DE60117287T2

DE60117287T2 - Vernetzte haftklebemittelzusammensetzungen sowie auf diesen basierende, für hochtemperaturanwendungen verwendbare klebende gegenstände

Info

Publication number: DE60117287T2
Application number: DE60117287T
Authority: DE
Inventors: Zhiming Saint Paul ZHOU; P. Lori Saint Paul ENGLE
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2000-12-01
Filing date: 2001-11-30
Publication date: 2006-10-12
Anticipated expiration: 2021-12-01
Also published as: AU2002233944A1; KR20040030465A; EP1341861B1; JP3723546B2; US20020132111A1; ATE317881T1; CN1494580A; CN1256234C; KR100842969B1; MXPA03004772A; WO2002044296A3; DE60117287D1; US6777079B2; EP1341861A2; JP2004527590A; WO2002044296A2; TWI241332B

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft den Schutz von Oberflächen unter Verwendung eines Haftklebemittelgegenstands, wie eines Abdeckbands, insbesondere bei hohen Temperaturen.
Hintergrund
Abdeckbänder werden bei verschiedenen Anwendungen, die Exposition gegenüber hohen Temperaturen in der Größenordnung von 150°C oder höher involvieren, eingesetzt. Beispielsweise werden als "Lead frame tapes" (Leiterrahmenbänder) bezeichnete Abdeckbänder in der Elektronikindustrie zum Schutz von Kupferlegierungsleiterrahmen gegen Flashen von Epoxy-Vergußmasse verwendet. Als weiteres Beispiel werden als "Flash breaking tapes" (Flashbrechbänder) bekannte Abdeckbänder in der Luft- und Raumfahrtindustrie sowohl für die Metall-Metall-Verbindung als auch für die Verbundwerkstoffverbindung verwendet, um die Ausbreitung von Verbindungsklebemitteln kontrollieren zu helfen.
Um erfolgreich zu sein, müssen diese Bänder eine gute Haftung auf dem gewünschten Substrat bei hohen Temperaturen aufweisen, aber am Ende der Hochtemperaturexposition sauber entfernbar sein, um das Zurücklassen von Rückstand oder anderen Verunreinigungen auf der Substratoberfläche zu vermeiden. So muss beispielsweise in Anwendungen, die Mikrochipskalenverarbeitung involvieren, die Haftung ausreichend sein, um flüssiges Epoxyharz am Fließen im Grenzflächenbereich zwischen dem Klebemittel und dem Substrat, auf dem das Band haftend aufgebracht ist, zu hindern. Kontamination ist insbesondere ein Problem bei Anwendungen, die die Elektronikindustrie involvieren, da die Verunreinigung nachfolgende Verarbeitungsschritte stören kann.
Gegenwärtig werden Bänder mit Haftklebemitteln auf Silikonbasis wegen ihrer hervorragenden thermischen Stabilität für Hochtemperaturanwendungen verwendet. Bei diesen Bändern kommt es jedoch häufig vor, dass sie entweder die Oberfläche verunreinigen oder nach Entfernung Silikonrückstand zurücklassen, was einen separaten Reinigungsschritt vor der Weiterverarbeitung erfordert. Es ist sehr wünschenswert, silikonfreie Haftklebemittel zu entwickeln, die mindestens 30 Minuten einer Temperatur von 150°C bis 230°C ausgesetzt werden können, ohne beim Entfernen einen Klebemittelrückstand zu hinterlassen. Es ist auch sehr wünschenswert, den Reinigungsschritt vor der Weiterverarbeitung zu vermeiden, wenn die Klebemittel die Oberfläche nach Entfernung nicht kontaminieren.
WO-A-9731077 offenbart Acrylat-Copolymer-Klebemittel, die ein Bisamid-Vernetzungsmittel umfassen, für Tieftemperaturanwendungen.
WO-A-9313148 offenbart entfernbare Acryl-Haftklebemittel, die ein Bisamid-Vernetzungsmittel umfassen.
Die Herausforderungen sind, dass alle Haftklebemittel auf Acrylpolymerbasis eine relativ schlechte thermische Stabilität haben und sich bei Exposition gegenüber hoher Temperatur, wie über 150°C, langsam zersetzen, was die Kohäsionsfestigkeit der Klebemittel reduziert und somit zu Klebemittelrückstandsproblemen führt.
Die vorliegende Erfindung richtet sich auf Acryl-Haftklebemittel, die nach Hochtemperaturexposition genug Kohäsionsfestigkeit behalten können und sauber entfernt werden, d. h. mit wenig oder keiner Kontamination der Substratoberfläche.
Kurze Darstellung
Allgemein betrifft die Erfindung eine Haftklebemittelzusammensetzung, die das Reaktionsprodukt von (A) einem Copolymer, das das Reaktionsprodukt von (a) einem (Meth)acrylatester eines nichttertiären Alkohols, in dem die Alkylgruppe zwischen 1 und 14 Kohlenstoffatome einschließlich enthält, dessen Homopolymer eine Glasübergangstemperatur von höchstens etwa 0°C aufweist, und (b) einem carbonsäurefunktionellen, ethylenisch ungesättigten Comonomer umfasst, und (B) einem Bisamid-Vernetzer der Formel:
worin R¹ und R³ unabhängig voneinander aus H und C_nH_2n+1, wobei n eine ganze Zahl von 1 bis 5 ist, ausgewählt sind und R² für einen zweiwertigen Rest steht, der aus Benzeno (-C₆H₄-), substituiertem Benzeno, Triazin, C_mH_2m, wobei m eine ganze Zahl von 1 bis 10 ist, und Kombinationen davon, ausgewählt ist, enthält. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bezieht sich ein "Copolymer" auf ein durch Umsetzung von zwei oder mehr Monomeren hergestelltes Polymer.
Die relativen Mengen des Comonomers und des Vernetzers sind so gewählt sind, dass das Verhältnis der Zahl der Amidgruppenäquivalente zur Zahl der Carbonsäuregruppenäquivalente mindestens etwa 0,5 beträgt. Zur Bestimmung dieses Verhältnisses wird das Gewicht jeder Komponente (Comonomer und Vernetzer) in der Zusammensetzung durch ihr theoretisches Äquivalentgewicht geteilt, um die Zahl der Äquivalente jeder Komponente zu erhalten. Das Verhältnis von Amidgruppenäquivalenten zu Säuregruppenäquivalenten wird dann berechnet Äquivalente (Amidgruppen) dividiert durch Äquivalente (Säuregruppen).
Die Klebemittelzusammensetzung umfasst höchstens 10 Gew.-% eines Klebrigmachers und höchstens 2 Gew.-% eines Weichmachers.
In einem Aspekt sind die relativen Mengen dieser Materialien ferner so gewählt, dass die Zusammensetzung, wenn sie in einer Dicke von 0,002 cm (0,0008 Inch) auf ein Glassubstrat aufgebracht und 30 Minuten einer Temperatur von 180°C ausgesetzt wird, nach der Wärmeexposition sauber entfernbar ist. In einem zweiten Aspekt sind die relativen Mengen dieser Bestandteile ferner so gewählt, dass die Zusammensetzung, wenn sie in einer Dicke von 0,002 cm (0,0008 Inch) auf ein Kupfer enthaltendes Substrat aufgebracht und 30 Minuten einer Temperatur von 180°C ausgesetzt wird, nach der Wärmeexposition sauber entfernbar ist. Mit "sauber entfernbar" ist gemeint, dass nach der Entfernung von dem Substrat das Substrat weitgehend frei von Klebemittelrückstand ist. Die Entfernbarkeit kann gemäß den nachstehend beschriebenen Testmethoden beurteilt werden. Im allgemeinen wird das Fehlen von Klebemittelrückstand visuell mit dem unbewaffneten Auge bestimmt.
Die Erfindung betrifft ferner klebende Gegenstände, wie Bänder, die auf dieser Klebemittelzusammensetzung basieren, sowie ein Verfahren zum Schutz der Oberfläche eines Substrats unter Verwendung des klebenden Gegenstands. Gemäß diesem Verfahren wird der klebende Gegenstand auf ein Substrat aufgebracht, wonach der Gegenstand und das Substrat auf eine Temperatur im Bereich von etwa 150°C bis etwa 230°C erhitzt werden. Diese Bedingungen sind repräsentativ für die Bedingungen, die bei in der Elektronikindustrie verwendeten Verfahren angewandt werden. Am Ende des Erhitzungsprozesses wird der Gegenstand sauber vom Substrat entfernt.
Die Erfindung stellt Haftklebemittelzusammensetzungen und Gegenstände, die diese Klebemittel enthalten, bereit, die thermisch stabil sind und selbst nach Hochtemperaturexposition ausreichend hohe Kohäsionsfestigkeit haben, wodurch sie von verschiedenen Substraten sauber entfernt werden können. Diese Zusammensetzungen sind auch chemische inert gegenüber Epoxy-Formmassen. Dieses Merkmal macht sie besonders brauchbar als Leiterrahmenbänder, da sie nicht permanent auf der Epoxy-Formmasse haften, welche zwischen dem Klebemittel und dem Substrat, auf das das Klebemittel während der Verarbeitung platziert wird, fließt.
Die Einzelheiten einer oder mehrerer Ausführungsformen der Erfindung werden in der nachstehenden Beschreibung dargelegt. Andere Merkmale, Gegenstände und Vorteile der Erfindung ergeben sich ohne weiteres aus der Beschreibung und den Ansprüchen.
Nähere Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft ganz allgemein Methoden zum Schutz von Oberflächen von Substraten, die hohen Temperaturen ausgesetzt sind, unter Verwendung von klebenden Gegenständen, die von der Oberfläche entfernt werden können, ohne einen wesentlichen Klebemittelrückstand zurückzulassen. Bei derartigen Methoden wird ein klebender Gegenstand, wie ein Band, auf eine Oberfläche aufgebracht, die Oberfläche einer Temperatur im Bereich von etwa 150°C bis etwa 230°C ausgesetzt und der klebende Gegenstand sauber von der Oberfläche entfernt, so dass weitgehend kein Klebemittelrückstand verbleibt, wie durch visuelle Inspektion mit dem unbewaffneten Auge bestimmt.
Die klebenden Gegenstände enthalten einen Träger und ein auf dem Träger angeordnetes Haftklebemittel. Diese Gegenstände sind nach Exposition gegenüber hoher Temperatur und gegebenenfalls hohem Druck sauber entfernbar, so dass die Gegenstände per Hand von einer Oberfläche entfernt werden können, ohne dass auf der Oberfläche ein wesentlicher Klebemittelrückstand zurückbleibt.
Die Substratoberfläche kann eine von verschiedensten Oberflächen sein, einschließlich Materialien wie Polymeren, Metallen, Metalloxiden, Gläsern und Kombinationen davon. In der Regel kann die Oberfläche eine von verschiedensten Oberflächen sein, wie in der Luft- und Raumfahrtindustrie oder der Elektronikindustrie verwendet werden. So kann die Oberfläche beispielsweise ein epoxybeschichtetes Aluminiumsubstrat sein, wie es in der Luft- und Raumfahrtindustrie verwendet wird. Die Oberfläche kann auch Silicium, ein Metall (z.B. Aluminium, Kupfer, Gold, Silber oder andere Metalle), ein Metalloxid, Polyimid oder ein anderes polymeres Material, das typischerweise in der Elektronikindustrie verwendet wird, enthalten. Verschiedene Kombinationen dieser Materialien können ebenfalls die Oberfläche des Substrats bilden. So können die klebenden Gegenstände beispielsweise als Flashbrecherbänder und als Leiterrahmenbänder verwendet werden.
Die Oberfläche, auf der der klebende Gegenstand angeordnet ist, wird einer Zieltemperatur im Bereich von etwa 150°C bis etwa 230°C ausgesetzt. Gleichzeitig kann die Oberfläche, auf der der klebende Gegenstand aufgebracht ist, auch Druck ausgesetzt werden. Beispielsweise kann man die Substratoberfläche und den klebenden Gegenstand Druck in der Größenordnung von etwa 320 psi (2197 kPa) aussetzen. In einigen Ausführungsformen gehört zu der Methode, dass die Oberfläche einem verminderten Druck (d. h. einem unter Atmosphärendruck liegenden Druck) ausgesetzt wird, nachdem der klebende Gegenstand darauf aufgebracht worden ist, um die zu verbindenden Teile in innigen Kontakt zu bringen, ohne dass zwischen ihnen Hohlraumbereiche vorliegen. Danach wird die Oberfläche einer erhöhten Temperatur alleine oder in Kombination mit erhöhtem Druck über einen Zeitraum ausgesetzt. Typische Zeiträume liegen im Bereich von etwa 10 Sekunden bis etwa 90 Minuten, beispielsweise 30 Minuten.
Nach dem Erhitzen werden das Substrat und der klebende Gegenstand auf Raumtemperatur abgekühlt, wonach der klebende Gegenstand entfernt wird. Die klebenden Gegenstände sind so gewählt, dass auf der Oberfläche weitgehend kein Klebemittelrückstand zurückbleibt. Die Entfernbarkeit kann unter Verwendung einer der nachstehend beschriebenen Testmethoden visuell mit dem unbewaffneten Auge evaluiert werden.
Der Träger eines klebenden Gegenstands kann aus verschiedensten Trägermaterialien ausgewählt sein, die den hohen Temperaturen und gegebenenfalls den hohen Drücken gemäß obiger Beschreibung ohne signifikante Verschlechterung widerstehen können. Derartige Trägermaterialien erlauben dem Material (z.B. Epoxyklebemittel), vor dem die Oberfläche geschützt wird, vorzugsweise nicht, sich damit zu verbinden. Zu ihnen können Papier, polymere Materialien, Tuch, Metallfolien usw. gehören. Beispiele für derartige Materialien sind u. a. reißfeste Träger, wie diejenigen gemäß der US-PS 6,048,431 (Clements et al.), und thermisch stabile Träger (z.B. diejenigen, die bei Exposition gegenüber erhöhten Temperaturen wenig oder gar keinen Schrumpf aufweisen), wie Polyimide, Polyamide, Poly(tetrafluorethylene) und Polyester, wie Polyethylenterephthalat und Polyethylennaphthalat. Die Polyester sind vorzugsweise hitzestabilisiert. Beispiele für geeignete polymere Materialien sind u. a. diejenigen, die unter den Handelsbezeichnungen KAPTON und TEFLON (erhältlich von E. I. duPont de Nemours Co., Wilmington, DE), KALADEX (erhältlich von duPont Teijin Films, Wilmington, DE) und NYLON vertrieben werden. Besonders bevorzugte polymere Trägermaterialien sind u. a. Polyimide, wie diejenigen, die unter der Handelsbezeichnung KAPTON vertrieben werden. Gewünschtenfalls kann der Träger vor dem Aufbringen der Klebemittelzusammensetzung modifiziert werden, um die Haftung zwischen dem Klebemittel und dem Träger zu verbessern, indem eine Primerzusammensetzung auf den Träger aufgebracht wird oder der Träger einer Korona- oder Flammenbehandlung ausgesetzt wird, wie in der Technik bekannt ist. Die Verwendung eines Primers ist besonders bevorzugt, wenn ein Polyethylenterephthalat- oder ein Polyethylennaphthalat-Träger verwendet wird.
Der klebende Gegenstand kann so konstruiert sein, dass er entlang eines Längsrands des Trägers eine Zunge enthält. Die Gegenwart der Zunge macht es leichter, während des Entfernungsprozesses einen Rand des Gegenstands anzuheben. Die Zunge kann auf verschiedene Arten erzeugt werden, beispielsweise durch Nichtauftragen von Klebemittelzusammensetzung auf den Fingeranhebeteil, Unwirksammachen der Klebemittelzusammensetzung im Bereich des Fingeranhebeteils, Verwendung eines dickeren Films, um entlang des Rands als Zunge zu agieren, Zurückfalten eines Teils des Gegenstands auf sich selbst, um die Klebemittelzusammensetzung abzudecken, oder haftendes Aufbringen von zusätzlichem Träger auf einen Teil der freiliegenden Klebemittelzusammensetzung.
Die Klebemittelzusammensetzung ist eine vernetze Haftklebemittelzusammensetzung, die das Reaktionsprodukt von einem Copolymer und einem Bisamid-Vernetzer umfasst. Das Copolymer ist wiederum das Reaktionsprodukt von mindestens (a) einem (Meth)acrylatester eines nichttertiären Alkohols, in dem die Alkylgruppe (am Alkohol) etwa 1 und 14 Kohlenstoffatome (im Durchschnitt) und im allgemeinen zwischen 4 und 14 Kohlenstoffatome enthält, dessen Homopolymer eine Tg (Glasübergangstemperatur) von höchstens etwa 0°C aufweist, und (b) einem carbonsäurefunktionellen, ethylenisch ungesättigten Comonomer. Andere Monomere können auch umgesetzt werden, um das Copolymer zu bilden. Beispielsweise können ethylenisch ungesättigte Monomere, deren Homopolymere eine Tg von mindestens etwa 10°C aufweisen, verwendet werden.
Beispiele für geeignete (Meth)acrylatester, die alleine oder in Kombination miteinander verwendet werden können, sind Butylacrylat, 2-Methylbutylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Isooctylacrylat, Laurylacrylat, n-Decylacrylat, 4-Methyl-2-pentylacrylat, Isoamylacrylat, sec-Butylacrylat und Isononylacrylat. Beispiele für brauchbare carbonsäurefunktionelle Monomere, die alleine oder in Kombination miteinander verwendet werden können, sind Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure, Maleinsäure und FumarSäure. Beispiele für andere Monomere, die mit dem (Meth)acrylatester und carbonsäurefunktionellen Monomeren copolymerisiert werden können, sind Ettylacrylat, (Meth)acrylamid, alpha-Olefine, Vinylether, Allylether, Styrol, Maleinsäureester, 2-Hydroxyethyl(meth)acrylat, Cyclohexylacrylat, t-Butylacrylat, Phenylacrylat, Isobornylacrylat, 2-Phenoxyethylacrylat, N-Vinylpyrrolidon, N-Vinylcaprolactam und substituierte Acrylamide, wie N-Ethylacrylamid, N-Hydroxyethylacrylamid, N-Octylacrylamid, N-t-Butylacrylamid, N,N-Dimethylacrylamid, N,N-Diethylacrylamid und N-Ethyl-N-dihydroxyethylacrylamid.
Der Vernetzer ist ein aromatischer Bisamid-Vernetzer der Formel:
wobei R¹ und R³ unabhängig voneinander aus H und C_nH_2n+1, wobei n eine ganze Zahl von 1 bis 5 ist, ausgewählt sind und R² für einen zweiwertigen Rest steht, der aus Benzeno (-C₆H₄-) , substituiertem Benzeno, Triazin, C_mH_2m, wobei m eine ganze Zahl von 1 bis 10 ist, und Kombinationen davon, ausgewählt ist. Ein besonders brauchbarer Bisamid-Vernetzer, der unter diese Formel fällt, ist 1,1'-Isophthaloyl-bis(2-methylaziridin) [CAS-Nr. 7652-64-4], wie in US 4,418,120 (Kealy et al.) beschrieben.
Die relativen Mengen von carbonsäurefunktionellem Comonomer und Bisamid-Vernetzer sind so gewählt, dass ein vernetztes Klebemittel produziert wird, das bei hohen Temperaturen gut haftet, aber eine ausreichende Kohäsionsfestigkeit aufweist, so dass es nach Hochtemperaturexposition sauber entfernbar ist. Vorzugsweise liegt die Menge des Comonomers zwischen etwa 1–5 Gew.-% einschließlich, bezogen auf das Gesamtgewicht des Copolymers, besonders bevorzugt zwischen etwa 1–2,5 Gew.-% einschließlich und noch weiter bevorzugt zwischen etwa 1,5–2,5 Gew.-% einschließlich. Das Verhältnis der Zahl der Amidgruppenäquivalente im Vernetzer zur Zahl der Carbonsäuregruppenäquivalente beträgt mindestens etwa 0,5 und liegt besonders bevorzugt zwischen etwa 0,5 und etwa 1,3 einschließlich. In einem spezifischen Beispiel liegt das Verhältnis der Zahl der Amidgruppenäquivalente im Vernetzer zur Zahl der Carbonsäuregruppenäquivalente zwischen etwa 0,7 und etwa 1,0 einschließlich.
Das Klebemittel kann auch herkömmliche Additive enthalten wie Klebrigmacher, Weichmacher, Verlaufmodifikatoren, Neutralisationsmittel, Stabilisatoren, Antoxidantien, Füllstoffe, Farbstoffe, Farbmittel und dergleichen, solange sie nicht die gewünschten Leistungseigenschaften des Klebemittels stören.
Im Einzelnen umfasst das Klebemittel höchstens 10 Gew.-% eines Klebrigmachers. Beispiele für Klebrigmacher für ein Acryl-Haftklebemittel sind Terpenphenolverbindungen, Kolophoniumharze, Kolophoniumester, Ester von hydrierten Kolophoniumharzen, synthetische Kohlenstoffharze und Kombinationen davon. In bevorzugten Ausführungsformen enthält das erfindungsgemäße Klebemittel weniger als 5% Klebrigmacher und ganz besonders bevorzugt zwischen 0 und 2% Klebrigmacher einschließlich.
Außerdem umfasst das Klebemittel höchstens 2 Gew.-% eines Weichmachers. Der Weichmacher kann so gewählt sein, dass er mit dem Klebemittel verträglich ist. Beispiele für Weichmacher sind Polyethylenoxide, Adipinsäureester, Phosphorsäureester, Sulfonamide, Benzoesäureester, Polypropylenoxide und Ameisensäureester. In bevorzugten Ausführungsformen enthält das erfindungsgemäße Klebemittel weniger als 1% Weichmacher und ganz besonders bevorzugt zwischen 0 und 0,5% Weichmacher einschließlich.
Die Klebemittelzusammensetzung wird vorzugsweise nach einer Lösungspolymerisationsmethode unter Verwendung eines thermisch aktivierten Radikalinitiators hergestellt. Beispiele für brauchbare Initiatoren sind Azoverbindungen, wie 2,2'-Azobis(isobutyronitril), Hydroperoxide, wie tert.-Butylperoxid, und Peroxide, wie Benzoylperoxid und Cyclohexanonperoxid.
Beispiele
Diese Beispiele dienen lediglich illustrativen Zwecken und sollen den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche nicht einschränken. Alle Teile, Prozente, Verhältnisse usw. in den Beispielen und dem Rest der Beschreibung beziehen sich auf das Gewicht, sofern nicht anders vermerkt.
Testmethoden
Schälhaftfestigkeit (Methode A)
Wie in den Beispielen beschrieben hergestellte Haftklebebandproben wurden in 0,5 Inch (1,27 Zentimeter (cm)) breite Teststreifen mit einer Länge von etwa 6 Inch (15,2 cm) geschnitten. Fünf Teststreifen wurden unter Verwendung einer Kautschukwalze mit einem Gewicht von 4,5 Pound (2,04 Kilogramm (kg)) auf eine Glasplatte aufgebracht (Klebemittel im Kontakt mit dem Glas), indem die Walze in Längsrichtung dreimal in jede Richtung über den Teststreifen geführt wurde. Vor dem Aufbringen der Teststreifen wurde die Glasplatte mit Methylethylketon (MEK) und Papiertuch KIMWIPE^TM EX-L (erhältlich von Kimberly-Clark, Atlanta, GA) gereinigt. Die Glasplatte mit den Teststreifen darauf wurde 30 Minuten in einen auf 180°C eingestellten Umluftofen gestellt. Dann wurde die Glasplatte entfernt, auf Raumtemperatur abkühlen gelassen und dann vor dem Test zwischen 30 und 60 Minuten bei 23°C/50% relativer Feuchtigkeit konditioniert.
Die 180°-Winkel-Schälhaftfestigkeit jedes Teststreifens wurde dann unter Verwendung eines Analogic-Schälprüfgeräts (Modell Nummer 3M-90, erhältlich von Instrumentors, Inc., Strongsville, OH) bei einer Schälrate von 12 Inch/Minute (30,5 cm/Minute) gemessen. Die Schäldaten wurden über einen Testzeitraum von fünf Sekunden erfasst, nachdem sich die anfängliche Anfahrkraft stabilisiert hatte. Ein Teil jedes Teststreifens wurde zurückgeschält, und der durchschnittliche Schälkraftwert wurde gemessen. Dies wurde an drei separaten Teilen jedes Teststreifens durchgeführt. Diese drei Ergebnisse wurden verwendet, um einen durchschnittlichen Schälkraftwert für jeden Teststreifen zu berechnen. Dieser Wert wurde auf eine Bandbreite von 1 Inch (2,54 cm) normalisiert. Die Ergebnisse der fünf Teststreifen wurden verwendet, um einen durchschnittlichen Schälhaftfestigkeitswert für jedes Beispiel zu erhalten. Diese Testmethode wurde mit neuen Teststreifen bei jeder von drei zusätzlichen Temperaturen wiederholt: bei 200°C, 220°C und 240°C.
Schälhaftfestigkeit (Methode B)
Innerhalb von drei Tagen nach der Herstellung wurden die Bänder bezüglich Schälhaftfestigkeit bei Raumtemperatur evaluiert. Im Einzelnen wurde das Band in Rollenform bei 72 bis 77°F (22 bis 25°C) und 30 bis 35% relativer Feuchtigkeit mit einem Schutz-Liner über der Klebemittelschicht bis zu drei Tage vor dem Aufbringen (ohne den Liner) auf ein Blech aus Kupferlegierung (Olin 194, erhältlich von E. Jordan Brooks Company, Santa Fe Springs, CA) mit den Abmessungen 2 Inch mal 5 Inch (5,1 mal 12,7 cm) und einer Dicke von 0,032 Inch (0,8 mm) aufbewahrt. Die Kupferlegierungsubstrat-Testoberfläche wurde zunächst durch Abwischen mit Methylketon mit einem Papiertuch KIMWIPE^TM EX-L (erhältlich von Kimberly-Clark, Atlanta, GA) gereinigt. Danach wurden drei Bandproben, jeweils mit einer Breite von 0,5 Inch (1,3 cm) und einer Länge von etwa 6 Inch (15,2 cm) auf das Kupferlegierungssubstrat aufgebracht, indem zunächst der Liner entfernt und dann Band unter Verwendung einer Kautschukwalze mit einem Gewicht von 4,5 Pound (2,0 kg) mit einem Durchgang in jeder Richtung so auf das Substrat aufgerollt wurde, dass die Klebemittelfläche des Bands das Substrat kontaktierte. Die Bandproben wurden so positioniert, dass 1 Inch der Bandlänge über den Rand des Substrats hinausreichte. Nach einer Verweilzeit von etwa 24 Stunden bei 72 bis 77°F (22 bis 25°C) und 30 bis 35% relativer Feuchtigkeit wurde die Schälhaftfestigkeit unter Verwendung eines INSTRON-Zugprüfgeräts Modell 4465 (erhältlich von INSTRON-Coporation, Canton, Ma) mit einer 5-Pound-Kraftmessdose (22,3 N-Kraftmessdose) bei einer Rate von 12 Inch/Minute (30,5 cm/Minute) und einem Winkel von 90 Grad gemessen. Die über das Substrat hinausreichende Bandlänge wurde an der dynamischen Klemmbacke (Klemme) des INSTRON-Prüfgeräts befestigt. Die Testergebnisse wurden unter Verwendung von Series-IX-Software (erhältlich von INSTRON-Coporation, Cantan, Ma) analysiert, um die durchschnittliche Schälhaftfestigkeit in oz/0,5 Inch zu erhalten. Die drei Ergebnisse wurden verwendet, um einen Gesamtdurchschnittswert zu erhalten.
Schälhaftfestigkeit (Methode C)
Innerhalb von drei Tagen nach der Herstellung wurden die Bänder wie oben in "Schälhaftfestigkeit (Methode B)" beschrieben bezüglich Schälhaftfestigkeit bei Raumtemperatur evaluiert, aber mit den folgenden Änderungen. Die Proben wurden vor der Schälprüfung gleichzeitig Hitze und Druck unterworfen. Das Kupferblech wurde auf einer Aluminiumplatte mit größeren Breiten- und Längenabmessungen als die Kompressionsverbindungsgerätoberfläche, auf die es platziert werden sollte, und einer Dicke von etwa 0,062 Inch (0,16 cm) platziert. Die Aluminiumplatte (unten) mit dem Kupferlegierungsblech (oben) mit Teststreifen darauf wurde in einer Kompressionsverbindungseinheit platziert, die auf eine Temperatur von 180°C vorerhitzt worden war, und es wurden 2000 Pound Kraft (8914 N) angelegt, was einen Druck von 267 Pound/Quadratinch (1,83 MPa) auf die Teststreifen ergab. Dieser Druck und diese Temperatur wurden 30 Minuten aufrechterhalten, wonach der Druck aufgehoben wurde und die Proben entfernt und vor der Messung der Schälhaftfestigkeit bis zu sechs Stunden bei 72 bis 77°F (22 bis 25°C) und 30 bis 35% relativer Feuchtigkeit äquilibrieren gelassen wurden.
Schälhaftfestigkeit (Methode D)
Die Bänder wurden wie oben in "Schälhaftfestigkeit (Methode B)" beschrieben bezüglich Schälhaftfestigkeit bei Raumtemperatur evaluiert, aber mit den folgenden Änderungen. Innerhalb von 24 Stunden nach der Herstellung wurden Bandproben mit einem Schutz-Liner über der Klebemittelfläche in Rollenform in einem auf eine Temperatur von 60°C eingestellten Umluftofen 72 Stunden ± 1 Stunde gealtert. Die Proben wurden dann entfernt und etwa 24 Stunden bei 72 bis 77°F (22 bis 25°C) und 30 bis 35% relativer Feuchtigkeit äquilibrieren gelassen, wonach sie wie oben beschrieben getestet wurden.
Schälhaftfestigkeit (Methode E)
Die Bänder wurden wie oben in "Schälhaftfestigkeit (Methode D)" beschrieben bezüglich Schälhaftfestigkeit bei Raumtemperatur evaluiert, aber mit der folgenden Änderung. Nach Alterung und Abkühlung wurden die Proben gemäß "Schälhaftfestigkeit (Methode C)" oben getestet.
Entfernbarkeit (Methode A)
Nach dem Zurückschälen der Teststreifen vom Glassubstrat, wie oben in "Schälhaftfestigkeit (Methode A)" beschrieben, wurde das Glassubstrat visuell mit dem unbewaffneten Auge auf Rückstand untersucht, und zwar sowohl an den Kanten, wo das Band haftend aufgebracht war, als auch in dem Bereich dazwischen. Die Klebemittelschicht des Bands wurde auch auf fehlende Punkte von Klebemittel und Deformation von Klebemittel inspiziert. Den Proben wurde die Benotung "Bestanden" verliehen, wenn 1) nur kleine Mengen an Randrückstand festgestellt wurden und zuweilen eine leichte Streckung des Klebemittels beim Abziehen des Bands vom Substratauftrat; oder 2) kein Rückstand und keine Streckung der Klebemittelschicht beobachtet wurde. Proben, die diese Anforderungen nicht erfüllten, wurden als "Durchgefallen" eingestuft.
Entfernbarkeit (Methode H)
Nach dem Abziehen der Bandproben vom Substrat, wie oben in "Schälhaftfestigkeit (Methode B)" beschrieben, wurde die Substratoberfläche visuell mit dem unbewaffneten Auge evaluiert, um zu bestimmen, ob Klebemittelrückstand an entweder der neu freigelegten Fläche (bezeichnet als "Klebemittelrückstand") oder an den Rändern (bezeichnet als "Randwulst") der Stelle, an der das Band sich befunden hatte, verbleibt. Mit "Randwulst" ist gemeint, dass eine dünne Linie von Klebemittelrückstand variabler Länge entlang des ursprünglichen Rands der Längsgrenze des Teststreifens beobachtet wurde. Proben ohne Randwulst oder Klebemittelrückstand wurden als "Bestanden" eingestuft. Proben mit einer Klebestoffrückstand- und/oder Randwulstabdeckung von insgesamt 5% oder weniger der Substratoberfläche wurden ebenfalls als "Bestanden" eingestuft. Proben, die diese Anforderungen nicht erfüllten, wurden als "Durchgefallen" eingestuft.
Entfernbarkeit (Methode C)
Nach dem Abschälen der Bandproben vom Substrat, wie oben in "Schälhaftfestigkeit (Methode C)" beschrieben, wurde die Substratoberfläche wie oben in "Entfernbarkeit (Methode B)" evaluiert.
Entfernbarkeit (Methode D)
Nach dem Abschälen der Bandproben vom Substrat, wie oben in "Schälhaftfestigkeit (Methode D)" beschrieben, wurde die Substratoberfläche wie oben in "Entfernbarkeit (Methode B)" evaluiert.
Entfernbarkeit (Methode E)
Nach dem Abschälen der Bandproben vom Substrat, wie oben in "Schälhaftfestigkeit (Methode E)" beschrieben, wurde die Substratoberfläche wie oben in "Entfernbarkeit (Methode B)" evaluiert.
BEISPIELE
Beispiel 1
Ein Acryl-Haftklebemittel wurde hergestellt, indem zunächst Acrylmonomere polymerisiert wurden und dann das Lösungspolymer mit einer Lösung von Bisamid-Vernetzer versetzt wurde. Im Einzelnen wurden unter Verwendung der in nachstehender Tabelle 1 gezeigten Mengen n-Butylacrylat, Acrylsäure und Aceton in eine 16-oz-Flasche gegeben, um eine Lösung mit einem Feststoffgehalt von 28,3 bereitzustellen. VAZO^® 67 (ein thermischer Polymerisationsinitiator, erhältlich von E. I. duPont de Nemours and Company, Wilmington, DE) wurde in der Monomeren lösung gelöst. Dann wurde die Lösung etwa 3 Minuten mit Stickstoffgas gespült, wonach die Flasche verschlossen wurde. Die verschlossene Flasche wurde 24 Stunden in ein rotierendes Laundrometer bei einer Temperatur von 57°C gestellt. Nach Entfernung aus dem Laundrometer wurde die Flasche auf Raumtemperatur (etwa 24°C) abkühlen gelassen. Der Feststoffgehalt wurde gemessen und betrug 28,3 Gew.-%. Als nächstes wurden 30 Gramm dieser Polymerlösung mit einer 5 gew.-%igen Lösung von 1,1'-Isophthaloyl-bis(2-methylaziridin)-Vernetzer (CAS Nr. 7652-64-4) in Toluol versetzt. Außerdem wurden 2 Gew.-%, bezogen auf das Polymergewicht, IRGANOX 1010 (ein Antioxidant, erhältlich von Ciba Specialty Chemicals of Tarrytown, NY) zu der Polymerlösung gegeben. Die Flasche wurde wieder verschlossen und etwa 1 Stunde auf einen Schüttler gestellt.
So wurde unter Verwendung einer Gummituch-Kerbstab-Beschichtungsstation mit einer Spalteinstellung, die 0,004 Inch (0,102 mm) größer war als die Filmdicke, auf eine 0,002 Inch dicke (0,051 mm) KAPTAN^TM-Folie (eine Polyimidfolie mit der Bezeichnung "Grade H", erhältlich von E. I. duPont Company, Wilmington, DE) aufgetragen. Die Folie wurde per Hand mit ungefähr 30 bis 40 Inch/Minute (76,2 bis 102 Zentimeter/Minute) durch die Beschichtungsstation gezogen. Die beschichtete Folie wurde mit freiliegender Klebemittelseite mittels Klebeband auf einen Träger geklebt und 30 Minuten in einen auf 70°C eingestellten Umluftofen gelegt. Es wurde angenommen, dass die tatsächliche Ofentemperatur innerhalb von 5°C des Sollwerts lag. Der Träger mit dem getrockneten Haftklebemittelband (PSA-Band) wurde dann aus dem Ofen entfernt, auf Raumtemperatur abkühlen gelassen und vor dem Test in einem vertikalen (relativ zum Boden des Raums) Aufbewahrungsgestell zwischen drei und fünf Tage in einen Raum mit konstanter Temperatur und konstanter Feuchtigkeit (23°C/ 50% relative Feuchtigkeit) gestellt. Die Enddicke des getrockneten Klebemittels betrug 0,0008 Inch (0,020 mm). Das PSA-Band wurde nach Alterung bei verschiedenen Temperaturen bezüglich Schälhaftung (Methode A) und Entfernbarkeit (Methode A) evaluiert. Die Ergebnisse sind nachstehend in den Tabellen 2 und 3 gezeigt.
Beispiel 2a und Beispiel 2b
Beispiel 1 wurde wiederholt, jedoch wurden die Mengen der Acrylmonomere und Bisamid-Vernetzer-Lösung wie nachstehend in Tabelle 1 gezeigt geändert. Die Ergebnisse sind nachstehend in den Tabellen 2 und 3 gezeigt. Dieses Beispiel wird als "Beispiel 2a" bezeichnet. Dieses Beispiel wurde ein zweites Mal hergestellt, als ein Vergleich mit den nachstehenden Beispielen 3 und 4 angestellt wurde. Diese zweite Präparation wird als "Beispiel 2b" bezeichnet.
Tabelle 1
Tabelle 2
Tabelle 3
Beispiel 3
Beispiel 2 wurde mit der folgenden Änderung wiederholt: Es wurde kein IRGANOX 1010 verwendet. Die Ergebnisse sind nachstehend in den Tabellen 4 und 5 gezeigt.
Beispiel 4
Beispiel 2 wurde mit der folgenden Änderung wiederholt. Eine Polymerlösung von Isooctylacrylat:Acrylsäure/98:2 (w:w) wurde anstelle der Polymerlösung von Butylacrylat: Acrylsäure/98:2 verwendet. Die Ergebnisse sind nachstehend in den Tabellen 4 und 5 gezeigt.
Tabelle 4
Tabelle 5
Beispiel 5
Ein Acryl-Haftklebeband wurde hergestellt, indem zunächst Acrylmonomere polymerisiert wurden und dann eine Lösung von Bisamid-Vernetzer zu der Polymerlösung gegeben wurde. Im Einzelnen wurde ein Lösungspolymer von Isooctylacrylat (IOA):Isobornylacrylat (IBoA): Methacrylsäure (MAA)/85,0:12,5:2,5 (w/w) folgendermaßen hergestellt. In eine Glasflasche wurden 136 Gewichtsteile (GT) Isooctylacrylat (erhältlich von Aldrich Chemical, Milwaukee, WI), 20 GT Isobornylacrylat (erhältlich von BASF Corporation, Ludwigshafen, Deutschland), 4 GT Methacrylsäure (erhältlich von BASF Corporation), 0,48 GT VAZO^TM64 (thermisch aktivierter Polymerisationsinitiator, erhältlich von E. I. duPont de Nemours and Company, Wilmington, DE), 80 GT Toluol und 87 GT Aceton gegeben. Diese Lösung wurde zwei Minuten mit Stickstoff gespült, wonach die Flasche verschlossen und 24 Stunden in einem rotierenden Wasserbad bei 57°C platziert wurde. Die resultierende Polymerlösung wurde mit 32 GT Toluol und 32 GT Essigsäureethylester weiter verdünnt, was eine Ausgangspolymerlösung ergab.
Dann wurden 500 Gramm dieser einen Feststoffgehalt von 40,0% aufweisenden Polymerlösung in einem Glas mit 144 Gramm einer 5 Gew.-%igen Lösung und 1,1'-Isophthaloyl-bis(2-methylaziridin)-Vernetzer in Toluol und weiteren 115 Gramm Toluol versetzt. Das Glas wurde verschlossen und zwischen 15 und 30 Minuten auf eine Walzenmühle platziert, was eine Beschichtungslösung mit einem Feststoffgehalt von 27,3 ergab. Diese Endpolymerlösung wurde unter Verwendung einer Gummituch-Kerbstapel-Beschichtungsstation bei einer Geschwindigkeit von 10 Fuß/Minute (3,05 Meter/Minute) auf eine 0,001 Inch dicke (0,025 mm) KALADEX^® 2030-Folie (eine biaxial orientierte Polyethylennapththalatfolie, erhältlich von DuPont Teijin Film^TM, Wilmington, DE) aufgetragen. Vor dem Beschichten mit der Klebemittellösung wurde die KALADEX^®-Folie mit einer Primerlösung mit einem Feststoffgehalt von 10% behandelt. Zum Auftragen der Klebemittellösung wurde der Spalt zwischen der Folie und dem Kerbstab eingestellt, um die nachstehend angegebene Klebemitteltrockendicke bereitzustellen. Die beschichtete Folie wurde durch einen Trockenofen mit einer Länge von 60 Fuß (18,3 Meter) und drei Temperaturzonen ungefähr gleicher Länge geführt. Die Zonentemperaturen betrugen: Zone 1 = 150°F (66°C); Zone 2 = 175°F (79°C) und Zone 3 = 220°F (104°C). Das getrocknete Klebeband wies eine Klebemittelschichtdicke von etwa 0,0008 Inch (0,020 mm) auf. Ein schützender Nichtsilikon-Release-Liner wurde über der Klebemittelschicht aufgebracht, als das Band zu einer Rolle aufgewickelt wurde, welche dann bei 24°C bis 26°C aufbewahrt wurde. Das Klebeband wurde wie oben beschrieben bezüglich Schälhaftung (Methoden B, C, D und E) und Entfernbarkeit (Methoden B, C, D und E) evaluiert. Die Ergebnisse sind nachstehend in den Tabellen 6 und 7 gezeigt.
Beispiel 6
Beispiel 5 wurde mit den folgenden Änderungen wiederholt: Die Ausgangspolymerlösung wurde mit 72 Gramm Bisamid-Vernetzer und 187 Gramm zusätzlichem Toluol versetzt. Die Ergebnisse sind nachstehend in den Tabellen 6 und 7 gezeigt.
Tabelle 6
Tabelle 7
Beispiel 7
Beispiel 5 wurde mit den folgenden Änderungen wiederholt: Ein Lösungspolymer mit einer Zusammensetzung von Butylacrylat (BA): Acrylsäure (AA)/98:2 (w/w) wurde in Aceton mit einem Feststoffgehalt von 27,0 unter Verwendung von 109,8 GT Butylacrylat (erhältlich von BASF Corporation, Ludwigshafen, Deutschland), 2,2 GT Acrylsäure (erhältlich von BASF Corporation), 0,17 GT VAZO^® 67 (ein thermisch aktivierter Polymerisations initiator, erhältlich von E. I. DuPont de Nemours and Company, Wilmington, DE) und 288 GT Aceton hergestellt. Diese Ausgangspolymerlösung wurde vermessen und besaß einen Feststoffgehalt von 27,0%.
Danach wurden 500 Gramm dieser einen Feststoffgehalt von 27,0% aufweisenden Polymerlösung in einem Glas mit 111 Gramm einer 5 Gew.-%igen Lösung von 1,1'-Isophthaloyl-bis(2-methylaziridin)-Vernetzer in Toluol versetzt. Dies ergab eine Beschichtungslösung mit einem Feststoffgehalt von 23,0%. Das erhaltene Klebeband wurde wie oben beschrieben bezüglich Schälhaftung (Methoden B, C, D und E) und Entfernbarkeit (Methoden B, C, D und E) evaluiert. Die Ergebnisse sind nachstehend in den Tabellen 8 und 9 gezeigt.
Beispiel 8
Beispiel 7 wurde mit der folgenden Änderung wiederholt: Es wurden 55,5 Gramm der Bisamid-Vernetzer-Lösung eingesetzt. Dies ergab eine Beschichtungslösung mit einem Feststoffgehalt von 24,8%. Die Ergebnisse sind nachstehend in den Tabellen 8 und 9 aufgeführt.
Beispiel 9
Beispiel 7 wurde mit den folgenden Änderungen wiederholt. Es wurden 27,8 Gramm der Bisamid-Vernetzer-Lösung eingesetzt, und es wurden 61,0 Gramm zusätzliches Toluol verwendet. Dies ergab eine Beschichtungslösung mit einem Feststoffgehalt von 23,2%. Die Ergebnisse sind nachstehend in den Tabellen 8 und 9 aufgeführt.
Beispiel 10
Beispiel 7 wurde mit den folgenden Änderungen wiederholt. Es wurden 13,9 Gramm der Bisamid-Vernetzer-Lösung eingesetzt, und es wurden 73,0 Gramm zusätzliches Toluol verwendet. Dies ergab eine Beschichtungslösung mit einem Feststoffgehalt von 23,1%. Die Ergebnisse sind nachstehend in den Tabellen 8 und 9 gezeigt.
Beispiel 11
Beispiel 7 wurde mit den folgenden Änderungen wiederholt. Die Polymerlösung wurde in einer Menge von 250 Gramm verwendet; es wurden 55,5 Gramm der Bisamid-Vernetzer-Lösung eingesetzt, und es wurden 305,5 Gramm zusätzliches Toluol verwendet. Dies ergab eine Beschichtungslösung mit einem Feststoffgehalt von 11,5%. Die Ergebnisse sind nachstehend in den Tabellen 8 und 9 gezeigt.
Beispiel 12
Beispiel 11 wurde mit den folgenden Änderungen wiederholt. Es wurden 6,9 Gramm der Bisamid-Vernetzer-Lösung eingesetzt, und es wurden 354,1 Gramm zusätzliches Toluol verwendet. Dies ergab eine Beschichtungslösung mit einem Feststoffgehalt von 11,1%. Die Ergebnisse sind nachstehend in den Tabellen 8 und 9 gezeigt.
Tabelle 8
Tabelle 9
Beispiel 13
Es wurde ein Lösungspolymer von Butylacrylat:Ethylacrylat:Acrylsäure (BA:EA:AA)/43:55:2 hergestellt und zur Herstellung eines Klebebandgegenstands verwendet, welcher dann evaluiert wurde. Im Einzelnen wurden 43 GT BA, 55 GT EA, 2 GT AA und 0,2 GT VAZO 67 zu 233 GT Essigsäureethylester in einen Behälter gegeben, welcher dann verschlossen und 24 Stunden bei 58°C in einen Laundrometer platziert wurde, um eine Polymerlösung mit einem Feststoffgehalt von 30% zu ergeben. Danach wurden 23,2 GT einer 5 gew.-%igen Lösung von 1,1'-Isophthaloyl-bis(2-methylaziridin)-Vernetzer (CAS-Nr. 7652-64-4) in Toluol zu 100 GT dieser Polymerlösung gegeben. Dies ergab ein stöchiometrisches Verhältnis (Amidäquivalente/Säureäquivalente) von 1,13. Der Behälter wurde wieder verschlossen und etwa 1 Stunde auf einen Schüttler gestellt. Diese Endpolymerlösung wurde in einen Bandgegenstand mit einer Enddicke des getrockneten Klebemittels von 0,0008 Inch (0,02 mm) umgewandelt, wie in Beispiel 1 beschrieben. Das Band wurde wie in "Schälhaftfestigkeit" (Methoden A und C) und "Entfernbarkeit" (Methoden A und C) beschrieben evaluiert, wobei Methode C folgendermaßen abgeändert wurde. Das Band wurde innerhalb von 10 Tagen nach der Herstellung unter Verwendung eines IMASS-Schälprüfgeräts (erhältlich von Instrumentators, Inc., Strongsville, OH) evaluiert; zwischen der KAPTON-Träger des Bands und dem Kompressionsverbindungsgerät wurde eine 0,001 Inch (0,025 mm) dicke KAPTON-Folie platziert; die Schältestergebnisse wurden auf eine Breite von 1 Inch (2,54 cm) normalisiert; und es wurden nur zwei Teststreifen evaluiert und zur Berechnung eines durchschnittlichen Schälhaftfestigkeitswerts verwendet. Die Ergebnisse sind nachstehend in den Tabellen 10 und 11 gezeigt.
Tabelle 10
Tabelle 11
Tabelle 12
Beispiel 14
Der Effekt eines erfindungsgemäßen Bands und eines standardmäßigen Bands auf Silikonklebemittelbasis auf die Oberflächenenergie eines Kupferblechs nach Wärme- und Druckexposition wurde evaluiert. Im Einzelnen wurden zwei Bandteststreifen, einer aus dem Band aus Beispiel 7 und einer mit der Bezeichnung "TRM 6250" (ein Band mit einem Silikon-Klebemittel auf einem Polyimidfolienträger, erhältlich von Nitto Denko, Inc., Fremont, CA), auf ein Kupferlegierungsblech aufgebracht und wie in "Schälhaftfestigkeit (Methode C)" oben beschrieben mit den folgenden Änderungen konditioniert. Der Teststreifen aus dem Band aus Beispiel 7 war mit einem Schutzliner über dem Klebemittel vor dem Test etwa sieben Wochen auf der Laborbank bei Umgebungsbedingungen (72 bis 77°F (22 bis 25°C) und 30 bis 35% relativer Feuchtigkeit) aufbewahrt worden. Der Schutzliner wurde unmittelbar vor dem Test entfernt. Das TRM-6250-Band wurde in Rollenform ohne Schutzliner erhalten. Die Bandteststreifen wurden vor der Einwirkung von Wärme und Druck mindestens 12 Stunden bei Umgebungsbedingungen gealtert. Es wurde eine Kraft von 1600 Pound angewandt, was einem Druck von 320 psi auf die Teststreifen entsprach.
Nach Entfernung des Kupferlegierungsblechs von Hitze und Druck und Äquilibrierung wurden die Streifen jeweils von einem Teil des Blechs zurückgeschält, um die darunterliegende Oberfläche freizulegen. Eine visuelle Inspektion mit dem unbewaffneten Auge ergab für jeden Teststreifen keinen Rückstand. Die Oberfläche, die von dem TRM-6250-Band bedeckt war, wies jedoch eine rote Farbe auf. Im Gegensatz dazu zeigte die Oberfläche, die von dem Band aus Beispiel 7 bedeckt war, keine Verfärbung; sie hatte die gleiche Farbe wie die nicht mit dem Band versehene Oberfläche vor der Anwendung von Wärme und Druck.
Danach wurde die Oberflächenenergie der während der Anwendung von Wärme und Druck mit den beiden verschiedenen Bändern bedeckten Bereiche unter Verwendung von Stiften, die Flüssigkeiten mit Oberflächenspannungen im Bereich von 36 bis 48 dyn enthielten (erhältlich von Dyne Line LLC, Watertown, WI), evaluiert. Die Stifte wurden verwendet, um Linien über die nach dem Zurückschälen eines Abschnitts jedes Bands (nach Konditionierung mit Wärme und Druck) freiliegenden Oberflächen sowie eine nicht-konditionierte, nicht mit einem Band versehene Blechoberfläche zu ziehen. Es wurde beobachtet, dass alle Flüssigkeiten die Ausgangsblechoberfläche mindestens zwei Sekunden benetzten, was eine Blechoberflächenenergie von mindestens 48 dyn/Zentimeter² anzeigt. Das gleiche Ergebnis bis wurde für den mit dem Band aus Beispiel 7 bedeckten Bereich erhalten. Im Gegensatz dazu benetzten die Flüssigkeiten den von dem TRM-6250-Band bedeckten Bereich nicht, was eine Blechoberflächenenergie von weniger als 36 dyn/Zentimeter² anzeigt. Es ist bekannt, dass Silikon-Klebebänder einen (für das unbewaffnete Auge) unsichtbaren Rückstand hinterlassen, der nachteilige Auswirkungen auf nachfolgende Verarbeitungsschritte, wie Metallplattierungen, Löten usw. hat. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass das Band aus Beispiel 7 weniger Effekt auf die Oberflächenenergie der Bleche hatte als das TRM-6250-Band.
Beispiele 15–17 (zum Vergleich)
Beispiel 2 wurde mit den folgenden Änderungen wiederholt. Eine Polymerlösung von Isooctylacrylat: Acrylsäure/90:10 (w:w) wurde anstelle der Polymerlösung von Butylacrylat:Acrylsäure (AA)/98:2 verwendet. Es wurden verschiedene Mengen von Bisamid-Vernetzer-Lösung zugegeben, wie nachstehend in Tabelle 13 gezeigt. Die Proben wurden auf 1-Mil-Polyimidfolie aufgetragen und vor dem Test zwei Stunden bei 70°C gehärtet. Dann wurde die 180°-Winkel-Schälhaftfestigkeit bei einer Schälrate von 12 Inch/Minute (30,5 cm/Minute) gemessen. Nach Durchführung des Schälhaftfestigkeitstests wurde das Polyimidfoliensubstrat visuell mit dem unbewaffneten Auge auf Rückstand untersucht. Alle Proben hinterließen unannehmbare Niveaus von Rückstand am Rand nach Exposition gegenüber 180°C, 200°C bzw. 220°C für 30 Minuten. Die Ergebnisse sind nachstehend in den Tabellen 13 und 14 gezeigt.
Tabelle 13
Tabelle 14
Beispiele 18–20
Beispiel 2 wurde mit den folgenden Änderungen wiederholt. Zu einer Polymerlösung von Butylacrylat: Acrylsäure/98:2 (w:w) wurden gegeben: Bisamid-Vernetzer-Lösung, Klebrigmacher Foral^® 85 und/oder Weichmacher Pycal^® 94. Die Proben wurden auf 1 Mil (0,025 mm) dicke Polyimidfolie aufgetragen, 5 Minuten bei 200°C getrocknet und vor dem Test 48 Stunden bei 60°C gehärtet. Die Proben wurden haftend auf Glasscheiben aufgebracht und in einem Ofen 1,5 Stunden auf 180°C erhitzt. Die Proben wurden per Hand in einem Winkel von 180° mit einer Schälrate von ungefähr 12 Inch/Minute (30,5 cm/Minute) zurückgeschält. Sowohl die Glasoberfläche als auch das Polyimidfoliensubstrat wurden visuell mit dem unbewaffneten Auge auf Rückstand untersucht. Alle Proben schälten sauber ab und erhielten die Benotung "Bestanden". Die Ergebnisse sind in Tabelle 15 gezeigt.
Tabelle 15

Claims

Klebender Gegenstand, umfassend: (1) einen Träger und (2) eine Haftklebemittelzusammensetzung auf dem Träger, wobei die Zusammensetzung das Reaktionsprodukt von (A) einem Copolymer, das das Reaktionsprodukt von (a) einem (Meth)acrylatester eines nichttertiären Alkohols, in dem die Alkylgruppe zwischen 1 und 14 Kohlenstoffatome einschließlich enthält, dessen Homopolymer eine Glasübergangstemperatur von höchstens etwa 0°C aufweist, und (b) einem carbonsäurefunktionellen, ethylenisch ungesättigten Comonomer umfasst, und (B) einem Bisamid-Vernetzer der Formel:
wobei R¹ und R³ unabhängig voneinander aus H und C_nH_2n+1, wobei n eine ganze Zahl von 1 bis 5 ist, ausgewählt sind und R² für einen zweiwertigen Rest steht, der aus Benzeno (-C₆H₄-), substituiertem Benzeno, Triazin, CmH₂m, wobei m eine ganze Zahl von 1 bis 10 ist, und Kombinationen davon, ausgewählt ist, umfasst, wobei die relativen Mengen des Comonomers und des Vernetzers so gewählt sind, dass (i) das Verhältnis der Zahl der Amidgruppenäquivalente zur Zahl der Carbonsäuregruppenäquivalente mindestens 0,5 beträgt, wobei die Haftklebemittelzusammensetzung höchstens 10 Gew.-% eines Klebrigmachers und höchstens 2 Gew.-% eines Weichmachers enthält.
Klebender Gegenstand nach Anspruch 1, wobei das Verhältnis zwischen 0,5 und 1,3 einschließlich liegt.
Klebender Gegenstand nach Anspruch 1, wobei das Verhältnis zwischen 0,7 und 1,0 einschließlich liegt.
Klebender Gegenstand nach Anspruch 1, wobei das carbonsäurefunktionelle Comonomer aus Acrylsäure, Methacrylsäure und Kombinationen davon ausgewählt ist.
Klebender Gegenstand nach Anspruch 1, wobei der (Meth)acrylatester aus Butylacrylat, 2-Methylbutylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Isooctylacrylat, Laurylacrylat, n-Decylacrylat, 4-Methyl-2-pentylacrylat, Isoamylacrylat, sec-Butylacrylat, Isononylacrylat und Kombinationen davon ausgewählt ist.
Klebender Gegenstand nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem (Meth)acrylatester um Butylacrylat handelt.
Klebender Gegenstand nach Anspruch 1, wobei der Vernetzer 1,1'-Isophthaloyl-bis(2-methylaziridin) umfasst.
Klebender Gegenstand nach Anspruch 1, wobei die Menge an Comonomer zwischen 1 und 5 Gew.-% einschließlich, bezogen auf das Gesamtgewicht des Copolymers, liegt.
Klebender Gegenstand nach Anspruch 1, wobei die Menge an Comonomer zwischen 1 und 2,5 Gew.-% einschließlich, bezogen auf das Gesamtgewicht des Copolymers, liegt.
Klebender Gegenstand nach Anspruch 1, wobei die Menge an Comonomer zwischen 1,5 und 2,5 Gew.-% einschließlich, bezogen auf das Gesamtgewicht des Copolymers, liegt.
Klebender Gegenstand nach Anspruch 1, wobei die Alkylgruppe zwischen 4 und 14 Kohlenstoffatome enthält.
Haftklebemittelzusammensetzung, umfassend das Reaktionsprodukt von (A) einem Copolymer, das das Reaktionsprodukt von (a) einem (Meth)acrylatester eines nichttertiären Alkohols, in dem die Alkylgruppe zwischen 1 und 14 Kohlenstoffatome einschließlich enthält, dessen Homopolymer eine Glasübergangstemperatur von höchstens etwa 0°C aufweist, und (b) einem carbonsäurefunktionellen, ethylenisch ungesättigten Comonomer umfasst, und (B) einem Bisamid-Vernetzer der Formel:
wobei R¹ und R³ unabhängig voneinander aus H Und C_nH_2n+1, wobei n eine ganze Zahl von 1 bis 5 ist, ausgewählt sind und R² für einen zweiwertigen Rest steht, der aus der Gruppe bestehend aus Benzeno (-C₆H₄-), substituiertem Benzeno, Triazin, C_mH_2m, wobei m eine ganze Zahl von 1 bis 10 ist, und Kombinationen davon, ausgewählt ist, wobei die relativen Mengen des Comonomers und des Vernetzers so gewählt sind, dass (i) das Verhältnis der Zahl der Amidgruppenäquivalente zur Zahl der Carbonsäuregruppenäquivalente mindestens 0,5 beträgt, wobei die Haftklebemittelzusammensetzung höchstens 10 Gew.-% eines Klebrigmachers und höchstens 2 Gew.-% eines Weichmachers enthält.
Verfahren zum Schutz eines Substrats, umfassend: (A) Aufbringen eines klebenden Gegenstands auf das Substrat, wobei der klebende Gegenstand (1) einen Träger und (2) eine Haftklebemittelzusammensetzung auf dem Träger, umfasst, wobei die Zusammensetzung das Reaktionsprodukt von (a) einem Copolymer, das das Reaktionsprodukt von (i) einem (Meth)acrylatester eines nichttertiären Alkohols, in dem die Alkylgruppe zwischen 1 und 14 Kohlenstoffatome einschließlich enthält, dessen Homopolymer eine Glasübergangstemperatur von höchstens etwa 0°C aufweist, und (ii) einem carbonsäurefunktionellen, ethylenisch ungesättigten Comonomer umfasst, und (b) einem Bisamid-Vernetzer der Formel:
wobei R¹ und R³ unabhängig voneinander aus H und C_nH_2n+1, wobei n eine ganze Zahl von 1 bis 5 ist, ausgewählt sind und R² für einen zweiwertigen Rest steht, der aus Benzeno (-C₆H₄-), substituiertem Benzeno, Triazin, C_mH_2m, wobei m eine ganze Zahl von 1 bis 10 ist, und Kombinationen davon, ausgewählt ist, umfasst, wobei das Verhältnis der Zahl der Amidgruppenäquivalente zur Zahl der Carbonsäuregruppenäquivalente mindestens 0,1 beträgt, (B) Erhitzen des klebenden Gegenstands und des Substrats auf eine Temperatur im Bereich von 150°C bis 230°C und (C) sauberes Entfernen des klebenden Gegenstands vom Substrat nach Wärmeeinwirkung.
Verfahren nach Anspruch 13, umfassend das Erhitzen des klebenden Gegenstands und des Substrats über einen Zeitraum von mindestens 30 Minuten.