,0 mm * 300 mm eingesetzt (Säulen der Firma Polymer Standards Service; Detektion mittels Differentialrefraktometer Shodex RI71). Die Durchflussmenge beträgt 1,0 ml pro Minute. Die Kalibrierung erfolgt bei polaren Molekülen wie zum Beispiel den Ausgangsstoffen des Polyurethans gegen PMMA-Standards (Polymethylmethacrylat-Kalibrierung) und sonst gegen PS-Standards (Polystyrol-Kalibrierung).The information on the number-average molecular weight M n or weight-average molecular weight M w in this document refers to the determination by gel permeation chromatography (GPC). The Determination is carried out on 100 µl of clear-filtered sample (sample concentration 4 g/l). Tetrahydrofuran with 0.1 vol.% trifluoroacetic acid is used as the eluent. The measurement is carried out at 25 °C. A column type PSS-SDV, 5 µm, 10 3 Å, 8.0 mm * 50 mm (information here and below in the order: type, particle size, porosity, internal diameter * length; 1 Å = 10 -10 m) is used as the pre-column. A combination of columns type PSS-SDV, 5 µm, 10 3 Å as well as 10 5 Å and 10 6 Å, each with 8.0 mm * 300 mm, is used for separation (columns from Polymer Standards Service; detection using a Shodex RI71 differential refractometer). The flow rate is 1.0 ml per minute. For polar molecules such as the starting materials of polyurethane, calibration is carried out against PMMA standards (polymethyl methacrylate calibration) and otherwise against PS standards (polystyrene calibration).
KlebharzerweichungstemperaturAdhesive resin softening temperature
Die Klebharzerweichungstemperatur wird nach der einschlägigen Methodik durchgeführt, die als Ring & Ball bekannt ist und nach ASTM E28 standardisiert ist.The adhesive resin softening temperature is carried out according to the relevant methodology known as Ring & Ball and standardized according to ASTM E28.
Im Folgenden werden einige Beispiele beschrieben, um die Erfindung weiter zu verdeutlichen.Some examples are described below to further illustrate the invention.
Erfindungsgemäße BeispieleExamples according to the invention
Herstellung der in den Klebebändern eingesetzten Haftklebemasseschicht:
- Die in den Beispielen jeweils eingesetzte Haftklebemasseschicht enthält ein Ausgangspolymer auf Acrylatbasis, das im Folgenden Basispolymer P1 genannt wird, sowie ein Vinylaromatenblockcopolymer.
- The pressure-sensitive adhesive layer used in the examples contains an acrylate-based starting polymer, which is referred to below as base polymer P1, and a vinyl aromatic block copolymer.
Das Basispolymer P1 wird folgendermaßen hergestellt: Ein für radikalische Polymerisationen konventioneller Reaktor wird mit 47,5 kg 2-Ethylhexylacrylat, 47,5 kg n-Butylacrylat, 5 kg Acrylsäure und 66 kg Benzin/Aceton (70/30) befüllt. Nach 45-minütiger Durchleitung von Stickstoffgas unter Rühren wird der Reaktor auf 58 °C hochgeheizt und 50 g AIBN hinzugegeben. Anschließend wird das äußere Heizbad auf 75 °C erwärmt und die Reaktion konstant bei dieser Außentemperatur durchgeführt. Nach 1 h werden erneut 50 g AIBN zugegeben und nach 4 h wird mit 20 kg Benzin/Aceton Gemisch verdünnt. Nach 5,5 sowie nach 7 h wird jeweils mit 150 g Bis-(4-tert-butylcyclohexyl)peroxydicarbonat nachinitiiert. Nach 22 h Reaktionszeit wird die Polymerisation abgebrochen und auf Raumtemperatur abgekühlt. Das Polyacrylat hat ein mittleres Molekulargewicht von Mw = 386.000 g/mol, Polydispersität PD (Mw/Mn) = 3,6.The base polymer P1 is produced as follows: A conventional reactor for radical polymerization is filled with 47.5 kg 2-ethylhexyl acrylate, 47.5 kg n-butyl acrylate, 5 kg acrylic acid and 66 kg petrol/acetone (70/30). After passing nitrogen gas through the reactor for 45 minutes while stirring, the reactor is heated to 58 °C and 50 g AIBN is added. The external heating bath is then heated to 75 °C and the reaction is carried out at a constant external temperature. After 1 h, another 50 g AIBN is added and after 4 h, the mixture is diluted with 20 kg petrol/acetone mixture. After 5.5 and after 7 h, the reaction is reinitiated with 150 g bis-(4-tert-butylcyclohexyl)peroxydicarbonate. After a reaction time of 22 h, the polymerization is stopped and cooled to room temperature. The polyacrylate has an average molecular weight of Mw = 386,000 g/mol, polydispersity PD (Mw/Mn) = 3.6.
Die in den (Vergleichs-)Beispielen jeweils eingesetzte Haftklebemasseschicht wird folgendermaßen hergestellt:
- Es wird eine Mischung hergestellt aus dem Basispolymer P1, einem Klebharz Piccolyte A115 sowie einer Mischung aus zwei Styrolbutadienstyrol-Blockcopolymeren (Kraton D1118 und Kraton D1102 im Verhältnis 2:1). Durch die Zugabe von Benzin wird ein Feststoffgehalt von 38 Gew.-% eingestellt. Die Mischung aus Polymer und Klebharz wird solange gerührt, bis sich das Klebharz sichtbar vollständig gelöst hat. Im Anschluss werden 0,1 Gew. % bezogen auf den Anteil an Basispolymer P1 des kovalenten Vernetzers Erysis GA 240 zugegeben. Die Mischung wird für 15 Minuten bei Raumtemperatur gerührt. Die Gewichtsanteile (siehe nachfolgende Tabelle) der gelösten Bestandteile beziehen sich dabei jeweils auf das Trockengewicht der resultierenden Lösung. Währenddessen werden 0,8 Teile unexpandierte Mikroballons (Expancel 920 DU20) hinzugefügt, wobei die Mikroballons als Anschlämmung in Benzin eingesetzt werden. Die Gewichtsanteile der Mikroballons beziehen sich auf das Trockengewicht der eingesetzten Lösung, zu der sie gegeben werden (d.h. das Trockengewicht der eingesetzten Lösung wird als 100 Teile festgesetzt).
- A mixture is prepared from the base polymer P1, an adhesive resin Piccolyte A115 and a mixture of two styrene-butadiene-styrene block copolymers (Kraton D1118 and Kraton D1102 in a ratio of 2:1). A solids content of 38% by weight is set by adding gasoline. The mixture of polymer and adhesive resin is stirred until the adhesive resin has visibly dissolved completely. Then 0.1% by weight of the covalent crosslinker Erysis GA 240, based on the proportion of base polymer P1, is added. The mixture is stirred for 15 minutes at room temperature. The weight proportions (see table below) of the dissolved components refer to the dry weight of the resulting solution. During this time, 0.8 parts of unexpanded microballoons (Expancel 920 DU20) are added, with the microballoons being used as a slurry in gasoline. The weight proportions of the microballoons refer to the dry weight of the solution to which they are added (ie the dry weight of the solution used is set as 100 parts).
Die erhaltene Mischung wird dann mit einem Streichbalken auf einen PET-Liner, ausgerüstet mit einem trennenden Silikon, ausgestrichen, so dass nach Trocknen bei 110°C eine Schichtdicke von 40 µm entsteht. Die Mikroballons liegen darin noch unexpandiert vor, d.h. die Haftklebemasseschicht ist noch nicht geschäumt.The resulting mixture is then spread with a spreader bar onto a PET liner equipped with a separating silicone, so that after drying at 110°C a layer thickness of 40 µm is created. The microballoons are still unexpanded, i.e. the pressure-sensitive adhesive layer is not yet foamed.
Abhängig vom Trägermaterial und dessen Temperaturstabilität wird das jeweilige Klebeband wie folgt hergestellt. Temperaturstabile Träger wie z.B. PU-Filme, wie Platilon® U04, werden erst beidseitig mit der wie vorstehend beschriebenen Haftklebemasseschicht enthaltend unexpandierte Mikroballons kaschiert. Die beiden Haftklebemasseschichten weisen die gleiche Dicke auf. Das Tape enthält noch zwei Liner. Der Gesamtverbund aus Träger, Haftklebemasseschichten und Linern wird zur Schäumung der Haftklebemasseschichten einem weiteren Temperierungsschritt unterzogen. Das aufgewickelte Material wird dazu für 30 s auf 170 °C erhitzt. Es ergibt sich ein geschäumtes doppelseitiges Klebeband mit einer PU-Trägerschicht.Depending on the carrier material and its temperature stability, the respective adhesive tape is manufactured as follows. Temperature-stable carriers such as PU films such as Platilon® U04 are first laminated on both sides with the pressure-sensitive adhesive layer containing unexpanded microballoons as described above. The two pressure-sensitive adhesive layers have the same thickness. The tape also contains two liners. The overall composite of carrier, pressure-sensitive adhesive layers and liners is used to foam the pressure-sensitive adhesive layers. subjected to a further tempering step. The wound material is heated to 170 °C for 30 s. The result is a foamed double-sided adhesive tape with a PU carrier layer.
Werden nicht temperaturstabile Träger eingesetzt, wie der Träger auf Basis von Affinity 1840, läuft der Herstellprozess anders ab. Nach der Herstellung der Klebmasseschichten wird die offene Seite mit einem weiteren Liner mit niedrigerer Trennkraft eingedeckt. Die Klebmasse wird jetzt geschäumt durch Erhitzen für 30 s auf 170°C. Anschließend wird der Träger nach Abziehen des leichter trennenden Liners doppelseitig mit der geschäumten Klebmasse kaschiert.If non-temperature-stable carriers are used, such as the carrier based on Affinity 1840, the manufacturing process is different. After the adhesive layers have been produced, the open side is covered with another liner with a lower release force. The adhesive is then foamed by heating it to 170°C for 30 seconds. The carrier is then laminated on both sides with the foamed adhesive after the liner, which is easier to release, has been removed.
Nach der Schäumung beträgt die Dicke der einzelnen Klebmasseschichten 50 µm. Bei der Verwendung eines Trägers mit einer Schichtdicke von 30 µm ergibt sich damit eine Gesamtdicke des Klebebandes von (50 + 50 + 30 =) 130 µm.After foaming, the thickness of the individual adhesive layers is 50 µm. Using a carrier with a layer thickness of 30 µm results in a total thickness of the adhesive tape of (50 + 50 + 30 =) 130 µm.
Verwendete Substanzen:
- • Kraton D1102: Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer mit dem Aufbau A-B-A und A-B im Gemisch, Styrolanteil von 30% und Diblock-Anteil (A-B) von 15 %, der Fa. Kraton
- • Kraton D1118: Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer mit dem Aufbau A-B-A und A-B im Gemisch, Styrolanteil von 31% und Diblock-Anteil (A-B) von 78 %, der Fa. Kraton
- • Klebharz Piccolyte A 115: Terpenharz aus alpha-Pinen, Erweichungspunkt 115°C, der Fa. DRT
- • Vernetzer: Erysis® GA 240: Tetraglycidyl meta-Xylenediamine der Fa. Huntsman
- • Mikroballons: Expancel® 920 DU20: Mikroballons mit einer Größe nach Expansion von ca. 20 µm, der Fa. Nuryon
- • Platilon® U04: Polyesterurethan der Fa. Epurex, Reißdehnung 650 %, Schichtdicke 30 µm
- • Affinity 1840: Polyolefin Plastomer der Fa. Dow, Reißdehnung 620 %, Schichtdicke 30 µm
- • Kraton D1102: Styrene-butadiene-styrene block copolymer with the structure ABA and AB in the mixture, styrene content of 30% and diblock content (AB) of 15%, from Kraton
- • Kraton D1118: Styrene-butadiene-styrene block copolymer with the structure ABA and AB in the mixture, styrene content of 31% and diblock content (AB) of 78%, from Kraton
- • Adhesive resin Piccolyte A 115: terpene resin from alpha-pinene, softening point 115°C, from DRT
- • Crosslinker: Erysis® GA 240: Tetraglycidyl meta-Xylenediamine from Huntsman
- • Microballoons: Expancel® 920 DU20: Microballoons with a size after expansion of approx. 20 µm, from Nuryon
- • Platilon® U04: Polyester urethane from Epurex, elongation at break 650%, layer thickness 30 µm
- • Affinity 1840: Polyolefin plastomer from Dow, elongation at break 620%, layer thickness 30 µm
Die Art des Trägers sowie die Zusammensetzung der Haftklebemasseschicht der erfindungsgemäßen Beispiele sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Die Anteile sind jeweils in Gewichtsprozent angegeben und ergeben - ohne Berücksichtigung der Mikroballons und Vernetzer - 100 Gew.-%. Tabelle 1
VergleichsbeispieleComparison examples
V1V1
Im Gegensatz zu den Beispielen wird als Klebmasse eine Klebmasse nur bestehend aus dem Basispolymer P1 mit Mikroballons und Vernetzer eingesetzt, wobei die Art und Menge der Mikroballons und des Vernetzers wie oben ausgeführt gewählt sind. Es handelt sich damit um eine reine Acrylatmasse. Als Träger dient erneut ein Träger auf Basis von Polyurethan, Platilon U04.In contrast to the examples, the adhesive used is an adhesive consisting only of the base polymer P1 with microballoons and crosslinker, whereby the type and amount of microballoons and crosslinker are selected as described above. This is therefore a pure acrylate mass. The carrier is again a carrier based on polyurethane, Platilon U04.
V2V2
Im zweiten Beispiel wird als Klebemasse eine Masse aus 33 % Kraton D1118, 17 % Kraton D1102 und 50 % Piccolyte A115 eingesetzt. Diese enthält keinen zusätzlichen Vernetzer aber wird mit Mikroballons versetzt, wobei die Art und Menge der Mikroballons wie oben ausgeführt ist (0,8 Teile unexpandierte Mikroballons (Expancel 920 DU20) bezogen auf das Trockengewicht der eingesetzten Lösung).
Die Masse wird in diesem Fall in einer Mischung aus Benzin und Aceton (3:1) gelöst und auf den Liner ausgestrichen.
Als Träger kommt erneut Platilon U04 zur Anwendung.In the second example, a mass of 33% Kraton D1118, 17% Kraton D1102 and 50% Piccolyte A115 is used as the adhesive. This does not contain any additional crosslinker but is mixed with microballoons, whereby the type and quantity of microballoons is as stated above (0.8 parts of unexpanded microballoons (Expancel 920 DU20) based on the dry weight of the solution used).
In this case, the mass is dissolved in a mixture of petrol and acetone (3:1) and spread onto the liner.
Platilon U04 is again used as the carrier.
ErgebnisseResults
Von allen Beispielen und Vergleichsbeispielen wurde ein Reißertest durchgeführt und die Durchschlagzähigkeit nach dem DuPont Test gemessen.
Beim Reißertest wurden der Anteil der Reißer und die Ablösekraft bestimmt sowie die Rückstände nach dem Wiederablösen bewertet.A tear test was carried out on all examples and comparison examples and the penetration strength was measured according to the DuPont test.
In the tear test, the proportion of tears and the detachment force were determined and the residues after re-detachment were evaluated.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengefasst. Tabelle 2
Es zeigt sich anhand der erfindungsgemäßen Beispiele 1 bis 7, dass mit Blends aus Acrylat und Vinylaromatenblockcopolymer in der Haftklebemasse der erfindungsgemäßen Klebebänder sehr gute Werte in der Durchschlagzähigkeit erzielt werden, und dabei dennoch die Klebebänder beim Ablösen rückstandsfrei entfernt werden können. Gleichzeitig zeigen die erfindungsgemäßen Beispiele eine geringe Reißerneigung. Im Gegensatz dazu neigt die reine Acrylatmasse in V1 zu deutlichen Rückständen. V2 zeigt, dass mit Vinylaromatenblockcopolymeren eine niedrigere Durchschlagzähigkeit erzielt wird als mit den Blends.It is evident from examples 1 to 7 according to the invention that very good impact strength values are achieved with blends of acrylate and vinyl aromatic block copolymer in the pressure-sensitive adhesive of the adhesive tapes according to the invention, and the adhesive tapes can still be removed without leaving any residue when peeled off. At the same time, the examples according to the invention show a low tendency to tear. In contrast, the pure acrylate mass in V1 tends to leave significant residues. V2 shows that a lower impact strength is achieved with vinyl aromatic block copolymers than with the blends.
Sowohl bei der Verwendung einer reinen Acrylatmasse als auch bei der Verwendung von einer reinen Vinylaromatenblockcopolymermasse zeigt sich eine deutlich erhöhte Reißerneigung.Both the use of a pure acrylate mass and the use of a pure vinyl aromatic block copolymer mass show a significantly increased tendency to tear.
Damit weisen überraschenderweise nur die erfindungsgemäßen Beispiele im Hinblick auf die Anforderungen bzw. die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ein optimiertes Eigenschaftsprofil auf. Dies war anhand der Beispiele umfassend jeweils die Polymer-reinen Massen nicht zu erwarten.Surprisingly, only the examples according to the invention have an optimized property profile with regard to the requirements or the task underlying the invention. This was not to be expected from the examples comprising the pure polymer masses.
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