DE29724901U1

DE29724901U1 - Trennkaschierung

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Publication number: DE29724901U1
Application number: DE29724901U
Authority: DE
Original assignee: 3M Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1996-12-31
Filing date: 1997-05-30
Publication date: 2005-08-11
Anticipated expiration: 2007-05-31
Also published as: KR20050053705A; US20030124293A1; BR9714191A; EP0951518B1; CN1174065C; CA2274750A1; JP2013040336A; AU3290897A; US6197397B1; EP0951518B2; DK0951518T3; US20060225838A1; JP2001507732A; ES2183190T5; CA2274750C; US20070128396A1; JP2006070273A; ES2183190T3; DK0951518T4; EP0951518A1

Abstract

Trennkaschierung mit einer Oberfläche, die eine dreidimensionale Topographie in ebener Oberflächendimension hat, wobei die Topographie eine Reihe von durch Felder getrennte Grate aufweist, wobei die Felder eine Oberfläche von 35 % bis 99 % der Gesamtfläche der Kaschierung haben und wobei die Höhe der Grate über den Feldern weniger als etwa 45 μm beträgt.

Description

Die Erfindung betrifft Trennkaschierungen und Kleber mit einer gesteuerten bzw. kontrollierten topographischen Oberfläche aus Mikrokanälen.
Druckempfindliche bzw. Haftkleber sind zum Aneinanderfügen zweier Materialien von Nutzen. Die Grenzflächen zwischen dem Kleber und den Materialien sind für die Leistung der aneinandergefügten Materialien ausschlaggebend. Haftungsverlust an einer Grenzfläche kann den Einsatz der Materialien zum Scheitern verurteilen.
Ein Beispiel für eine Höchstleistungen erfordernde Haftgrenzfläche ist ein dauerhafter Film zur Darstellung von Bildgrafiken, der an Substraten klebt, wobei der Film ein Trägermaterial ist, auf dem eine Kleberschicht zur Haftung am Substrat zugefügt ist. Das Ankleben eines großen Bildgrafikfilms an Substrate stößt auf das Problem von Lufteinschluß zwischen Film und Substrat. Wer einmal versucht hat, Tapeten zu kleben, kann die Enttäuschung nachvollziehen, zu der es kommen kann, wenn sich eingeschlossene Luft hinter einem Film mit Kleberrückschicht nicht ohne weiteres beseitigen läßt. Meist löst man dieses Problem, indem man den Film entfernt und wieder aufträgt oder den Film perforiert, um die eingeschlossene Luft freizusetzen. Versucht man mehrmals, denselben Film an ein Substrat zu kleben, kann der Haftkleber beeinträchtigt werden oder die Wahrscheinlichkeit steigen, daß der Film auf dem Substrat ungleichmäßig oder falsch ausgerichtet ist. Einen Film zu perforieren, schadet seinem Aussehen. Außerdem ist die Entfernung von Luftblasen arbeitsaufwendig.
Schon früher befaßte man sich mit dem leichten Ankleben von Bildgrafikfilmen an Substrate durch Konzentration auf spezialisierte topographische Aufbauten des Haftklebers. Kom merziell überlegene Haftkleber für Bildgrafiken sind auf Bildgrafikfilmen von 3M, St. Paul, Minnesota, USA erhältlich. Haftkleber mit dieser Gebrauchseignung sind in vielfältigen Patentschriften offenbart. Zu repräsentativen Beispielen für solche Materialien beschreibende Patentschriften zählen die US-A-5296277 und 5362516 (beide Wilson et al.) sowie 5141790 (Calhoun et al.). Diese Patentschriften offenbaren, wie die Klebertopographie von der Grenzfläche zwischen dem Kleber und der Trennkaschierung aufgebaut ist. Bei den topographischen Hauptmerkmalen in der Kleberoberfläche handelt es sich um isolierte Vorsprünge von der Kleberoberfläche mit identifizierten Kontaktflächen.
Ein weiterer Ansatz für topographische Kleber ist die Bildung von Graten oder Vertiefungen in einer Trenn- oder Transferkaschierung, um eine zeitweilige Topographie auf dem Kleber zu erzeugen. Zum Beispiel offenbart die GB-A-1511060 einen wärme- und druckempfindlichen Kleber auf einem undurchlässigen Träger, der gebildet wird durch Wärme- und Druckausübung und Auftragen einer Trennkaschierung mit einer spezifischen Topographie oder durch Auftragen des Klebers auf die Trennkaschierung, wonach die Trennkaschierung entfernt wird. Danach erfordert das Verbinden des Klebers mit dem gewünschten Substrat auch einen Wärme- und Druckschritt, durch den die Kleberschicht am Substrat haftet. Dieser Schritt ist auch erforderlich, um das Aussehen des Fertigprodukts zu verbessern. Dieser komplizierte Verfahrensablauf zum Erzeugen der Haftung der Schicht am Träger und anschließenden Erzeugen der Haftung am Endsubstrat minimiert die Gebrauchseignung des Aufbaus zur Verwendung bei großformatigen Grafiken und in anderen gewerblichen Anforderungen. Ferner beträgt die Tiefe der Aussparungen, die zum Erzeugen einer wirksamen zeitweiligen Topographie auf der nichtklebrigen Kleberoberfläche dienen, mindestens 45 μm, was auch nur dann gilt, wenn die Breite der Vertiefungen mindestens 130 mm beträgt.
Ein weiteres Beispiel für eine auf einer Kleberoberfläche gebildete zeitweilige Topographie ist in den US-A-5344681 und 5449540 (beide Calhoun et al.) offenbart. Ein segmentiertes Haftklebertransferband soll seitlichen Kleberfluß vor dem Transfer verhindern, ermöglicht aber den Fluß nach dem Transfer, um eine kontinuierliche Klebeverbindung zu bilden. Die kleinen Klebersegmente haben eine steuerbare Dicke. Ein Klebertransferband weist auf: einen Träger mit zwei entgegengesetzten Oberflächen, wobei eine eine Folge von Vertiefungen enthält und die andere relativ glatt ist; wobei ein Haftkleber in den Vertiefungen vorhanden ist, die von einer kleberfreien Fläche umgeben sind, so daß beim Aufwickeln des Bands mit sich berührenden Oberflächen und anschließenden Abwickeln Kleber von der einen Oberfläche zur anderen transferiert wird. Vorzugsweise sind die Vertiefungen durch Prägen gebildet und haben Abstände voneinander. Vorzugsweise haben sie einen ovalen, kreisförmigen, polygonalen oder rechtwinkligen Querschnitt. Vorzugsweise ist der Kleber Acryl- oder Gummiharzhaftkleber.
Ein weiteres Beispiel für eine auf einer Kleberoberfläche gebildete zeitweilige Topographie ist in der US-A-5268228 (Orr) offenbart. Ein doppelseitig kleberbeschichtetes Band hat feine Rillen oder Nuten auf einer oder beiden Bandseiten zur leichteren Entlüftung, um kontaktfreie Flächen zu minimieren. Die Nuten im Band sind so ausreichend fein, daß sobald die beiden zu verbindenden Oberflächen in ihrer Position sind, die Nuten weitgehend oder völlig verschwinden. Beispiel 1 beschreibt Rißlinien durch eine Schutzbahn, was Nuten mit 70-150 Mikrometern Tiefe in der darunterliegenden Kleberoberfläche plaziert.
Die JP-A-7090231 offenbart eine Kleberbahn mit einer Vinylchloridharzbahn, einer darauf aufgebrachten 15 μm tiefen Unregelmäßigkeit, einer klebrigen Acrylkleberschicht, die auf die unregelmäßige Fläche aufgetragen ist, und einem auf die klebrige Kleberschicht laminierten Trennpapier.
Vorteilhafte topographische Kleber stoßen auf drei einschränkende Bedingungen zur Lösung der Probleme der Technik beim Verkleben eines Materials mit einem anderen, speziell großformatige Grafiken auf Stützsubstraten mit großen flachen Oberflächen, die durch Nieten, Nähte u. ä. unterbrochen sind:

(1) Ein Kleber ohne Kanäle bildet keine wirksame Route für den Abzug von Fluiden in den X-Y-Dimensionen der Grenz fläche zwischen Kleber und Substrat, insbesondere wenn das Trägermaterial, der Kleber und/oder das Substrat fluidundurchlässig sind. Sind aber die Kanäle zu groß, könnte ein Fluidabzugsweg auch ein Weg für den passiven Eintritt desselben oder anderer Fluide sein.
(2) Das Trägermaterial und insbesondere seine mit Bildern versehbare Außenfläche darf nicht durch die gewählte Klebertopographie beeinträchtigt werden, was die Größe der Kanäle im Kleber beschränkt und auch dem Aufbauverfahren Einschränkungen auferlegt. Das Trägermaterial benötigt eine flache, gleichmäßige Oberfläche aus Abbildungs- und anderen ästhetischen Gründen. Die Bildung großer Kanäle im Laminat aus Träger und Kleber zerstört nachteilig die flache, gleichmäßige Oberfläche des Trägermaterials. Außerdem erzeugen zu große Klebertopographien unerwünschte Welligkeiten oder andere Fehler im Aussehen des Trägermaterials auf dem Endsubstrat. Solche Welligkeiten oder anderen Fehler lassen die Bildgrafik für die meisten gewerblichen Marktzwecke inakzeptabel werden.
(3) Die das Substrat wirklich kontaktierende Kleberfläche und die Klebekraft (d. h. Scher- und Schälhaftung) des Klebers beeinflussen die Haftleistung des Trägermaterials am Substrat. Ist die Klebekraft zu schwach und/oder ist die Kleberkontaktfläche zu klein, so ist die Kleberleistung völlig unzureichend. Mikrokügelchen oder andere große abrupte Oberflächenmuster werden verwendet, um die Flächengröße der Kleberoberfläche auf dem Substrat vorübergehend oder dauerhaft zu verkleinern, was die Klebekraft des Klebers oder der Kleberkontaktfläche beeinflussen kann. Erhöht man die Größe der Oberflächenmerkmale, werden Luftkanäle in der Topographie gebildet, aber die verbleibende Klebergrenzfläche reicht für wirksame Dauerhaftung nicht aus.

Während die Probleme mit Luftblasen und Fluidabzug im Zusammenhang mit großformatigen Grafiken leicht zu verstehen sind, existieren diese Probleme auch für kleine Grafiken und Abziehbilder, bei denen die Auftragegeschwindigkeit oder Auftragevorgänge ohne vorheriges Maskieren aus Sicht der Wirtschaftlichkeit und Herstellung erheblich sind.
Noch akuter ist das Problem des Fluidabzugs immer dann, wenn die beiden den Kleber kontaktierenden Materialien Abzug in der Z-Achse durch ein oder beide Materialien wirksam unterbinden. Sind die Materialien zudem unbiegsam bzw. unflexibel sowie fluidundurchlässig, z. B. Metallbleche, läßt sich beim Auftragen kein Weg für den Fluidabzug erzeugen.
Technisch ist ein anderes Herangehen nötig, um die Haftung an den Grenzflächen zwischen einem Haftkleber und zwei Materialien innerhalb der drei genannten einschränkenden Bedingungen zu steuern. In der Tat muß man die Geometrie der Kleberoberfläche technisch gestalten, um eine gesteuerte Topographie der Kleberoberfläche an jeder Haftgrenzfläche auszubilden, an der spezielle Leistung gefordert ist.
Für die Erfindung sollte zu dieser speziellen Leistung gehören, daß für Fluidabzug in den X-Y-Dimensionen der Klebergrenzfläche gesorgt wird, ohne aber das gewünschte Aussehen des Trägermaterials zu beeinträchtigen, das zur Bilderzeugung flach und gleichmäßig bleiben, aber im Gebrauch vorzugsweise gefügig bzw. anpassbar sein sollte. Ferner sollte Fluidabzug mit Kleberhaftfestigkeit zur Beibehaltung einer Klebergrenzfläche in Einklang gebracht sein.
Die Erfindung betrifft eine Trennkaschierung zum Steuern der Topographie einer Kleberoberfläche nach Anspruch 1 und einen Bildgrafikartikel nach Anspruch 15.
Ein Aspekt der Erfindung stellt einen Weg zum Steuern der Topographie einer Kleberoberfläche mit den folgenden Schritten bereit: In-Kontakt-bringen eines mikrogeprägten Musters mit einer Kleberschicht und Bilden einer mikroreplizierten Oberfläche, so daß bei Herstellung einer Haftgrenzfläche zwischen der Kleberschicht und einem Stützsubstrat die Topographie der Kleberoberfläche die Leistung der Haftgrenzfläche zwischen diesem Kleber und dem Stützsubstrat steuert.
Unter "Kleber" versteht man jede Form von Klebstoff, der Haftklebereigenschaften beim Auftragen auf ein Stützsubstrat hat. Gemäß dem "Pressure Sensitive Tape Council" (Rat für Haftklebebänder) erfordert ein Haftkleber feste Haftung an vielfältigen ungleichartigen Oberflächen bei bloßem Kontakt, ohne daß dazu mehr als Finger- oder Handdruck nötig ist.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung stellt eine mikroreplizierte Kleberoberfläche bereit, die durch Mikroreplikation mit einer beliebigen Kontaktiertechnik gebildet ist, z. B. Gieß-, Beschichtungs- oder Komprimiertechniken. Erreichen läßt sich Mikroreplikation durch (1) Gießen unter Verwendung eines Werkzeugs mit einem mikrogeprägten Muster, (2) Auftragen eines Klebers auf eine Trennkaschierung mit diesem mikrogeprägten Muster und/oder (3) Durchführen durch einen Walzenspalt, um Haftkleber an eine Trennkaschierung zu drücken, die dieses mikrogeprägte Muster hat. Die gewünschte Prägetopographie läßt sich in Werkzeugen über jede von bekannten Techniken ausbilden, die teils in Abhängigkeit vom Werkzeugmaterial und von den Merkmalen der gewünschten Topographie ausgewählt werden. Zu Techniken gehören u. a. Ätzen (z. B. über chemisches Ätzen, mechanisches Ätzen oder auf anderem Abtragsweg wie etwa Laserabtrag oder reaktives Ionenätzen usw.), Photolithographie, Stereolithographie, Mikrobearbeitung, Rändeln (z. B. Schneidrändeln oder säureverstärktes Rändeln), Riefenbildung oder Schneiden usw.
Die mikroreplizierte Topographie befindet sich auf mindestens einer Hauptfläche des Haftklebers und kann optional auf beiden entgegengesetzten Hauptflächen des Klebers vorhanden sein, die nach Bedarf des Fachmanns die Eigenschaften der Grenzfläche(n) gleich oder unterschiedlich beeinflussen.
Bei Verwendung einer mikrogeprägten Kaschierung kann die Kaschierung eine Trennkaschierung (z. B. eine ablösbare Lagerkaschierung für den Kleber oder eine Transferkaschierung zum Bewegen des Klebers von einer Stelle zur anderen) oder ein Bandträger auf einer aufgewickelten Rolle sein, der auch als Kaschierung dient, so daß die mikrogeprägte Oberfläche des Bandträgers die Oberfläche des freiliegenden Klebers beim Abwickeln des Bands mikrorepliziert.
Unter "mikrogeprägt" versteht man eine Topographie auf der Kaschierung oder dem Gießwerkzeug mit einem wirksamen dreidimensionalen Muster, das eine maximale Differenz unter etwa 45 μm in ebener Oberflächendimension in einem kontinu ierlichen Kleber erzeugt. Das Muster kann untereinander verbunden oder kontinuierlich parallel sein.
Unter "untereinander verbunden" versteht man, daß sich mindestens zwei dreidimensionale Merkmale im mikrogeprägten Muster schneiden, was die mikroreplizierte Bildung eines Schnitts der Umkehrung solcher dreidimensionaler Merkmale in der Kleberoberfläche bewirkt.
Unter "mikrorepliziertem Kleber" versteht man Kleber mit einer Topographie in mindestens einer im wesentlichen kontinuierlichen Hauptfläche, die im wesentlichen, aber nicht unbedingt ideal, die Umkehrung des mikrogeprägten Musters ist, mit dem die Kleberoberfläche in Kontakt gebracht wird, und eine Kontaktfläche von mindestens etwa 35 % hat.
Unter "Muster" versteht man jedes Gebilde von Prägungen, die jede geometrische Theorie nutzen können, u. a., aber nicht nur, euklidische Geometrie und fraktale Geometrie.
Optional können die mikrogeprägten Muster mehrfach vorkommen. Unter "mehrfach" versteht man, daß sich zwei oder mehr Prägemuster auf der Kaschierung überlagern, um ein komplexes Muster mit verschiedenen Prägetiefen oder -höhen zu erzeugen, um den mikroreplizierten Kleber mit einem komplexen Muster mit verschiedenen Tiefen oder Höhen auszubilden.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Artikel mit einem mikroreplizierten Kleber der Erfindung.
Die mikrogeprägten Kaschierungen, Werkzeuge oder Preßwalzen, die zur Herstellung von mikrorepliziertem Kleber der Erfindung zum Einsatz kommen, können eine große Vielfalt von Mikroreplikationskombinationen erzeugen, betrachtet man die Vielzahl mikrogeprägter Muster, die Mannigfaltigkeit von Prägungen und die Vielfalt verfügbarer Materialien.
Ein Merkmal mikroreplizierter Kleber der Erfindung ist, daß das mikroreplizierte Muster für eine wirksame Zeitspanne auf der mikroreplizierten Kleberoberfläche während der beabsichtigten Nutzung gewahrt bleibt. Das Beibehalten der Mikroreplikation kann im Bereich von Minuten bis zu Jahren je nach Rheologie des ausgewählten Haftklebers und Auftragebedingungen liegen. Fluidabzug ist möglicherweise nur für begrenzte Zeiten gewünscht.
Die Erfindung stellt nicht nur eine dreidimensionale Topographie für Haftkleber bereit, sondern aufgrund der ungewöhnlichen Eigenschaften von Haftklebern lassen sich auch ihre Fließkennwerte technisch gestalten. Daher erwägt die Erfindung auch die wirksame Verwendung der chemischen Haftklebereigenschaften und Substratauftragetechniken, um die vierte Dimension zu steuern, d. h. wie lange die Oberfläche des Klebers nach Auftragen auf das Substrat dreidimensional bleibt. Die Topographie braucht nicht dauerhaft zu sein. Beispielsweise kann gewünscht sein, daß ein Abschnitt der Klebergrenzfläche kollabiert, nachdem ausreichender Fluidabzug abgeschlossen ist.
Ein weiteres Merkmal der mikroreplizierten Klebertopographie ist die Fähigkeit zum Steuern der technischen Gestaltung der Kleberoberfläche für gewünschte Anwendungen, z. B. Luftentfernung von großen Bildgrafiken, Weichmacherwanderungsrouten aus Kunststoffmaterialien und andere Anwendungen, die Fluidtransport in den X-Y-Dimensionen der Klebergrenzfläche(n) statt der Z-Achse von der Oberfläche des Klebers erfordern. Anders gesagt läßt sich das aerodynamische Verhalten der Klebergrenzfläche bedarfsgemäß technisch gestalten.
Ein weiteres Merkmal des mikroreplizierten Klebers bei Verwendung mehrfach mikrogeprägter Muster ist die Fähigkeit, die Arten von Materialien zu steuern, die in Vertiefungen mit verschiedenen Tiefen in der Topographie für komplexe Haftanwendungen eingeleitet werden, z. B. zur Positionierbarkeit gemäß der US-A-5296277 und 5362516 (beide Wilson et al.) und 5141790 (Calhoun et al.) sowie der WO US96/1687.
Ein Vorteil der Erfindung ist die Schaffung einer technisch gestalteten Kleberoberfläche, die für spezifische Verwendungen für eine gesteuerte Zeitspanne bei Transfer auf ein anderes Material oder Haftung daran dient.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist ein Haftkleber, der für wirksamen Fluidabzug sorgt, ohne das Aussehen des Trägermaterials zu beeinträchtigen, das dieser Kleber an ein Substrat klebt.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist die Fähigkeit der Kleberoberfläche(n), solche Fluide wie Gase, eingeschlossene Luft, Weichmacher oder Feuchtigkeit aus der Ebene der Kleberoberfläche unabhängig von spezialisierten Zusammensetzungen oder Formulierungen des Klebers abzuführen.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist die Bildung der gleichen oder unterschiedlicher Klebertopographien auf jeder der entgegengesetzten Hauptflächen des Klebers. Beispielsweise könnte eine Klebergrenzfläche für Weichmacherwanderung aus einer technisch gestalteten Topographie sorgen, und die entgegengesetzte Hauptfläche könnte für Fluidabzug aus einer zweiten technisch gestalteten Topographie sorgen.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist die Fähigkeit der Kleberoberfläche(n), gesteuerten Zutritt von Fluiden zu einer gewünschten Zeit zu ermöglichen, um die Klebergrenzfläche(n) zu beeinflussen, z. B. um Entfernung zu erleichtern, Oberflächenkennwerte zu ändern, zusätzliche Reparatur- bzw. Heilbehandlungen durchzuführen u. ä.
Weitere Merkmale und Vorteile gehen aus den Ausführungsformen der Erfindung hervor, die im Zusammenhang mit den nachfolgenden Zeichnungen beschrieben werden.
1 ist eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme einer doppelt mikrogeprägten Kaschierung, die zur Herstellung einer Kleberoberfläche der Erfindung verwendet wurde.
2 ist eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme der doppelt mikrogeprägten Kaschierung von 1 in einer stärkeren Vergrößerung.
3 ist eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme einer mikroreplizierten Kleberoberfläche der Erfindung.
4 ist eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme der mikroreplizierten Kleberoberfläche von 3 in einer stärkeren Vergrößerung.
1 ist ein Beispiel für die komplexe Topographie, die auf Kaschierungen erzeugt werden kann. Diese rasterelektronenmikroskopische Aufnahme zeigt eine Kaschierung 20, die eine Oberfläche 22 mit einem Muster 24 aus Prägungen sowie optional einem zweiten Muster 26 aus Prägungen hat. Mehr als ein optionales Muster kann gemäß den in der gleichzeitig anhängigen WO-A-98/29231 offenbarten Techniken zugefügt sein.
Betrachtet man 1 sorgfältig, weist das Muster 24 sowohl relativ ebene Felder 27, d. h. große Karos oder Quadrate, die von der Ausgangsoberfläche 22 der Kaschierung 20 eingedrückt wurden, als auch eine Reihe von Graten 28 auf, die aus dem Material gebildet sind, das aus den Feldern 27 beim Prägeverfahren bewegt wurde. Das Muster 26 bildet eine Anordnung von Einsenkungen 29.
Sind Mehrfachprägemuster gewünscht, ist im Herstellungsverfahren die Prägereihenfolge umgekehrt, wobei das (die) erforderliche(n) Muster zuletzt kommen. Im Grunde erfordert die Herstellung der doppelt geprägten Kaschierung 20 als erstes die Bildung des zweiten Prägemusters 26, gefolgt von der Bildung des ersten Prägemusters 24 als zweites. Zwischen der Zeit zum Herstellen der beiden Prägemuster kann ein gewünschtes Material, z. B. Glaskügelchen, in das optionale zweite Prägemuster 26 auf eine in der US-A-5296277 (Wilson et al.) offenbarte Weise eingegeben werden.
Die resultierende mehrfach mikrogeprägte Kaschierung 20 hat eine Gesamtfläche "T", eine erste Fläche "A" für beim Prägen des Musters 24 erzeugte Felder 27, eine Fläche "B" für beim Prägen des Musters 24 erzeugte Grate sowie eine Fläche "C" für Einsenkungen 29, die sich sowohl in den Feldern 27 als auch Graten 28 befinden. 2 zeigt, wie eine Einsenkung 29 in einem Grat 28 liegen kann. Somit gilt T = A + B, und die gesamte Fläche C liegt in der Fläche A und/oder B.
Die Muster 24 und 26 können je nach technischen Anforderungen variiert werden, wobei zu berücksichtigen ist, dass sich die Muster überlagern. Zum Beispiel sind in 1 die Felder 27 diskontinuierlich, da sich getrennte Vorsprünge auf dem Werkzeug zur Bildung des Musters 24 nicht schneiden. Desgleichen sind die Einsenkungen 29 diskontinuierlich, da sich getrennte Vorsprünge auf dem Werkzeug zur Bildung des Musters 26 nicht schneiden.
Dadurch erzeugt das Muster 24 voneinander getrennte Felder 27, und das Muster 26 erzeugt dadurch voneinander getrennte Einsenkungen 29. Die miteinander verbundenen Grate 28 sind ein Nebenprodukt des Prägens der getrennten Felder 27.
Anders ausgedrückt ist die Topographie des oder der Werkzeuge ein Vorderseitenbild der Endtopographie des mikroreplizierten Klebers, wobei die Kaschierung 20 als Kehrbild zum Übertragen des Bilds des oder der Werkzeuge auf den mikroreplizierten Kleber dient. Daher ist (sind) die Topographie(n) des oder der Prägewerkzeuge für die Kaschierung 20 im wesentlichen die Topographie des mikroreplizierten Klebers.
Für die Ausführungsform von Kleber, die anhand der Muster 24 und 26 herzustellen ist, kann die prozentuale Fläche der Felder 27 zur Oberfläche 22 (A zu T) im Bereich von etwa 35 % bis etwa 99 % liegen. Vorteilhaft kann der Prozentsatz im Bereich von etwa 50 % bis etwa 98 % liegen. Vorzugsweise kann der Prozentsatz im Bereich von etwa 60 % bis etwa 97 liegen. Stärker bevorzugt kann der Prozentsatz im Bereich von etwa 70 % bis etwa 96 % liegen. Am stärksten bevorzugt kann der Prozentsatz von A zu T im Bereich von etwa 85 % bis etwa 95 o liegen, um für ausreichenden Fluidabzug zu sorgen, ohne die Haftung am Stützsubstrat negativ zu beeinflussen. Anders ausgedrückt bestimmt der Prozentsatz von A zu T im wesentlichen die Kontaktfläche für den mikroreplizierten Kleber auf dem Stützsubstrat. Die jeweiligen prozentualen Flächen der untereinander verbundenen Grate 28 zur Oberfläche 22 (B zu T) sind der jeweilige Rest.
Die prozentuale Fläche der Einsenkungen 29 zur Oberfläche 22 (C zu T) kann im Bereich von etwa 1 % bis etwa 70 % liegen. Vorzugsweise kann der Prozentsatz im Bereich von etwa 2 % bis etwa 25 % liegen. Am stärksten bevorzugt kann der prozentuale Anteil von C zu T im Bereich von etwa 3 % bis etwa 15 % aufgrund eines Gleichgewichts zwischen Neupositionierbarkeit des Klebers und abschließender Haftfestigkeit des Klebers liegen.
Diese für die Kaschierung 20 genannten Prozentsätze bewirken etwa die gleichen Prozentsätze auf der umgekehrten Topographie des mikroreplizierten Klebers. Wie aber in der US-A-5296277 (Wilson et al.) beschrieben ist, ist die ebene Kleberoberfläche ihrer Erhebungen wichtig. Daher ist die Erfindung nicht durch diese Prozentsätze im Hinblick auf die Fläche der Einsenkungen 29 beim Erzeugen des Volumens der Ein senkungen 29 oder der zum Erreichen dieser Einsenkungen verwendeten Geometrie beschränkt. Anders ausgedrückt können die Einsenkungen 29 jede vom Fachmann gewünschte räumliche Geometrie innerhalb der o. g. Flächenprozentsätze annehmen.
Die Prägung des Musters 24 zum Erzeugen von Feldern 27 bewegt Material in Grate 28. Wie bei der Entstehung von Bergen aus der Bewegung großer Landmassen steigen die Grate 28 von der Oberfläche 22 empor. Während die Prägetiefe von Feldern nur zu einer Tiefe von wenigen Mikrometern führt, erheben sich Grate von der Oberfläche 22 auf eine Höhe im Bereich von etwa 3 bis etwa 45 μm, vorzugsweise von etwa 5 bis etwa 30 μm und am stärksten bevorzugt von etwa 6 bis etwa 20 μm.
Die Tiefe von Prägungen für das optionale Muster 26 kann im Bereich von etwa 4 bis etwa 200 μm liegen, vorzugsweise etwa 8 bis etwa 100 μm und am stärksten bevorzugt etwa 10 bis etwa 30 μm. Da das Prägen des Musters 26 vor dem Prägen des Musters 24 erfolgt, sind die hier genannten Tiefen der kumulative Effekt beider Prägevorgänge und nicht unbedingt die Höhe des Prägewerkzeugs.
Außerdem sollte dem Fachmann klar sein, daß die Größe des benötigten Prägewerkzeugs aufgrund von viskoelastischen Eigenschaften der geprägten Kaschierung 20 die gewünschte Prägetiefe übersteigen kann.
Die "Seitenwände" von Prägungen für das Muster 24, das Muster 26 oder jede Kombination aus ihnen können jede gewünschte Form haben, die von einem konstanten Wölbungsradius bis zu jeder Polygonalform von mindestens 2 Oberflächen innerhalb des Musters 24 oder 26 reicht. Zu Beispielen für Prägeformen im Querschnitt gehören u. a., aber nicht nur, gewölbt, rechtwinklig, trapezförmig, dreieckig, zweigipfelig bzw. bimodal u. ä. Die US-A-5296277 (Wilson et al.) beschreibt einige der zu berücksichtigenden Variablen beim Bilden der Einsenkungen 29, um Erhebungen im mikroreplizierten Kleber vorzusehen.
Die Breite von Prägungen im Muster 24, Muster 26 oder jeder Kombination aus ihnen kann je nach Bedarf variieren. Zum Beispiel ist in 1 die Breite von Prägungen, die Felder 27 und Einsenkungen 29 erzeugen, für die Oberfläche 22 relativ gleichmäßig. Allerdings kann das Muster zum Fluidabzug über die Oberfläche 22 variieren, ganz ähnlich wie die Konfiguration von Nebenflüssen in einer Wasserscheide.
Um z. B. Mikrokanäle zum Fluidabzug zu erzeugen, könnte man eine Kaschierung 20 mit einem Muster 24 verwenden, das Grate 28 mit einer Endbreite nach Erreichen des Gleichgewichts durch die viskoelastischen Eigenschaften unter etwa 200 μm und vorzugsweise etwa 50-120 μm erzeugt. In 1 sind die Grate 28 etwa 100 μm breit.
Genauigkeit der topographischen Ausbildung der Kaschierung 20 läßt sich mit vielfältigen Bearbeitungstechniken erzielen. Die Werkzeugmaschinenindustrie kann Werkzeuge mit jedem vom Fachmann gewünschten Muster herstellen. Euklidische Geometriemuster lassen sich mit jedem Muster aus Größe, Form und Tiefe von Prägevorsprüngen in jeder Anzahl von Schritten ausbilden.
Werkzeuge können von ebenen Pressen über Zylindertrommeln bis hin zu krummlinigen Formen in Abhängigkeit davon reichen, wie die Prägeschritte zum Einsatz kommen sollen.
Zu Beispielen für Werkzeugquellen zählen u. a., aber nicht nur, gewerbliche Quellen für photolithographische Druckplatten und Zylinder, Präzisionsgravurplatten und Zylinder, laserbearbeitete Platten und Zylinder u. ä.
3 zeigt eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme einer Schicht 30 aus mikrorepliziertem Kleber, die aus der Kaschierung 20 von 1 hergestellt ist.
Die Kleberschicht 30 hat eine Oberfläche 32 mit einer Topographie, die im wesentlichen das Kehrbild der Topographie der Oberfläche 22 repliziert, die durch die Muster 24 und 26 verursacht ist. Gemäß der o. g. Erläuterung des Ablaufs der Topographieübertragung vom Werkzeug zur Kaschierung und zum Kleber weisen die Photos von 1 und 3 die wesentliche Topographiereplikation beim Übertragen nach. Daher kann die Topographie der Kaschierung 20 die resultierende Topographie der Oberfläche 32 der Kleberschicht 30 bestimmen, die die Vertiefung (en) der mikrogeprägten Kaschierung 20 füllt.
Die Oberfläche 32 hat topographische Merkmale mit einer Reihe untereinander verbundener Mikrokanäle 37, die im we sentlichen Graten 28 entsprechen, und einer Anordnung optionaler Erhebungen 39, die im wesentlichen Vertiefungen 29 entsprechen. Die Dauerhaftigkeit der Mikrokanäle und Erhebungen hängt von den chemischen Eigenschaften des gewählten Klebers und den Bedingungen des Auftrags ab.
Die Schicht 30 kann in jeder Dicke aufgetragen sein, die größer als die Höhe der Grate 28 der Kaschierung 20 ist. Vorteilhaft kann die Dicke mindestens etwa 5 μm betragen. Für Bildgrafikanwendungen auf senkrechten Stützsubstraten kann die Dicke vorzugsweise im Bereich von mindestens etwa 20 μm bis etwa 50 μm liegen.
Kleber lassen sich aus vielfältigen herkömmlichen Kleberformulierungen auswählen, um die Topographie der Oberfläche 32 zu realisieren.
Zu Beispielen für Kleber gehören u. a., aber nicht nur, Haftkleber, Heißschmelz- oder wärmeaktivierte Kleber, die beim Auftragen druckempfindlich sind, z. B. Haftkleber gemäß der US-A-4994322 (Delgado et al.); US-A-4968562 (Delgado); EP-A-0570515; EP-A-0617708; Haftkleber gemäß der US-A-5296277 und 5362516 (beide Wilson et al.) sowie 5141790 (Calhoun et al.) und der WO US96/1687 (Keller et al.) sowie jede andere Art von Haftkleber gemäß Satas, et al., Handbook of Pressure Sensitive Adhesives, 2. Ausg. (Von Nostrand Reinhold, N.Y., 1989).
Die chemischen und physikalischen Polymereigenschaften des Klebers lassen sich zur Steuerung der vierten Dimension, der Dauerbeständigkeit dreidimensionaler mikroreplizierter Kleber der Erfindung nutzen. Die Rheologie bzw. das Fließverhalten, z. B. die Kriechnachgiebigkeit, eines Klebers zu verstehen, kann beim Steuern helfen, wie schnell oder ob sich die Mikrokanäle nach dem Auftragen schließen.
Die Schicht 30 aus Kleber kann die Oberfläche 22 der Kaschierung 20 ganz oder teilweise bedecken. Die übrigen Oberflächenabschnitte können durch eine oder mehrere andere Kleberformulierungen bedeckt sein oder für ein Muster aus mikrorepliziertem Kleber auf einem Film frei bleiben. Der Musterauftrag von Klebern ist in der WO96/15715 (Yasis et al.) beschrieben.
Sollen z. B. Fließeigenschaften auf einem bestimmten Film differenziert sein, könnte man aufgetragene Kleberschichten z. B. konzentrisch mustern, um zu steuern, wie schnell sich bestimmte Abschnitte der Mikrokanäle 37 schließen. Im Nebenfluß-Musterbeispiel könnte das auf das relative Innere der Oberfläche 32 aufgetragene Kleberschichtmuster schneller fließen und Mikrokanäle für Fluideintritt absperren, während Mikrokanäle des relativen Umfangs der Oberfläche 32 einen fortgesetzten "Abfluß" von Fluiden aus dem Inneren der Klebergrenzfläche zum Umfang ermöglichen.
Neben Klebern können andere Materialien verwendet werden, um eines der Mehrfachprägemuster zu füllen, wenn Kleber genutzt wird, ein oder mehrere andere der Mehrfachprägemuster zu füllen. Beispielsweise können nicht klebende Vorsprünge in den Einsenkungen 29 gebildet oder andere Kleberformulierungen darin eingefüllt sein. Da das Muster 26 vor dem Prägen des Musters 24 geprägt wird, erfolgt die Zugabe des nicht klebenden Materials oder der anderen Kleberformulierung in die Einsenkungen 29 nach dem Prägen des Musters 26 und vor dem Prägen des Musters 24. Danach wird die Schicht 30 über der Oberfläche 22 aufgetragen, was zu einer Schicht 30 aus Kleber mit nicht klebenden Vorsprüngen 39 darauf führt.
Nicht klebende Vorsprünge lassen sich aus jedem Material aufbauen, das die topographischen Merkmale der Kaschierung 20 nutzen kann und leistungsmäßig mit dem Kleber und der gewünschten Kleberverwendung verträglich ist. Zu Beispielen für nicht klebende Materialien gehören u. a., aber nicht nur, die in den Patentschriften für Calhoun et al. und Wilson et al. offenbarten Materialien. In diesen Patentschriften läßt sich auch der Verwendungszweck solcher Vorsprünge 39 finden.
Die Kaschierung 20 kann jede Trenn- oder Transferkaschierung sein, die dem Fachmann zur Verwendung mit Klebern bekannt ist und die mikrogeprägt werden kann. Zu Beispielen für Kaschierungen zählen u. a., aber nicht nur, vielfältige handelsübliche Materialien von 3M, St. Paul, Minnesota und anderen kommerziellen Herstellern von Kaschierungsprodukten, z. B. Rexam Release Corporation, Oakbrook, Illinois oder Daubert Coated Products, Westchester, Illinois. Normalerweise sind solche Kaschierungen polyethylenbeschichtete Papiere mit handelsüblichen Silikontrennbeschichtungen; polyethylenbeschichtete Poly(ethylenterephthalat)-Filme mit handelsüblichen Silikontrennbeschichtungen; oder gegossene Polypropylenfilme, die mit einem oder mehreren Mustern während der Herstellung solcher Filme geprägt und anschließend mit handelsüblichen Silikontrennbeschichtungen beschichtet werden können. Zusätzliche brauchbare Kaschierungen sind in den Patentschriften für Calhoun et al. und Wilson et al. aufgeführt.
Jeder Film kann mit der Hauptkleberoberfläche entgegengesetzt zu der oder den durch die Topographie der Kaschierung 20 erzeugten Hauptkleberoberflächen in Kontakt gebracht werden. Da der Film auf den Kleber laminiert wird, nachdem die Topographie des Klebers 30 vom Kaschierungsmuster 24 und optional vom Muster 26 mikrorepliziert wurde, ist das Aussehen einer freiliegenden Hauptfläche durch die Topographie des mikroreplizierten Klebers im Gebrauch nicht negativ beeinflußt. Mit diesem Vorteil kann Film mit Bildern versehen werden, wobei jede gewerbliche Technik zum Einsatz kommt, u. a. Elektrographie, Tintenstrahldruck, Siebdruck, Flexodruck, elektronisches Schneiden oder andere Bilderzeugungs- oder Grafiktechniken.
Alternativ können beide Hauptflächen der Kleberschicht 30 mit der gleichen oder mit unterschiedlichen Kaschierungen 20 mikrorepliziert werden, um die gleichen oder unterschiedliche Kleberleistungseigenschaften an den beiden unterschiedlichen Klebergrenzflächen im Gebrauch vorzusehen.
Zum Beispiel können unterschiedliche Arten von Fluidabzug aus den unterschiedlichen Klebergrenzflächen erwünscht sein: d. h. Gasabzug an einer Grenzfläche und Flüssigkeitsabzug an der anderen.
Ein weiteres Beispiel ist die Bildung einer Klebertopographie an der Grenzfläche zwischen Film und Kleber, um speziell ein Muster im Film unter Verwendung der Klebertopographie zu erzeugen, um dieses Muster zu realisieren.
Noch eine weitere mögliche Ausführungsform ist der Gebrauch des gleichen oder unterschiedlicher Kleber mit der gleichen oder unterschiedlichen Topographien, wenn zwei oder mehr Kleber vor Ankleben an den Film und das Stützsubstrat gemeinsam laminiert werden. Sind die chemischen Eigenschaften der unterschiedlichen Kleber bestimmt, kann man für Durchgangskanäle in den X-Y-Dimensionen der Kleber-Kleber-Grenzfläche sorgen, ohne die Klebehaftfestigkeit des Kleberlaminats am Film oder Stützsubstrat zu beeinträchtigen.
Zu Beispielen für Filme, die zum Kontakt mit Kleberoberflächen der Erfindung nutzbar sind, gehören u. a., aber nicht nur, Filme der Marke Controltac^TM, die im Handel von 3M zu beziehen sind, in der WO US96/19683 offenbarte Filme, Folien, Metallbleche, Keramikplatten, Polymerbahnen, schwingungsdämpfende Materialien, reflektierendes Bahnenmaterial, retroreflektierendes Bahnenmaterial, oberseitenbeschichtete Materialien, industrielle Bandträger, hypoallergene Bandträger und deren Kombinationen.
Unerwartet werden Bildgrafikfilme durch die mikroreplizierten Kleberoberflächen der Erfindung verbessert. Bildgrafikfilme mit Kleberoberflächen der Erfindung lassen sich verwenden, um Fluidabzug für eine vorbestimmte Zeitspanne je nach Rheologie der Kleber (Kriechnachgiebigkeit, Modul usw.) zu gewährleisten.
Zum Beispiel kann der Fachmann Fluidabzug steuern, aber Fluideintritt an der Klebergrenzfläche wie folgt minimieren: (a) durch Auswahl eines geeigneten Klebers, (b) durch Ausbilden einer erfindungsgemäßen Topographie und (c) durch geeignetes Auftragen des Klebers auf das Stützsubstrat. Damit erfolgt eine Entlüftung beim Anbringen, aber anschließend eine Abdichtung bzw. Versiegelung der Grenzfläche zwischen Kleber und Stützsubstrat.
Alternativ kann der Fachmann einen Kleber mit einer anderen Rheologie auswählen, um die Topographie der Kleberoberfläche für längere Zeit nach Erstanbringung zu wahren, damit er mehrfach am gleichen oder an unterschiedlichen Stützsubstrate angebracht werden kann oder verfügbare Fluidabzugsrouten maximiert werden.
Bildgrafikfilme lassen sich mit zwei unterschiedlichen Arten von Klebern in verschiedenen Tiefen von Mustern auf der Kaschierung 20 zum leichten Anbringen eines Bildgrafikfilms herstellen. Dieser Aufbau ist eine Alternative zu Produkten, die in den o. g. Patentschriften für Calhoun und Wilson beschrieben sind, kann aber ähnlich funktionieren.
Kleberoberflächen der Erfindung sind wirtschaftlich wertsteigernd, indem sie Herstellungskosten senken, Arbeitskosten beim Anbringen reduzieren und die durch Probleme mit der Klebergrenzfläche erforderliche Wartung minimieren.
Kleberoberflächen der Erfindung können Anwendungen bei geringerer Temperatur tolerieren, wo unvollständige Verbindung eines Klebers mit einem Substrat bei der geringeren Temperatur ein Problem darstellt, weil der Kleber die Substratoberfläche langsam "benetzt". Im Laufe der Zeit kann sich das Ausmaß des Kleberkontakts ändern, wodurch eventuell Luft eingeschlossen wird. Ohne Mikrokanäle, die durch mikroreplizierte Kleberoberflächen der Erfindung gebildet sind, kann das Fluid nicht abziehen.
Beim Auftragen von Wandbildern oder Grafiken auf ein Stützsubstrat kommt gewöhnlich eine wellenfrontartige Bewegung zum Einsatz. Diesen Grafiken nützt die Klebertopographie der Erfindung, da die Mikrokanäle des Klebers überraschend nicht nur den Fluidabzug beim Haftauftragen der Grafik auf das Substrat fördern, sondern auch das Auftrageverfahren überstehen, bei dem vorübergehend hoher Druck ausgeübt wird, um Fluidabzugsrouten für Restlufttaschen zu schaffen.
Weitere Merkmale, Vorteile und Ausführungsformen werden in den Beispielen beschrieben.
Beispiele
Probenanalysen
Die Bewertung von Kaschierungs- und Kleberproben erfolgte mit einem Rasterelektronenmikroskop JSM-6400 (JEOL, Tokio, Japan), durch Lichtmikroskopie mit einem Auflichtmikroskop JENA JENAVERT (Jena, Deutschland) oder einem Stereomikroskop "Bausch and Lomb" (Bausch & Lomb, Rochester, NY) oder durch Interferometriemikroskopie mit einem Flächenprofilmesser WYKO RST (WYKO Corp., Tucson, AZ). Ferner kam ein Stiftprofilmesser Surtronic 3P (Rank Taylor-Hobson, Inc., Leicester, UK) für einige Bewertungen der Kaschierung zum Einsatz.
Prüfungen
Schälprüfung: Bei Haftfestigkeitsprüfungen handelte es sich um eine Abwandlung des ASTM-Verfahrens D3330 (1992) und des Verfahrens PSTC-1 (1989) des Pressure Sensitive Tape Council. Laugengeätzte und säuredekapierte Aluminiumprüfplatten (6061 T6, Q-Panel Co., Phoenix, Arizona) sowie lackierte Aluminiumprüfplatten (Fruehauf, Indianapolis, IN) wurden mit "PrepSol" von DuPont gereinigt und trocknen gelassen. Proben von Haftkleber und Film auf Kaschierung wurden in 2,54 Zentimeter breite Streifen geschnitten. Die Trennkaschierung wurde entfernt, und es erfolgte das Auftragen der Streifen auf die Platten mit einem Handauftragegerät PA-1 (von Minnesota Mining and Manufacturing Company (3M), St. Paul, MN) bei einer Geschwindigkeit von etwa 2,5 Zentimetern/Sekunde oder einem Vanquisher-Walzenlaminator (Stoughton Machine and Manufacturing Co., Inc., Stoughton, Wisconsin) bei 2,76 Bar (40 psi) Überdruck und einer Geschwindigkeit von 2,5 cm/Sekunde. Ein Trägerstreifen aus 2,5 Zentimeter breitem Kleberfilm 3M Scotchcal^TM Film Serie 3650 wurde deckungsgleich auf jeden Probenstreifen laminiert. Der Trägerfilm verhinderte übermäßiges Dehnen der Probenfilme und des Haftklebers bei der Abschälprüfung. Nach 24 Stunden in einem Raum mit konstanter Temperatur und Feuchtigkeit bei 22 °C und 55 % relativer Feuchtigkeit oder nach 7 Tagen bei 66 °C, gefolgt von 24 Stunden Ausgleich im Raum mit konstanter Temperatur und Feuchtigkeit, wurde die Schälhaftung als 180-Grad-Abschälung bei einer Traversengeschwindigkeit von 30,5 Zentimetern je Minute mit einer Zugprüfmaschine Lloyd 500 (Lloyd Instruments, Segensworth Fareham, England) gemessen.
Kriechnachgiebigkeitsprüfung: Ein Schichtaufbau aus einer Haftkleberschicht (etwa 125 Mikrometer dick) zwischen zwei Bahnen aus 48 Mikrometer dickem Poly(ethylenterephthalat)-Film wurde hergestellt durch Auftragen des Haftklebers auf eine Bahn des Polyesterfilms, Trocknen bei 66 °C auf konstantes Gewicht (mindestens etwa 20 Minuten), um etwa die Hälfte der Prüfkörperdicke zu ergeben, und Umschlagen auf den beschichteten Aufbau. Die Prüfstücke wurden aus diesem Schichtaufbau ausgeschnitten, und die mittlere Dicke (h) der Haftkleberschicht wurde mit einer Schieblehre und durch Sub trahieren der Dicke der Polyesterfilme bestimmt. Zwei Prüfstücke gleicher Größe wurden ausgestanzt und im Parallelplatten-Fließprüfgerät zur Kriechnachgiebigkeitsmessung plaziert, wobei sich ein Stück auf jeder Seite der Mittelplatte befand und eine Außenplatte die freiliegende Oberfläche jedes Stücks berührte. Ein Ende der Mittelplatte war mit einem variablen Linearwandler verbunden, der die Plattenverschiebung (infolge von Materialfluß) mißt und ein zur Verschiebung proportionales Signal zu einem Registriergerät ausgibt. Die Parallelplatten wurden in waagerechter Anordnung plaziert, und die beiden Außenplatten wurden danach so fest verspannt, daß die dazwischenliegenden Schichten etwa 10 % komprimiert wurden. Ein Haken wurde am entgegengesetzten Ende der Mittelplatte befestigt, wobei sich ein flexibler Draht waagerecht vom Haken und dann nach unten über eine Scheibe erstreckte und die Außenplatten in fester Position gehalten wurden. Ein geeignetes Gewicht (das ausreicht, um die Probe über eine ihre Dicke nicht übersteigende Distanz meßbar zu verformen) wurde am freien Drahtende angebracht, wonach das Registriergerät gestartet wurde. Für diese Beispiel betrug das Gewicht zum Ausüben der Spannung (f) 500 g. Vom Registriergerät wurden die Zeit (t) und die Verschiebung (X, d. h. Dehnung) ausgelesen. Anschließend wurde die Kriechnachgiebigkeit bei einer bestimmten Temperatur nach folgender Gleichung berechnet: J(t ) = 2AX/hf,wobei t die Zeit ist, zu der die Messung erfolgt, A die Fläche einer Seite der Haftkleberproben ist, h die Dicke der Klebermasse ist, X die Verschiebung zur Zeit t ist (wobei X kleiner als h ist), und f die Kraft infolge der Masse ist, die an dem mit der Mittelplatte verbundenen Draht befestigt ist. Ist A in cm² ausgedrückt, h in cm, X in cm und f in Dyn, so ist der Nachgiebigkeitswert J_(t) in cm²/Dyn angegeben. Als Beispiel ist ein Wert J für die Kriechnachgiebigkeit, der zu einer Zeit von 3 Minuten berechnet ist, hier als J_{(3 min)}) angegeben. Das Gewicht kann nach der Zeit t abgenommen werden, damit sich der Haftkleber entspannen und erholen kann. Nach einer gewissen Zusatzzeit t_relax kann die Nachgiebigkeit erneut bestimmt werden. Wird z. B. ein Gewicht 3 Minuten ausgeübt und dann abgenommen und wird die Nachgiebigkeit nach weiteren 3 Minuten bestimmt, so ist der entspannte Wert J hier als J₍₃ _min ₊ ₃ _min _relax) angegeben. Eine prozentuale Erholung unter den Prüfbedingungen läßt sich auch so berechnen: prozentuale Erholung = 100 % × [J_(t) – (J_{(t + trelax})] / /J_(t) Gleitprüfung zur Positionierbarkeit: Eine waagerechte Glasplatte wurde auf 40–43 °C erwärmt und mit Methylethylketon (MEK) gereinigt. Eine Prüfprobe (d. h. Haftkleber auf dem angegebenen Träger) mit etwa 2,5 cm mal 7,5 cm Größe wurde auf der Glasplatte mit der Haftkleberseite nach unten etwa 10 Sekunden flach drapiert. Die Endkante der Probe wurde angehoben und seitlich gezogen. Die Prüfung wurde wie folgt bewertet:

1 Probe gleitet frei
2 Probe gleitet mit etwas Widerstand
3 Probe gleitet mit starkem Widerstand aufgrund von Haftung an der Platte, kann aber ohne Beschädigung angehoben werden
4 Probe klebt an der Platte und kann nicht ohne Beschädigung neu positioniert werden

Warmauftrage-/Neuauftrageprüfung: Eine waagerechte Glasplatte wurde auf 40–43 °C erwärmt und mit Methylethylketon (MEK) gereinigt. Eine etwa 2,5 cm mal 7,5 cm große Prüfprobe wurde auf der Glasplatte mit der Haftkleberseite nach unten etwa 10 Sekunden flach drapiert, und die Kanten wurden mit einem Finger mit etwa 500 g "Kraft" gepreßt, um den Umfang (von der Kante etwa 0,5 cm nach innen) gleichmäßig mit der Glasplatte in Kontakt zu bringen. Danach wurde auf die Probe mit einem Finger um den Umfang und zur Mitte der Probe gedrückt, um zu verhindern, daß sich der Haftkleber löst, und um zu verhindern, daß sich der gesamte Lufteinschluß zur Kante der Probe bewegt. Dann wurde die so aufgetragene Probe auf vorhandene oder fehlende eingefangene Luftblasen bewertet.
Der Streifen wurde vom Tisch langsam abgezogen und im gleichen Verfahrensablauf wieder aufgetragen. Es erfolgte auch ein dritter Neuauftrag. Die Prüfbewertungen waren wie folgt:
"Schlecht": Probe zeigte eingeschlossene Blasen nach dem ersten Auftrag (was auf keine nachweisbaren Eigenschaften zur Luftfreisetzung verweist).
"Befriedigend": Probe zeigte keine Blasen nach dem ersten Auftrag, hatte aber Blasen nach dem zweiten oder dritten Auftrag.
"Gut": Es wurden keine Blasen bei einem der drei Auftrage- und Neuauftragevorgänge beobachtet (was Luftfreisetzungseigenschaften für den ersten Auftrag und gewahrte Luftfreisetzungseigenschaften für die nachfolgenden Neuauftragevorgänge zeigt). Außerdem waren die Mikrokanäle in der Haftkleberschicht der mit "gut" bewerteten Proben nach dem ersten und zweiten Entfernungsschritt noch vorhanden.
Kaltauftrageprüfung: Prüfproben wurden mit Vormaskierungsband SCPM-3 (3M) vormaskiert. Aus den vormaskierten Filmproben wurden etwa 5 cm mal 23 cm große Probenstreifen ausgeschnitten. Die Proben und die lackierten Fruehauf-Prüfplatten wurden mindestens 20 Minuten bei der Prüftemperatur konditioniert. Die Probenstreifen wurden mit einem Durchgang eines Handauftragegeräts PA-1 auf die Prüfplatten aufgetragen, für das beim Auftrag ein konstanter 45-Grad-Winkel und eine Geschwindigkeit von etwa 1,5 m/min beibehalten wurde. Eine konstante Auftragekraft wurde durch Massen von 2 kg, 4 kg oder 6 kg ausgeübt, die auf der Oberseite der Quetschwalze angeordnet waren. Sofort danach wurde die Vormaske vom aufgetragenen Streifen in einem Winkel von 180 Grad und mit einer Schälgeschwindigkeit von etwa 1,5 m/min entfernt. Anschließend wurde die Prüfplatte mit den aufgetragenen Filmen 5 Minuten bei 66 °C erwärmt, um etwaige Blasen zu entwickeln. Größe und Ausmaß der Blasenbildung wurden auf einer Skala von 1–10 bewertet, wobei 1 für keinerlei Blasenbildung und 10 für vollständiges Haftversagen der Filmprobe stehen. Das Aussehen der Probe ist mit der Bewertung vergleichbar. Besonders gut sind Bewertungen von weniger oder gleich 5–6 mit einer Masse von 2 kg, 3–4 mit 4 kg und 1–3 mit 6 kg.
Eindruckplattenprüfung: Hergestellt wurde ein kreisförmiger Eindruck in einer 0,7 mm dicken Aluminiumprüfplatte, wobei ein halbkugelförmiger Fallhammer mit einem Spitzen durchmesser von 2,5 cm verwendet wurde. Der Eindruck hatte etwa 2,8 cm Durchmesser auf der Ebene der Platte und war etwa 0,6 cm tief. Eine 7,5 cm mal 7,5 cm große zu testende Prüfprobe wurde über dem Eindruck zentriert, flach auf die Platte und straff über dem Eindruck aufgetragen. Ein Handauftragegerät PA-1 mit einer Schutzhülse (SA-1 von 3M) diente zum Andrücken der Probe an die Platte mit einer Masse von etwa 1 kg. Danach wurde der Film mit dem Daumen in den eingesenkten Eindruck gedrückt. Mindestens 3 kg Masse wurden ausgeübt. Die Fähigkeit der Probe, sich in den Eindruck einzupassen und den eingesenkten Platteneindruck gleichmäßig zu berühren, wurde wie folgt bewertet:

0 Probe paßt sich nicht wesentlich in den Eindruck gegen die eingefangene Luft ein.
1 Probe kann zu etwa 50 % in den Eindruck eingedrückt werden.
2 Probe kann so eingedrückt werden, daß sie sich zum Großteil in den Eindruck einpaßt, wobei kleine Luftblasen verbleiben.
3 Probe kann so eingedrückt werden, daß sie sich langsam (über 5 Sekunden) und vollständig in den Eindruck einpaßt.
4 Probe kann so eingedrückt werden, daß sie sich rasch (unter 5 Sekunden) und vollständig in den Eindruck einpaßt.

Nietenplattenprüfung: Eine Prüfprobe wurde mit der Hand über einen abgerundeten Niet mit 12 mm Durchmesser und 2,5 mm Höhe auf einer flachen Fruehauf-Platte gedrückt, indem an den Kanten der Probe 3,8 cm von der Nietmitte begonnen wurde. Die Probe wurde mit beiden Daumen mit Daumendruck (etwa 750 g für jeden Daumen) am Umfang mit einer Kreisbewegung festgedrückt, um eine große Luftblase unter dem Film einzuschließen. Danach wurde der Film an der Kante der Luftblase zum Niet festgedrückt, wobei die Daumen auf entgegengesetzten Seiten des Niets blieben und Halbkreisbewegungen in abwechselnden Richtungen mit abnehmenden Radien vollführten, um die Daumen entlang dem Rand der Blase zu lassen (etwa 750 g für jeden Daumen). Die Kraft war so begrenzt, daß der Film nicht platzte.
Mit diesem Verfahrensablauf wurde gewährleistet, daß eine große Luftblase unter der Probe gebildet wurde und nicht unter den Film zur Probenkante durch Lösen des Haftklebers geschoben werden konnte. Die erforderliche Zeit zum Verteilen der Luftblase und zur Formanpassung des Films innerhalb von 2 mm vom Niet wurde bestimmt. Verblieb eine große Luftblase nach 5 Minuten Filmbearbeitung, wurde der Durchmesser der Luftblase bestimmt. Proben mit bester Luftverteilung benötigten allgemein unter etwa 30–60 Sekunden zur Formanpassung des Films bis zum Niet. Die schlechtesten Proben schlossen eine Luftblase von etwa 35 mm (oder größer) nach 5 Minuten Bearbeitungsauftragen ein.
Entlüftungsprüfung: Eine kreisförmige Prüfprobe mit 4,4 cm Durchmesser wurde mit 4 Durchgängen einer Gummiwalze (Spezifikationen gemäß den Angaben in den spezifischen Beispielen) auf eine Acrylplatte aufgetragen. Die Probe wurde über einem Loch mit 6,4 mm Durchmesser in der Platte zentriert. Mit der Probenseite nach oben wurde die Platte auf einer Dichtung durch Verspannen so abgedichtet, daß das Loch über einer ausgesparten Kammer in einer Luftabgabestufe zentriert war. Nach 5 min wurde die Stufe mit einer Luftleitung (45 cm³ Gesamtvolumen) verbunden und anfangs auf 50 Inch (127 cm) Wassersäule gemäß der Bestimmung durch einen mit dem System verbundenen Druckmesser unter Druck gesetzt. Das System wurde durch ein Ventil geschlossen, und es wurde die Druckabfallzeit auf 25 Inch (63,5 cm) Wassersäule bestimmt. Schlechteste Proben, die z. B. Filme mit Haftkleberschichten repräsentieren, die keine Mikrokanäle haben, zeigten auch nach mehreren Tagen keinerlei Entlüftung. Für geringer haftende Haftkleber muß der Anfangsdruck so eingestellt sein, daß sich die Probe nicht merklich von der Platte löst.
Niet-/Wellplattenprüfung: Eine Probe wurde mit der Hand auf eine 10 cm mal 30,5 cm große lackierte Aluminiumwellplatte von Fruehauf aufgetragen, die vier Rundniete mit 12 mm Durchmesser und 2,5 mm Höhe hatte. Die Probe war ausreichend groß, um einen wesentlichen Abschnitt der Platte zu bedecken. Bewertet wurde, wie leicht sich die Probe in die Täler drüc ken läßt und wie sie sich an die Niete anpaßt, um Lufteinschluß zu verhindern.
Beispiele
Haftkleberlösung 1
Hergestellt wurde eine Acrylhaftkleberlösung (beschrieben als Kleberlösung 1 in der US-A-5296277 und modifiziert mit 18,5 Teilen je Hundert Teile eines Harzes Nirez^TM 2019 von Arizona Chemical Co.). Die mittlere Kriechnachgiebigkeit bei 21 °C nach 3 Minuten J₍ ₃ _min) des aus dieser Lösung hergestellten Haftklebers betrug 0,53 cm²/Dyn und die entspannte Kriechnachgiebigkeit bei 21 °C J_{(3 min + 3 min relax)} betrug 0,08 cm²/Dyn.
Haftkleberlösung 2
Isooctylacrylat-Acrylsäure-(98:2)-Copolymer wurde als Lösung in Ethylacetat und Heptan mit einem Feststoffgehalt von etwa 28 % hergestellt. Die mittlere Kriechnachgiebigkeit bei 21 °C nach 3 Minuten J_{(3 min}) des aus dieser Lösung hergestellten Haftklebers betrug 1,64 cm²/Dyn und die entspannte Kriechnachgiebigkeit bei 21 °C J_{(3 min
+ 3 min relax)} betrug 0,52 cm²/Dyn.
Haftkleberlösung 3
Hergestellt wurde eine Acrylhaftkleberlösung (beschrieben als Kleberlösung 2 in der US-A-5296277 mit einem Gehalt von 1 Teil der Vernetzerlösung) mit einem Feststoffgehalt von etwa 25 %.
Haftkleberlösung 4
Harz Kraton 1107 (20 Teile, Shell Chemical Company, Westbrook, IL), Escorez 1310LC (20 Teile) und Toluol (60 Teile) wurden kombiniert. Die mittlere Kriechnachgiebigkeit bei 21 °C nach 3 Minuten J_(3min) des aus dieser Lösung hergestellten Haftklebers betrug 0,11 cm²/Dyn und die entspannte Kriechnachgiebigkeit bei 21 °C J_{(3 min
+ 3 min relax)} betrug 0,004 cm²/Dyn.
Haftkleberlösung 5
Hergestellt wurde ein Latexacrylhaftkleber (beschrieben in Beispiel 1 der US-A-4629663) mit etwa 54 % Feststoffgehalt.
Haftkleberlösung 6
Hergestellt wurde ein Latexhaftkleber (Herstellung gemäß den Verfahrensabläufen der US-A-5196246 mit einem Trockengewichtsgehalt der Acrylhaftkleberkomponente von etwa 72 %). Die mittlere Kriechnachgiebigkeit bei 21 °C nach 3 Minuten J₍₃ _min) des aus dieser Lösung hergestellten Haftklebers betrug 0,63 cm²/Dyn und die entspannte Kriechnachgiebigkeit bei 21 °C J_{(3 min
+ 3 min relax)} betrug 0, 08 cm² /Dyn.
Haftkleberharz 7
Ein dem Haftkleber 1 ähnelnder Haftkleber, aber ohne Vernetzerzugabe, wurde aus Lösung als 100 % Feststoff enthaltendes Harz zur Heißschmelzbeschichtung isoliert.
Haftkleberlösung 8
Hergestellt wurde eine Haftkleberlösung (Kleberlösung 2 der US-A-5296277, die so modifiziert war, daß die Alkylacrylatkomponente 2-Methylbutylacrylat war und 1,8 Teile Vernetzerlösung zugegeben waren) mit einem Feststoffgehalt von etwa 35–40 %.
Haftkleberlösung 9
Die Haftkleberlösung 1 (100 Teile je 100 Teile Harz) wurde durch Zugabe von 5 Teilen je 100 Teile Harz Pycal 94 (zu beziehen von ICI Americas, Wilmington, DE) modifiziert.
Haftkleberlösung 10
Isooctylacrylat-Acrylsäure-(94:6)-Copolymer wurde als Lösung in Ethylacetat und Heptan mit etwa 45 % Feststoffgehalt hergestellt. Zu 100 Teilen der Lösung wurden 20 Teile Foral 85 (von Hercules, Inc., Wilmington, DE), 7,5 Teile Hercolyn-D (von Hercules, Inc.) und 7,5 Teile Pycal 94 (von ICI Americas) zugemischt. Zu 100 Teilen der kombinierten Lösung wurden 1,5 Teile einer Lösung aus 5 % Vernetzer (beschrieben in der US-A-5296277) in Toluol zugegeben.
Beispiele 1–4
Eine aus vier Schichten bestehende Trennkaschierung mit dem Kern aus 97 Mikrometer dickem Poly(ethylenterephthalat), 21–22 Mikrometer dickem Polyethylen mit einer matten Oberfläche auf einer Rückseitenschicht und 21–22 Mikrometer dickem Polyethylen mit einer glänzenden Oberfläche auf der Vorderseite und einer Silikontrennbeschichtung auf der glänzenden Seite wurde auf der Glanzseite mikrogeprägt, indem die Trennkaschierung zwischen einer Silikongummiwalze mit einem Härtemesserwert von 85 und 15 cm Durchmesser sowie einer Gravurmetallwalze mit 15 cm Durchmesser durchgeführt wurde. Beim Gravurmuster auf der Metallwalze handelte es sich um sich schneidende vertiefte Linien (Mikronuten), die ein quadratisches Gitter bildeten, wobei die Mikronuten einen Winkel von 45 Grad zum Umfang der Walze hatten. In der nachfolgenden Tabelle sind die Nennmaße der Metallwalzennuten aufgeführt. Die Silikongummiwalze und die Gravurwalze wurden durch Ölzirkulation durch die Walzen erwärmt. Die Solltemperaturen für die Ölheizung sind in der nachfolgenden Tabelle genannt. Die Walzen wurden mit etwa 22 N/mm Spaltkraft durch Luftzylinder zusammengedrückt. Durch diese Anordnung wurde die Trennkaschierung mit etwa 1,6 cm/s geführt. Damit wurde ein Muster aus kontinuierlichen erhöhten sich schneidenden Mikrograten (und im wesentlichen flachen Feldflächen zwischen den erhöhten Graten) auf der silikonbeschichteten Glanzseite der Trennkaschierung erzeugt. Auch die Schnittpunkte waren erhöht. Die Grate hatten eine gewölbte Oberseite und einen Kehlübergang mit der Basis. In der nachfolgenden Tabelle sind die mittleren Gratmaße aufgeführt. Die Grate hatten gleich Abstände wie das Gravurmuster. Eine ähnliche Kaschierung, die gemäß der vorstehenden Beschreibung mikrogeprägt war, wurde durch Sekundärionen-Flugzeitmassenspektrometrie (TOF-SIMS) unter Verwendung eines gepulsten Ga⁺-Primärionenstrahls von 25 keV mit einem Strahldurchmesser von etwa 1 Mikrometer in Rasterung über eine Fläche von 400 × 400 Mikrometern analysiert. Es zeigte sich eine gleichmäßige Silikonverteilung über die Kaschierung sowohl auf den mikrogeprägten Gratbereichen als auch abseits davon.
Haftkleberlösung 1 wurde auf jede mikrogeprägte Trennkaschierung aufgetragen und 10 Minuten bei 66 °C getrocknet, um einen Kleberfilm mit etwa 32 Mikrometer Dicke zu bilden. Eine Kontrollprobe wurde unter Verwendung einer ähnlichen Kaschierung hergestellt, die nicht mit Graten mikrogeprägt war. Ihre freiliegenden Kleberseiten wurden bei Raumtemperatur auf einen 46 Mikrometer dicken weichmacherhaltigen, weißen flexiblen und gefügigen Vinyl- (PVC) Film laminiert, der mit dem identisch ist, der in Grafikmarkierungsfilm 3M^TM Controltac^TM Plus Serie 180–10 zum Einsatz kommt. Beim Laminieren wurde eine Vanquisher-Walzenlaminator (Stoughton Machine and Manufacturing Co., Inc., Stoughton, Wisconsin) bei 200 kPa (30 psi) Überdruck und einer Geschwindigkeit von etwa 25 cm/Sekunde verwendet, um einen im wesentlichen flachen Aufbau zu ergeben. Nach Entfernen der Trennkaschierung hatte die freiliegende Haftkleberoberfläche kontinuierliche vertiefte Mikrokanäle und Schnittpunkte (entsprechend den Mikrograten der entfernten Trennkaschierung). In der nachfolgenden Tabelle sind die mittleren Kanalmaße angegeben. Die Ergebnisse zeigten, daß es die Kanäle Luftblasen und großen Lufttaschen ermöglichten, beim oder nach Auftragen des Films auf eine Oberfläche leicht mit der Hand herausgepreßt zu werden. Somit konnten die Filme viel schneller als der Kontrollfilm aufgetragen werden, während ein gleichmäßiges Aussehen des aufgetragenen Grafikfilms gewahrt blieb. Die Proben hafteten gut an den Substraten und zeigten keine Anzeichen von unerwünschtem Abheben der Kanten. Die Kontrollprobe ohne Mikrokanäle mußte sorgfältiger aufgetragen werden, sonst ergaben sich Luftblasen und eine ungleichmäßig aussehende Grafik. Eingefangene Luftblasen unter dem aufgetragenen Kontrollfilm ließen sich nicht herausdrücken.
Tabelle 1. Daten für Beispiele 1-4
Beispiel 5
Eine Kaschierung wurde nach dem allgemeinen Verfahrensablauf der Beispiele 1–3 mikrogeprägt, um eine Anordnung aus Graten ähnlich wie in den Beispielen 1–3 zu ergeben, die aber Gratmaße von etwa 165 Mikrometern Breite, 25–30 Mikrometern Höhe und Gratabstände von 2,5 mm hatte (von einer Gravurwalze mit 15 cm Durchmesser mit Nennmaßen der Nuten von 75 Mikrometern Breite und 50 Mikrometern Tiefe, Nutenabstände 2,5 mm). Die Solltemperaturen der Ölheizungen betrugen 113 °C für die Silikonwalze und 107 °C für die Gravurwalze. Die Walzen wurden mit etwa 22 N/mm Spaltkraft durch Luftzylinder zusammengedrückt. Durch diese Anordnung wurde die Trennkaschierung mit etwa 1,6 cm/s durchgeführt. Haftkleberlösung 7 wurde durch Heißschmelzen bei einer Temperatur von 218 °C auf die Kaschierung aufgetragen, um eine Haftkleberschicht mit 35 Mikrometern Nenndicke zu ergeben. Aus Analysen ging hervor, daß der heißextrudierte Haftkleber die Felder zwischen den Graten gefüllt hatte und sich in der Form gut um und über die Grate anpaßte. Ein 46 Mikrometer starker weichmacherhaltiger weißer PVC-Film (beschrieben in den Beispielen 1–4) wurde auf die freiliegende Haftkleberschicht auf der Kaschierung laminiert. Der Filmaufbau hatte eine Bewertung von "gut" in der Warmauftrageprüfung und eine Bewertung von 4 (ausgezeichnet) in der Eindruckplattenprüfung.
Beispiele 6–8
Ein Polypropylenfilm mit etwa 68 g/m² Flächengewicht wurde auf eine gekühlte Metallwalze gegossen/mikrogeprägt, um zwei sich schneidende Sätze paralleler Grate zu ergeben, die im wesentlichen flache quadrat- oder rautenförmige ebene Regionen zwischen den Graten bildeten. Die mikrogeprägte Oberfläche wurde silikonbeschichtet, um für Trennung zu sorgen. Haftkleberlösung 5 wurde auf die mit Graten versehene Trennkaschierung aufgetragen und bei 66 °C getrocknet, um eine etwa 64 Mikrometer dicke Haftkleberschicht zu ergeben. Nach Laminieren des o. g. gefügigen Films wurde der Haftkleberfilm in der Entlüftungsprüfung bewertet. Die in der nachfolgenden Tabelle zusammengefaßten Ergebnisse wiesen das gewünschte Entlüftungsvermögen nach, damit kleine und große Blasen beim oder nach Auftragen des Grafikfilms herausgedrückt werden können. Proben wurden auf Glasplatten aufgetragen, und nach mehreren Tagen bei Raumtemperatur berührten die Haftkleberschichten das Glas in den vertieften Kanalbereichen nicht vollständig (d. h. die Kanäle blieben offen). Nach Entfernen vom Substrat und Neuauftragen zeigten Proben Entlüftungseigenschaften.
Tabelle 2. Daten für Beispiele 6–8
Beispiele 9–33
Eine in den Beispielen 1–4 beschriebene Trennkaschierung wurde mit kleinen Vertiefungen auf der silikonbeschichteten Glanzseite mikrogeprägt, und die Vertiefungen wurden mit feinen Glaskügelchen gemäß dem in der US-A-5326516 beschriebenen Verfahrensablauf gefüllt. Die Vertiefungen hatten etwa 70 Mikrometer Durchmesser und 18–19 Mikrometer Tiefe in einem quadratischen Gitter mit Abständen von 300 Mikrometern. Ein zweites Prägemuster wurde auf die Trennkaschierung aufgebracht, indem die Trennkaschierung zwischen einer Silikongummiwalze mit einem Härtemesserwert von 85 und einer Gravurmetallwalze durchgeführt wurde. Beim Gravurmuster handelte es sich um vertiefte Linien (Mikronuten) mit Maßen von etwa 80 Mikrometern Breite und 24 Mikrometern Tiefe. Die Nuten hatten 1,3 mm Abstand und bildeten ein quadratisches Gitter, wobei die Nuten 45 Grad zum Walzenumfang orientiert waren. Die Solltemperaturen der Ölheizungen betrugen 110 °C für die Silikonwalze und 104 °C für die Gravurwalze. Die Walzen wurden mit etwa 22 N/mm Spaltkraft durch Luftzylinder zusammengedrückt. Durch diese Anordnung wurde die Trennkaschierung mit etwa 1,6 cm/s durchgeführt. Dadurch bildete sich ein Muster aus kontinuierlichen sich schneidenden Graten auf der silikonbeschichteten Glanzseite der Trennkaschierung. Die Gratformen ähnelten den in Beispiel 1–3 beschriebenen Graten. Die mittleren Maße der Grate waren wie folgt: etwa 85 Mikrometer Breite, 18–19 Mikrometer Höhe und gleiche Abstände wie das Gravurmuster. Die Schnittpunkte der Grate waren im Mittel 16-19 Mikrometer hoch. Mit diesem Muster wurde das erste mikrogeprägte Muster überlagert, und es änderte das erste Muster nicht wesentlich mit Ausnahme von Stellen, an denen einzelne Vertiefungen zur Oberseite eines Grats angehoben oder an der Seite eines Grats abgeschert waren (siehe 1 und 2). Die Kaschierung wurde durch Sekundärionen-Flugzeitmassenspektrometrie (TOF-SIMS) wie in den Beispielen 1–4 analysiert. Es zeigte sich eine gleichmäßige Silikonverteilung über die Kaschierung sowohl auf den mikrogeprägten Gratbereichen als auch abseits davon.
Der o. g. Haftkleber wurde auf die doppelt mikrogeprägte Trennkaschierung aufgetragen, die dann 10 Minuten bei 66 °C getrocknet wurde, um eine kontinuierliche klebrige aggressive Haftkleberschicht zu bilden. Die annähernden Dicken der getrockneten Haftkleberschichten betrugen: 30 Mikrometer für Haftkleber 1, 28 Mikrometer für Haftkleber 2, 36 Mikrometer für Haftkleber 4 und 23 Mikrometer für Haftkleber 6. Die freiliegende Seite des Kleberfilms auf der doppelt mikrogeprägten Trennkaschierung wurde auf im wesentlichen undurchlässige flexible Filme unter Verwendung eines in den Beispielen 1–3 beschriebenen Walzenlaminators laminiert. Zu den Filmen gehörten 46 Mikrometer dickes weichmacherhaltiges weißes PVC gemäß den Beispielen 1–3, 100 Mikrometer dickes weichmacherhaltiges weißes PVC, 48 Mikrometer dickes transparentes Poly(ethylenterephthalat), 100 Mikrometer dicker Polyethylenfilm und undurchlässige 15 Mikrometer dicke Aluminiumfolie. Die Filme waren in unterschiedlichen Graden gefügig. Die Polyester- und Aluminiumfilme hatten keine ausreichende Dehnung, um mit der Eindruckplattenprüfung bewertet zu werden. Die Haftkleber hatten mittlere gemessene Kanalmaße von etwa 80 Mikrometern Breite und etwa 15–18 Mikrometern Tiefe sowie eine gleichmäßige Anordnung aus 8–12 Mikrometer hohen vorstehenden Hügeln aus Glaskügelchen, die den Vertiefungen auf der Kaschierung entsprachen. Zwei Arten von Kontrollproben wurden zum Vergleich verwendet: Eine Art von Kontrollprobe wurde aus einer "Kaschierung nur mit Vertiefungen" hergestellt (d. h., das gleiche Kaschierungsmaterial hatte nur die gefüllten Vertiefungen der ersten Prägung, aber keine als zweites mikrogeprägten Grate); bei den zweiten Kontrollprobenarten handelte es sich um Aufbauten der Beispiele 1–3, die aus "Kaschierungen nur mit Graten" ohne zuerst geprägte Vertiefungen hergestellt wurden.
Die resultierenden Film/Haftkleber-Laminate wurden mit der Gleitprüfung auf Positionierbarkeit, der Warmauftrage-/Neuauftrageprüfung, Eindruckplattenprüfung und Nietenplattenprüfung bewertet. Die Schälprüfung wurde an repräsentativen Proben durchgeführt, um den Haftungsbereich (von mäßig bis hoch) aufzuzeigen, den die verwendeten Haftklebern haben. Die nach 7 Tagen bei 66 °C entfernten Proben wurden auf vorhandene oder fehlende Mikrokanäle untersucht. Aus den Ergebnissen (Tabelle 3) geht hervor, daß die mit der doppelt mikrogeprägten Kaschierung hergestellten Aufbauten leichter positionierbar sind (was aus den Bewertungen der Gleitprüfungen von 1–3 deutlich wird) als Kontrollproben, die aus "Kaschierungen nur mit Graten" ohne vorstehende Hügel aus Glaskügelchen hergestellt waren (Bewertung der Gleitprüfung von 4 – schlecht). Außerdem zeigen die Ergebnisse die seitlichen (in den X-Y-Dimensionen) Entlüftungseigenschaften der Mikrokanalproben gegenüber minimalen Entlüftungseigenschaften für Kontrollproben, die aus den "Kaschierungen nur mit Vertiefungen" hergestellt waren.
Die Proben wurden auch durch Fingerdruck oder durch ein Handauftragegerät PA-1 auf flache Substrate aufgetragen. Proben mit der Mikrokanal-Haftkleberschicht benötigten keine spezielle Auftragetechnik, ließen sich leicht auftragen und ergaben gleichmäßig haftende Grafikfilme mit praktisch keinen eingeschlossenen Luftblasen. Alle durch Knicken des Films bewußt gebildeten Luftblasen ließen sich beim Auftragen oder nach Auftragen leicht herausdrücken. Die Beseitigung von Lufttaschen erforderte nicht, die Lufttasche als Ausbeulung im Film zur Kante der Probe zu drücken (d. h. mit notwendigem Lösen des Haftklebers in Nachbarbereichen bei Bewegung der Tasche). Ferner zeigen die Ergebnisse, daß die Entlüftung in seitlicher Richtung (X-Y-Dimensionen) verlief und keine Luftverteilung in der z-Achse durch die Filme oder Abheben des Grafikfilms vom Substrat erforderte. Alle Proben hafteten gut an den Substraten und zeigten keine Anzeichen von ungewünschtem Abheben der Kanten. Im Vergleich dazu erforderten die aus der "Kaschierung nur mit Vertiefungen" hergestellten Kontrollproben große Sorgfalt, um den Einschluß vieler Luftblasen zu vermeiden. Die eingefangenen Luftblasen und -taschen unter den aus der "Kaschierung nur mit Vertiefungen" hergestellten Kontrollproben konnten nicht herausgedrückt werden, ohne die Grafik anzuheben und die Blase unter dem Film zur Probenkante durch Lösen des Haftklebers zu schieben. Das zu letzt genannte Verfahren wurde für viele der Haftkleber nur mit Schwierigkeiten durchgeführt.
Proben von Beispiel 9 und Kontrollbeispiel 10 wurden der Entlüftungsprüfung unterzogen. Beispiel 9 benötigte 139 Sekunden, während Kontrollbeispiel 10 keinen erheblichen Druckabfall nach 5,26 × 10⁵ Sekunden (mehr als 6 Tage) zeigte.
Eine 7,5 cm mal 7,5 cm große quadratische Probe von Beispiel 14 wurde der Warmauftrage-/Neuauftrageprüfung unterzogen. Die aufgetragene Probe wurde vom Tisch abgezogen und 7 mal wiederholt aufgetragen, wobei jedesmal ein ausgezeichneter gleichmäßiger Auftrag ohne eingefangene Blasen beobachtet wurde. Der mit Haftkleberträger versehene Film von Beispiel 27 wurde ähnlich 30 wiederholten Auftragevorgängen mit ähnlich ausgezeichneten Ergebnissen unterzogen.
Das Oberflächenprofil der Filmseite des Laminataufbaus von Beispiel 9 (unter Verwendung einer Kaschierung mit Mikrograten von etwa 18–19 Mikrometern Höhe) zeigte keine Anzeichen für Oberflächenstörung infolge des Prägemusters durch den dünnen gefügigen Vinylfilm im Vergleich zum Oberflächenprofil von Beispiel 10 (erste Art von Kontrollprobe ohne Mikrograte in der Kaschierung). Die Oberflächentopographie der Filmseite beider Aufbauten variierte um etwa 2 Mikrometer vom tiefsten zum höchsten Punkt.
Beispiele 34–42
Filmaufbauten wurden gemäß dem Verfahrensablauf von Beispiel 9 hergestellt, wobei unterschiedliche Maße oder Muster für das Gravurwalzenwerkzeug und Prägebedingungen genutzt wurden. Das Gravurnutenmuster auf den für die Beispiele 34–41 verwendeten Prägewalzen war ein wie im Beispiel 9 orientiertes quadratisches Gitter und für Beispiel 42 eine Folge von untereinander verbundenen Sechsecken in einer "Waben"-Anordnung anstelle von Quadraten. Die Abstände für die zuletzt genannte wurden zwischen parallelen Seiten der Sechsecke gemessen. Die mikrogeprägten Kaschierungsgrate hatten die gleichen Abstände wie die Gravurwalzenkanäle. Das Beschichtungs- und Laminierungsverfahren war das gleiche wie im Beispiel 9 für Haftkleberlösung 1 und im Beispiel 5 für Haftkleberlösung 7.
Beispiele 43–49
Eine Trennkaschierung, die aus Papier (etwa 114 Mikrometer), Polyethylen (etwa 25 Mikrometer) mit einer matten Oberfläche auf der Rückseite, Polyethylen (etwa 25 Mikrometer) mit einer glänzenden Oberfläche auf der Vorderseite und einer Silikonbeschichtung auf der Glanzseite bestand, wurde mit kleinen Vertiefungen mikrogeprägt, und die Vertiefungen wurden mit feinen Glaskügelchen gemäß der US-A-5362516 gefüllt. Die Vertiefungen hatten etwa 100 Mikrometer Durchmesser und 22 Mikrometer Tiefe in einem quadratischen Gitter mit Abständen von 300 Mikrometern. Danach wurden die Kaschierungen gemäß den Verfahren der Beispiele 1–3 mit der Ausnahme mikrogeprägt, daß die Kaschierung von Beispiel 43 nicht mikrogeprägt war und keine kontinuierlichen Grate hatte. Die Kaschierungen der Beispiele 45, 46 und 49 hatten Gratformen ähnlich wie in den Beispielen 1–3 mit den Abständen und der Orientierung gemäß der nachfolgenden Tabelle 5. Die Kaschierungen im Beispiel 44, 47 und 48 hatten zweigipflige bzw. bimodale Grate mit einer Abwärtsnut in der Gratmitte, die nicht so tief war wie die Grathöhe an den Kanten des Grats. Für die Beispiele 43–48 wurde Haftkleberlösung 1 auf die Kaschierung aufgetragen, bei 66 °C getrocknet und auf gegossenen weichmacherhaltigen, weißen 46 Mikrometer dicken PVC-Film laminiert. Für Beispiel 49 kam Haftkleberlösung 3 zum Einsatz. Die mikroskopische Untersuchung zeigte deutlich sowohl vorstehende Hügel, die für das Gleiten sorgten, als auch vertiefte sich kreuzende Kanäle in den freiliegenden Haftkleberschichten nach Entfernung der Kaschierung. Die Beispiele 44, 47 und 48 zeigten bimodale Kanäle mit flachen Mitten benachbart zu tieferen Aussparungen. Zu den registrierten mittleren Kanalbreiten gehört der kombinierte Abstand zwischen den Außenkanten, und die Tiefen der Kanäle wurden anhand der tiefsten Talregionen der Kanäle bestimmt. In der nachfolgenden Tabelle sind die Ergebnisse zusammengefaßt.
Tabelle 5. Daten für Beispiele 43–49
Beispiele 50–58
Hergestellt wurden laminierte Filmaufbauten gemäß den allgemeinen Verfahrensabläufen der Beispiele 9 und 44 unter Verwendung einer Trennkaschierung, die aus doppelt mikrogeprägtem polyethylenbeschichtetem Poly(ethylenterephthalat) (PET) oder aus polyethylenbeschichtetem Papier mit einer Silikontrennbeschichtung hergestellt war. Haftkleber und Film waren die gleichen wie im Beispiel 9. Das Muster und die Orientierung der beiden Sätze sich schneidender paralleler Grate auf der Kaschierung und entsprechender Mikrokanäle des Haft klebers sind in der nachfolgenden Tabelle angegeben. Die resultierenden Kanalmaße der Haftkleberschicht wurden geändert, indem das Nutenmaß der zum Prägen der Trennkaschierung verwendeten Gravurplatte geändert wurde oder indem die Prägebedingungen (Temperatur und Druck) geändert wurden. Die Bewertungsergebnisse sind in der folgenden Tabelle gezeigt.
Tabelle 6. Daten für Beispiele 50–58
Beispiele 59–66
Die Mikrogratkaschierung von Beispiel 9 wurde mit Haftkleberlösung wie im Beispiel 9 in unterschiedlichen Dicken nach Tabelle 7 beschichtet und auf einen 46 Mikrometer dicken weichmacherhaltigen weißen PVC-Film laminiert. Alle zeigten gute Auftrageeigenschaften unabhängig von der Dicke des Klebers. Überraschend blieben die Mikrokanäle zum Fluidabzug unabhängig von der Kleberdicke erhalten.
Tabelle 7. Daten für Beispiele 59–66
Beispiel 67
Proben wurden aus den Aufbauten mit Kaschierung/Haftkleber/Film der Beispiele 9, 13, 18, 21, 24, 27, 29 und 32 ausgeschnitten. Glasplatten wurden mit Reinigungsmittel gereinigt, mit Wasser abgespült und mit einem Papierhandtuch getrocknet. Stücke (7,5 cm mal 7,5 cm) des ersten Satzes von Filmproben wurden ausgeschnitten, von der mit Mikrograten versehenen Trennkaschierung abgezogen und auf das Glas mit einer Gummirolle mit 1235 g, Härtemesserwert 40, 7,5 cm Breite aufgetragen. Die nicht das Glas berührende "Kanal"-Breite wurde in mikroskopischer Untersuchung durch das Glas bestimmt. Die prozentuale Fläche, die durch die offenen Kanäle relativ zur gesamten Probenkontaktfläche an der Glasgrenzfläche dargestellt war, wurde anhand der Breite der Kanäle, des Kanalabstands und dem geschätzten Prozentsatz ursprünglicher Kanäle, die noch offen waren, berechnet. Die Glasplatten mit den angeklebten Proben wurden in einen Raum mit 22 °C, 50 % relative Feuchtigkeit (konstante Temperatur und Feuchtigkeit) oder in einen Ofen mit 66 °C gegeben. Nach den genannten Verweilzeiten wurden die Kanäle untersucht, um festzustellen, ob die meisten offen und kontinuierlich blieben, und die annähernde Fläche der Kanäle wurde berechnet. Für diese Beispiele kam es beim Abfall der berechneten prozentualen Fläche auf etwa 5 % oder darunter tendenziell zum Verschließen einzelner Kanäle auf regellose Weise, wodurch die Flächenabdeckung schwer zu messen ist. Eine Berechnung von 0 % verweist darauf, daß im wesentlichen keine Kanäle verblieben.
Tabelle 8. Daten für Beispiel 67
Beispiel 68
Proben wurden aus den Aufbauten mit Kaschierung/Haftkleber/Film der Beispiele 9, 13, 18, 21, 24, 29 und 32 ausgeschnitten (wobei 46-Mikrometer dicker PVC- oder 48 Mikrometer dicker PET-Film verwendet wurde). Die Stücke wurden der Warmauftrage-/Neuauftrageprüfung sowie der Gleitprüfung unterzogen, und die Ergebnisse wurden als Anfangsergebnisse registriert. Die Mikrogratkaschierungen wurden entfernt, und die Filmproben wurden auf eine relativ glatte silikonbeschichtete Papiertrennkaschierung mit einem Vanquisher-Walzenlaminator bei 200 kPa (30 psi) und einer Geschwindigkeit von etwa 2,5 cm/s laminiert. Kontrollproben unter Beibehaltung der Mikrogratkaschierung wurden ebenfalls für die Beispiele 18 und 24 bewertet. Die Proben wurden 1 Woche in einen Ofen bei 66 °C gegeben und dann aus dem Ofen entnommen, damit sie sich auf Raumtemperatur ausgleichen. Die Trennkaschierung wurde entfernt, und der Haftkleber wurde auf Vorhandensein im wesentlichen kontinuierlicher untereinander verbundener Mikrokanäle untersucht. Danach wurden die Proben der Gleitprüfung und Warmauftrageprüfung unterzogen.
Beispiele 69–72
Haftkleberlösung 9 und Haftkleberlösung 10 wurden jeweils gesondert auf die im Beispiel 9 beschriebene Mikrograt-Trennkaschierung aufgetragen und 10 Minuten bei 66 °C getrocknet, um entsprechende Haftkleberschichten mit 37 Mikrometern und 32 Mikrometern Dicke zu ergeben. Ein 46 Mikrometer dicker weichmacherhaltiger weißer PVC-Film wurde auf die freiliegenden Haftkleberoberflächen laminiert. Kontrollproben wurden ähnlich hergestellt, wobei die Kaschierung von Beispiel 10 nur mit den gefüllten, zuerst geprägten Vertiefungen zum Einsatz kam. Die Daten in der nachfolgenden Tabelle verweisen auf verbesserte Auftrageleistung der Beispiele der Erfindung gegenüber den Kontrollproben.
Tabelle 10. Daten für Beispiele 69–72
Beispiel 73
Eine Trennkaschierung ohne zuerst geprägte Vertiefungen wurde mit einer Anordnung aus Mikrograten gemäß der Beschreibung in den Beispielen 1–3 hergestellt. Die Mikrograte hatten Abstände von 1,27 mm, waren etwa 110 Mikrometer breit und etwa 25 Mikrometer hoch. Hergestellt wurde ein durchscheinender Grafikmarkierungsaufbau durch Beschichten der Mikrogratkaschierung mit Haftkleberlösung 8, 10-minütiges Trocknen bei 66 °C, um eine 33 Mikrometer dicke Schicht zu ergeben, und Laminieren eines 50 Mikrometer dicken roten durchscheinenden Vinylfilms (z. B. der im durchscheinenden Film Scotchcal^TM Serie 3630–33 verwendete) auf die freiliegende Oberfläche der Haftkleberschicht. Eine Kontrollprobe wurde unter Verwendung der Kaschierung von Beispiel 4 hergestellt. Die resultierenden Aufbauten wurden von der Trennkaschierung abgezogen und mit einem Handauftragegerät PA-1 auf klare Polycarbonatplatten aufgetragen. Die Kontrollprobe hatte Blasen und sah ungleichmäßig aus, insbesondere im Blick von der Polycarbonatseite bei Beleuchtung von der Filmseite. Die Probe der Erfindung sah gleichmäßig und visuell akzeptabel aus. Die Proben wurden 5 Minuten in einen Ofen bei 93 °C gegeben. Keine Änderungen wurden an der Probe der Erfindung beobachtet, während die Kontrollprobe mehr Blasen zeigte. Andere Proben auf Polycarbonat wurden 3 Tage in einen Ofen bei 66 °C gegeben. Wiederum sah die Probe der Erfindung gleichmäßig aus, während die Kontrollprobe große Blasen zeigte.
Beispiel 74
Die Filmaufbauten der Beispiele 18–23 wurden in 2,5 cm × 7,5 cm große Stücke geschnitten. Jedes Stück wurde lose, aber gleichmäßig auf eine saubere, 40 °C warme Glasplatte drapiert, und auf die Kanten wurden mit einem Finger mit etwa 500 g "Kraft" so gedrückt, daß der Umfang (von der Kante etwa 0,5 cm nach innen) die Glasplatte gleichmäßig berührte. (Hier handelte es sich um den gleichen Verfahrensablauf, der bei Durchführung der Warmauftrage-/Neuauftrageprüfung zum Einsatz kam.) Danach beließ man jede Probe auf der warmen Platte ohne zusätzliche Druckausübung. Die Haftkleberschicht konnte die Glasplatte benetzen, um für Kontakt für den Rest der Probe zu sorgen. Große Luftblasen waren in den Kontrollproben ohne Mikrokanäle in der Haftkleberschicht eingefangen und verhinderten das gleichmäßige und flache Verbinden der Proben mit der Glasplatte. Proben mit Mikrokanälen in der Haftkleberschicht führten zum flachen Benetzen und gleichmäßigen Verbinden mit der Glasplatte nach einer Verweilzeit unter 10 Minuten.
Beispiele 75–77
Proben wurden gemäß dem Verfahren in den Beispielen 38, 39 bzw. 10 hergestellt. 2,54 cm mal 18 cm große Materialstreifen wurden aus der Probe ausgeschnitten, wobei das lange Streifenmaß der Maschinenrichtung der Probe entsprach. Etwa 7,6 cm der Kaschierung wurden vom Streifen entfernt, und die Kleberseite wurde mit einem Handauftragegerät PA-1 von 3M auf steife Substrate aufgetragen. Die Auftragetechnik ist für die tatsächliche Technik vor Ort zum Auftragen von Bildgrafiken stärker repräsentativ. Die Substrate waren Alodine-Al, weißlackierte Al-Platten von Fruehauf, Grafikmarkierungsfilm 3M^TM Controltac^TM Plus Serie 180–10 auf Al sowie mit UV-Farbe 3M^TM 9720 bedruckte Grafikmarkierungsfilme 3M^TM Controltac^TM Plus Serie 180–10 auf Al. In Tabelle 11 sind die Daten angegeben. Die Ergebnisse zeigen, daß im wesentlichen die gleichen Schälhaftungswerte für Proben mit Mikrokanalhaftkleber und Kontrollproben erhalten wurden.
Tabelle 11. Daten für Beispiele 75–77
Beispiele 78–83
Proben wurden gemäß Beispiel 38, 39 bzw. 10 mit der Ausnahme hergestellt, daß für die Beispiele 78, 79 und 80 der auf die beschichtete Kaschierung laminierte Film reflektierendes Bahnenmaterial war, das im reflektierenden Bahnenmaterial 3M^TM Scotchlite^TM Serie 580 zum Einsatz kommt. Für die Beispiele 81, 82 und 83 war der verwendete Film reflektierendes Bahnenmaterial, das im reflektierenden Bahnenmaterial 3M^TM Scotchlite^TM Serie 690 zum Einsatz kommt. Eine Probe jedes reflektierenden Aufbaus wurde mit einer Aluminiumplatte verklebt, die mit einem Zweikomponenten-Urethanlack frisch lackiert war. Der Lack war bewußt unvollständig gehärtet. Die lackierten Platten mit dem Film darauf wurden über Nacht altern und härten gelassen, wodurch der Urethanlack CO₂ freisetzen konnte. Nach 24 Stunden wurde die Anzahl von Blasen gezählt, die sich unter dem Filmaufbau gebildet hatten. Ein ausgezeichnetes Ergebnis war null Blasen. In der nachfolgenden Tabelle sind die Daten aufgeführt. Die Ergebnisse der Entgasungsprüfung zeigten, daß die Proben mit der Mikrokanal-Haftkleberschicht ausgezeichnete Ergebnisse hatten, während die Kontrollproben Blasenbildung zeigten.
Tabelle 12. Daten für Beispiele 78–83
Beispiel 84
Ein Filmaufbau nach Beispiel 9 wurden der Kaltauftrageprüfung unterzogen. Zum Vergleich wurde eine Kontrollprobe ohne Mikrokanäle geprüft. Filme der Erfindung können bei niedrigeren Temperaturen ohne Beeinträchtigung des Aussehens der Markierung aufgetragen werden. In Tabelle 13 sind die Daten zusammengefaßt.
Tabelle 13. Daten für Beispiel 74 und Kontrollprobe
Beispiel 85
Eine 12,7 cm × 3,8 cm große Probe von Beispiel 48 wurde auf eine versiegelte 500-ml-Flasche aus Polyethylen Nalgene^TM (Nalge, Rochester, NY) aufgetragen, die Benzin enthielt. Auch nach 2 Wochen hatten sich keine Benzinentgasungsblasen unter der Probe gebildet, während sich große Blasen unter einer Kontrollprobe aus Film 3M^TM Contraltac^TM Plus Serie 180 gebildet hatten (ohne vertiefte Kanäle in der Haftkleberschicht). Proben der Beispiele 71 und 72 (50 cm mal 75 cm) wurden ähnlich geprüft. Nach 3 Tagen zeigte die Probe des Beispiels 71 nur eine große Blase und wenige kleinere Blasen, während die Kontrollprobe des Beispiels 72 viele große Blasen zeigte.
Beispiele 86–89
Die nächsten vier Beispiele demonstrieren die vielseitigen Verwendungsmöglichkeiten von Produkten der Erfindung in verschiedenen Bilderzeugungsverfahren.
Beispiel 86
Eine Probe von Beispiel 36 wurde mit dem Warmlaminierverfahren Scotchprint^TM bedruckt. Ein vorab bedrucktes Transfermedium 3M^TM Scotchprint^TM 8691 wurde mit der Druckseite nach unten auf dem Vinylfilm plaziert. Der Schichtaufbau aus mikrogeprägter Kaschierung, Kleber, 46 Mikrometer dickem Vinylfilm und bedrucktem Silikonpapier wurde durch eine Warmlaminiermaschine Scotchprint^TM Modell "C" (3M Co.) geführt. Die Bedingungen der Laminiermaschine waren folgende: Temperatur 96 °C, Überdruck 440 kPa und Zufuhrgeschwindigkeit etwa 1 cm je Sekunde. Nach Durchlauf durch die Laminiermaschine wurde das Silikonpapier abgezogen, wonach das Farbbild mit dem Vinylfilm verbunden blieb. Spätere Daten des Profilmessers WYKO RST zeigten, daß die Mikrokanäle in der Haftkleberschicht eine Nennbreite von 80 Mikrometern und eine mittlere Tiefe von 14 Mikrometern hatten. Diese Daten verwiesen darauf, daß das Warmlaminierverfahren Form oder Maße der Mikrokanäle nicht wesentlich änderte. Der Vinylfilmaufbau mit dem Bild wurde in der Warmauftrage-/Neuauftrageprüfung mit "gut" bewertet. Ferner beeinträchtigten die Mikrokanäle nicht das Transferverfahren oder Erscheinungsbild der Bildgrafik.
Beispiel 87
Ein Grafikfilm mit Haftkleberträger von Beispiel 9 (etwa 25 cm mal 30 cm) wurde im Siebdruck mit einem Sieb in Maschenweite 390 mit 3M^TM Scotchcal^TM UV-Siebdruckfarbe Serie 9700 behandelt, mit einer Belichtungseinheit von American Ultraviolet Co. (Murray Hill, NJ) bei 0,168 J/cm² fokusgehärtet, mit einem klaren Überdruck siebbedruckt und erneut gehärtet. Die resultierende Bildgrafik hatte ein ausgezeichnetes visuelles Aussehen. Proben der Bildgrafik wurden bewertet und hatten hervorragende Auftrageeigenschaften. Die Gleitprüfung wurde mit 2 bewertet, die Warmauftrage-/Neuauftrageprüfung wurde mit "gut" bewertet, die Bewertung der Eindruckplattenprüfung lautete 4, und die Nietenplattenprüfung benötigte nur 25 Sekunden.
Beispiel 88
Dieses Beispiel wurde nach den Verfahrensabläufen von Beispiel 9 mit der Ausnahme hergestellt, daß ein 58 Mikrometer dicker weißer PET-Film mit Tintenstrahlabbildungsfähigkeit mit der gleichen Tintenstrahl-Aufnahmebeschichtung wie klarer Tintenstrahlfilm 3N^TMScotchprint^TM 8501 verwendet wurde. Das Bild wurde mit einem Tintenstrahldrucker Hewlett Packard Design Jet 755 CM mit den Einstellungen "Best" und "Clear Film Mode" aufgebracht. Hergestellt wurde ein akzeptables Farbbild. Der Film wurde bewertet und ergab eine Bewertung von "gut" in der Warmauftrage-/Neuauftrageprüfung und eine Bewertung von 3 in der Gleitprüfung.
Beispiel 89
Buchstaben (3 und 4 cm hoch) wurden in den Haftkleber-Grafikfilm von Beispiel 9 auf einer Flachbett-Messerschneidmaschine geschnitten. Das Gewicht war so eingestellt, daß das Messer auch einen leichten oberflächlichen Schnitt in der Trennkaschierung vornahm. Der Bereich um die Buchstaben (Abfall) ließ sich leicht entfernen. Prespace-Band (3M^TM SCPS-2) wurde mit der Hand auf einige der Filmbuchstaben laminiert. Die Kaschierung wurde entfernt, und die Filmbuchstaben mit anhaftendem Prespace-Band wurden manuell auf eine klare, glatte Polycarbonatplatte ohne eine Kunststoffquetschwalze aufgetragen. (In der Praxis führt dieses Verfahren gewöhnlich zu schlechtem Auftragen.) Das Prespace-Band wurde abgezogen, und die Buchstaben wurden manuell angedrückt, um sie gleichmäßig ohne beobachtbare Blasen aufzutragen, die unter den Buchstaben eingefangen waren. In einem Verfahren, das normalerweise zu schlechtem Auftragen führt, wurden Buchstaben auch ohne Verwendung des Prespace-Bands aufgetragen. Wiederum wurde gleichmäßiger Kontakt des Haftklebers an der Platte erreicht, was zu aufgetragenen Markierungen führte, die gleichmäßig aufgebracht waren. Außerdem bildeten sich keine Blasen, nachdem die Platte 2 Stunden in einen Ofen bei 66 °C gegeben wurde.
Beispiel 90
Der allgemeine Verfahrensablauf der Beispiele 1–3 diente zum Prägen der mehrfach beschichteten PET-Trennkaschierung mit einer Metallwalze und einem Gravurmuster aus parallelen, sich nicht schneidenden V-Nuten im Winkel von 90 Grad (Abstand 1,3 mm), die parallel zum Walzenumfang orientiert waren. Dies ergab eine Trennkaschierung mit dreieckigen Graten, die etwa 80 Mikrometer breit und 17 Mikrometer hoch waren. Haftkleber 1 wurde auf die Kaschierung aufgetragen und auf 46 Mikrometer dickes weißes weichmacherhaltiges PVC gemäß der Beschreibung in den Beispielen 1–3 laminiert, um einen glatten Filmaufbau zu ergeben. Nach Entfernung der Kaschierung hatte die Haftkleberschicht parallele V-Nuten-Mikrokanäle mit etwa 85 Mikrometern Breite und 17 Mikrometern Tiefe. Die Auswertung des Filmaufbaus ergab eine Bewertung der Gleitprüfung von 4, eine Bewertung der Warmauftrage-/Neuauftrageprüfung von "gut", wobei die Mikrokanäle quer zum Streifen oder seiner Länge nach orientiert waren, und eine Bewertung der Eindruckplattenprüfung von 3 sowie eine Zeit von 85 Sekunden in der Nietenplattenprüfung. Während der Eindruckplattenprüfung war eine Seifenlösung um den Umfang der Probe aufgetragen. Feine Bläschen, die auf Luftaustritt verwiesen, bildeten sich an den beiden Kanten der Probe, die durch die Mikrokanäle mit dem kreisförmigen Eindruck verbunden waren.
Beispiel 91
Die Verfahrensabläufe von Beispiel 90 wurden wiederholt, aber bei der mikrogeprägten Trennkaschierung handelte es sich um die mehrfach beschichtete Papierkaschierung gemäß den Beispielen 43–49 mit gefüllten, zuerst geprägten Vertiefungen. Die gemessenen Haftklebermikrokanäle waren etwa 86 Mikrometer breit und 18 Mikrometer tief, und die vorstehenden Erhebungen waren etwa 14 Mikrometer hoch. Eine Auswertung des Filmaufbaus ergab in der Gleitprüfung eine Bewertung von 1, in der Warmauftrage-/Neuauftrageprüfung eine Bewertung von "gut" mit quer zum Streifen orientierten Mikrokanälen, eine Bewertung von "befriedigend" mit der Streifenlänge nach orientierten Mikrokanälen und in der Eindruckplattenprüfung eine Bewertung von 3 sowie eine Zeit von 90 Sekunden in der Nietenplattenprüfung.
Beispiel 92
Eine mehrfach beschichtete Papiertrennkaschierung, die der im Beispiel 44 mikrogeprägten Trennkaschierung mit der Ausnahme ähnelte, daß die zuerst geprägten Vertiefungen nicht mit Glaskügelchen gefüllt waren, wurde mikrogeprägt, um kontinuierliche sich schneidende Mikrograte in Abständen von 1,3 mm mit etwa 100 Mikrometern Breite, etwa 17 Mikrometern Höhe und einer 45-Grad-Orientierung zum Umfang der Walze in einer quadratischen Gitteranordnung zu ergeben. Der Filmaufbau wurde aus dieser Kaschierung durch den Verfahrensablauf von Beispiel 44 hergestellt. Überraschend zeigten Analysen sowohl ausgesparte Mikrokanäle als auch vorstehende Erhebungen aus Haftkleber. Die Probe war bei Raumtemperatur positionierbar und hatte eine Bewertung von 3 in der Gleitprüfung. Die Bewertung in der Warmauftrage-/Neuauftrageprüfung war "gut", die Bewertung in der Eindruckplattenprüfung war 3–4, und die Zeit in der Nietenplattenprüfung betrug 20 Sekunden.
Beispiel 93
Ein Filmaufbau wurde nach Beispiel 9 mit der Ausnahme hergestellt, daß ein 13 Mikrometer dicker flexibler Polyethylenfilm (der Träger für Band Tegaderm^TM von 3M) auf die Haftkleberschicht auf der doppelt mikrogeprägten Trennkaschierung laminiert war. Eine Kontrollprobe ohne Mikrograte in der Kaschierung (keine Mikrokanäle im Haftkleber) wurde mit dem gleichen Film hergestellt. 5 cm mal 5 cm große Proben wurden auf die Rückenhaut einer Person geklebt. Nach Abschluß eines anstrengenden, schweißtreibenden Fitnesstrainings wurden die Proben auf Wasseransammlung 5 Minuten später untersucht und auf einer Skala von 1–5 bewertet, wobei 1 der Bestwert war. Die Probe mit Mikrokanalhaftkleber wurde mit 2 bewertet. Die Kontrollprobe hatte eine Bewertung von 5 und zeigte Wasserblasen zwischen der Haftkleberschicht und der Haut.
Beispiele 94–96
Paketdichtungsband der Marke Highland^TM 3565 (Polypropylenfilm mit einem Kautschukharz-Haftkleber von 3M) wurde auf die doppelt mikrogeprägte Mikrograt-Trennkaschierung von Beispiel 9 laminiert, wobei ein Walzenlaminator mit einer Gummiwalze und einem Härtewert von 85 nach Shore A bei Raumtemperatur und eine glatte Metallandruckwalze bei einer Temperatur von etwa 93 °C, einer Spaltkraft von 16 N/mm und einer Geschwindigkeit von einem Meter/Minute zum Einsatz kamen. Ähnlich wurde das Band auf zwei Arten von Kontrolltrennkaschierungen ohne Mikrograte laminiert: eine mit dem gleichen Kaschierungsmaterial nur mit gefüllten Vertiefungen der ersten Prägung (Beispiel 95) und eine ohne zuerst geprägte Vertiefungen (Beispiel 96). In der nachfolgenden Tabelle sind die Ergebnisse aufgeführt.
Tabelle 13. Daten für Beispiele 94–96
Beispiel 97
Eine Probe aus Grafikmarkierungsfilm 3M^TM Controltac^TM Plus wurde mit der Filmseite nach unten auf eine Glasplatte gelegt. Ein Holzstift wurde in die Kaschierungsseite gepreßt, um zwei Sätze sich schneidender paralleler Linien (quadratische Gitteranordnung) im Abstand von etwa 1,6 mm auf eine Weise einzuritzen, die allgemein im Beispiel 1 der US-A-5268228 beschrieben ist. Die Filmseite des Laminats zeigte sichtbare vorstehende Grate. Die Probe wurde auf eine Glasplatte bei Raumtemperatur aufgetragen und in einem Verfahren aufgebracht, das dem der Warmauftrage-/Neuauftrageprüfung ähnelte. Luftblasen waren in der Probe eingefangen, und viele Kanäle waren abgeschlossen. Nach 16 Stunden Verweilzeit bei Raumtemperatur bildeten sich noch mehr Blasen.
Beispiele 98–100
Die Herstellung des Beispiels 98 erfolgte unter Verwendung eines Haftklebers mit Formgedächtnis, bestehend aus 90 Teilen Isooctylacrylat, 10 Teilen Acrylsäure, 0,05 Teilen Hexandioldiacrylat, 0,30 Teilen Photoinitiator Irgacure 651 von Ciba-Geigy (Hawthorne, NY) und 4 Teilen Poly(octadecylacrylat), der zwischen einer glatten Trennkaschierung und einem 50 Mikrometer dicken PET-Filmträger durch das Verfahren hergestellt und gehärtet wurde, das in der US-Anmeldung Nr. 08/660219 (Silver et al.), eingereicht am 3. Juni 1996, offenbart ist, um ein Band mit etwa 120 Mikrometer dickem Haftkleber mit Formgedächtnis auf einem Träger zu erzeugen.
Die glatte Trennkaschierung wurde vom Band entfernt, und eine geprägte Kaschierung von Beispiel 39 wurde verwendet, um die freie Oberfläche des Klebers zu prägen, indem der warme Kleber an die Raumtemperatur aufweisende, geprägte Trennkaschierung in einem Laminator WG36 (Robert L. Greig Co., Stoughton, WI) mit der oberen Walze auf 65 °C und der unteren Walze auf 25 °C gepreßt wurde. Das Band hatte eine 90°-Windung um die obere Walze, und die geprägte Kaschierung hatte keinerlei Windung auf einer Walze. Der Luftdruck in den Durchläufen war auf 80 psi (550 kPa) eingestellt. Die Bandprüfung zeigte ein Muster aus Mikrokanälen in der Kleberoberfläche und Erhebungen über der Oberfläche, die dem Muster der Trennkaschierung entsprachen. Die Maße wurden nicht erfaßt. Die Warmauftrage-/Neuauftrageprüfung ergab bei schneller Durchführung eine Bewertung von "befriedigend". Eine 10 min auf etwa 40–43 °C erwärmte Probe verlor die geprägte Topographie und hatte eine "schlechte" Bewertung in der Warmauftrage-/Neuauftrageprüfung. Eine bei 25 °C geprüfte Probe wurde mit "gut" bewertet. Die Bewertung der Gleitprüfung lautete 2 bis 3.
Das Beispiel 99 war mit dem Beispiel 98 mit der Ausnahme identisch, daß eine geprägte Trennkaschierung von Beispiel 73 verwendet wurde. Die Prüfergebnisse glichen denen im Beispiel 98 mit der Ausnahme, daß die Gleitprüfung mit 4 bewertet wurde.
Das Beispiel 100 war mit dem Beispiel 98 mit der Ausnahme identisch, daß ein Vliesstoff (der im silikonbeschichteten Band 3M^TM Micropore^TM zum Einsatz kommt) als Mikroprägewerkzeug verwendet wurde. Der beschichtete Trennvliesstoff erzeugte ein Zufallsmuster aus Mikrokanälen auf der Kleberoberfläche. Die Probe ergab eine "gute" Bewertung in der Warmauftrage-/Neuauftrageprüfung bei Durchführung bei 25 °C. Bei Erwärmung auf 40–43 °C verschwanden aber die Mikrokanäle, und die Warmauftrage-/Neuauftrageprüfung wurde mit "schlecht" bewertet. Diese thermomorphen Kleber zeigen, wie eine Klebertopographie in der vierten Dimension, d. h. einer wirksamen Zeitspanne, gesteuert werden kann.
Beispiel 101
Der allgemeine Verfahrensablauf der Beispiele 1–3 kam zum Einsatz, um sowohl silikonbeschichtete mehrfach beschich tete PET- als auch mehrfach beschichtete Papiertrennkaschierungen herzustellen, die eine Parallelanordnung aus dreieckigen Graten mit etwa 4–6 Mikrometern Höhe und 54 Mikrometern Breite im Abstand von 1,3 mm hatten. Diese Kaschierungen wurden auf die Kleberseite von wärmeaktiviertem durchscheinendem Film 3M^TM Scotchcal^TM Serie 825 gelegt und durch eine Warmspalt-Laminiermaschine mit 93 °C, 30 cm/min und 1,7 N/cm Spaltkraft geführt. Bahnen (etwa 30 cm mal 60 cm) des resultierenden Mikrokanalmaterials und von Kontrollmaterial ohne Mikrokanäle wurden mit der Kleberseite nach unten auf Substrat 3M^TM Panaflex^TM Serie 945 GPS in einem Vakuumauftragsbett zum Warmlaminieren bei 46 °C plaziert, und die Vakuummembran wurde geschlossen. Nach einem 5-minütigem Vakuumzyklus wurde die Temperatur 2 Minuten auf 93 °C erhöht. Der Kontrollfilm zeigte erheblichen Lufteinschluß, der dadurch verursacht war, daß die Kante des klebrigen Films am Substrat beim Erstauftragen anklebte, bevor Luft unter der Probe entfernt war. Die Probe mit Mikrokanälen zeigte keinen Lufteinschluß, und das Aussehen des aufgetragenen Films auf dem Substrat war durch das Vorhandensein von Luftfreisetzungskanälen nicht merklich verändert.
Die Erfindung ist nicht auf die o. g. Ausführungsformen beschränkt, sondern ihr Schutzumfang wird durch die beigefügten Ansprüche bestimmt.

Claims

Trennkaschierung mit einer Oberfläche, die eine dreidimensionale Topographie in ebener Oberflächendimension hat, wobei die Topographie eine Reihe von durch Felder getrennte Grate aufweist, wobei die Felder eine Oberfläche von 35 % bis 99 % der Gesamtfläche der Kaschierung haben und wobei die Höhe der Grate über den Feldern weniger als etwa 45 μm beträgt.
Trennkaschierung nach Anspruch 1, wobei die Oberfläche der Felder von 50 % bis 98 % der Gesamtfläche der Kaschierung beträgt.
Trennkaschierung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Oberfläche der Felder von 60 % bis 97 % der Gesamtfläche der Kaschierung beträgt.
Trennkaschierung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Oberfläche der Felder von 70 % bis 96 % der Gesamtfläche der Kaschierung beträgt.
Trennkaschierung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Oberfläche der Felder von 85 % bis 95 % der Gesamtfläche der Kaschierung beträgt.
Trennkaschierung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Topologie ferner eine Anordnung von Einsenkungen aufweist.
Trennkaschierung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das die prozentuale Fläche von Einsenkungen zur Gesamtfläche 1 % bis 70 % beträgt.
Trennkaschierung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die prozentuale Fläche von Einsenkungen zur Gesamtfläche 2 % bis 25 % beträgt.
Trennkaschierung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die prozentuale Fläche von Einsenkungen zur Gesamtfläche 3 % bis 15 % beträgt.
Trennkaschierung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Grate eine Höhe von 3 bis weniger als 45 μm aufweisen.
Trennkaschierung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Grate eine Breite von weniger als 200 μm, bevorzugt von 50 bis 120 μm aufweisen.
Trennkaschierung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Einsenkungen eine Tiefe von 4 bis 200 μm, bevorzugt von 8 bis 100 μm und noch bevorzugter von 10 bis 30 μm aufweisen.
Trennkaschierung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Breite der Grate auf der Oberfläche der Kaschierung variiert.
Trennkaschierung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Breite der Felder auf der Oberfläche der Kaschierung variiert.
Bildgrafikartikel mit: einer Schicht aus Haftkleber und einer Trennkaschierung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, die die Schicht aus Haftkleber bedeckt, wobei die Schicht aus Kleber eine mikroreplizierte Kleberoberfläche aufweist, die im wesentlichen die Umkehrung der Topographie der Trennkaschierung repliziert, so daß bei Herstellung einer Haftgrenzfläche zwischen der Schicht aus Kleber und einem Stützsubstrat der Kleber eine Kontaktfläche von 35 % bis 99 % hat und Fluid aus der Ebene der Haftgrenzfläche während und nach dem Aufbringen des Artikels auf die Stützsubstrate abgeführt werden kann.
Bildgrafikartikel nach Anspruch 15, wobei die mikroreplizierte Fläche des Haftklebers eine Reihe von Mikrokanälen aufweist, die durch Regionen getrennt sind, die diese Kontaktfläche bilden, wobei die Mikrokanäle durch In-Kontakt-bringen des Klebers mit einem mikrogeprägten Muster, das eine Reihe von Graten aufweist, gebildet werden.
Bildgrafikartikel nach Anspruch 15 oder 16, wobei die Rheologie des Klebers die Topographie der Kleberoberfläche für eine wirksame Zeit beibehält, um die Abführung von Fluiden aus der Ebene der Haftgrenzfläche zu ermöglichen.