DE60318571T2

DE60318571T2 - Segmentierte härtbare transferbänder

Info

Publication number: DE60318571T2
Application number: DE60318571T
Authority: DE
Inventors: Larry A. Saint Paul MEIXNER; Leslie M. Saint Paul LEBOW; Susan C. Saint Paul NOE; Michael A. Saint Paul KROPP
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2002-05-28
Filing date: 2003-05-08
Publication date: 2009-01-08
Anticipated expiration: 2023-05-09
Also published as: ATE383410T1; CN1315965C; EP1507837A1; WO2003102102A1; KR20050012757A; AU2003249620A1; JP2005527691A; CN1656190A; DE60318571D1; EP1507837B1; US20030221770A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung betrifft segmentierte, härtbare Transferbänder. Insbesondere betrifft die Erfindung segmentierte, härtbare Transferbänder, zu denen eine Trägerbahn und ein härtbarer Klebevorläufer in Aussparungen gehören, die in die Bahn geprägt sind, um Segmente des härtbaren Klebevorläufers vorzusehen.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Transferbänder finden wegen der Vorteile, die gegenüber dem Spenden und Auftragen von Klebstoffen aus einer Tube oder einem Behälter geboten sind, beim Verhaften von zwei Substraten oder Oberflächen miteinander weitreichende Anwendung. Beim Gebrauch von Transferbändern ist es häufig erwünscht, Klebstoff auf das kleinere der zwei Substrate, wie etwa ein Teil, eine Komponente oder eine Befestigung, die verhaftet wird, zu übertragen. Häufig ist die Zielsetzung, so viel dieses Substrats wie möglich mit Klebstoff zu bedecken, um die Verhaftung zu steigern, den Klebstoff jedoch nicht über den Umfang dieses Substrats hinaus verlaufen zu lassen.
WO 93/05123 offenbart eine Bahn mit Aussparungen darin, die Haftkleber enthalten. Die Aussparungen in der Trägerbahn erhalten den Klebstoff bei der Handhabung und Lagerung in einem diskreten Muster und verhindern den seitlichen Fluss des Haftklebers.
Ein übliches Verfahren zum Erzielen der Übertragung von Klebstoff ist, den Klebstoff oder Klebstoff und Schutzfolie eines Transferbands derart in die Form der Oberfläche auszustanzen, dass der Klebstoff die kleiner der zwei Oberflächen, die verhaftet werden, gerade bedeckt. Der Ausstanzansatz ist trotz der Kosten und Schwierigkeiten des Schneidens und Registrierens mit dem Teil in der Industrie weit verbreitet. Ausstanzen wird schwieriger, wenn das Teil entweder an Komplexität zunimmt oder in der Größe erheblich reduziert ist. Zudem müssen ausgestanzte Transferbänder mit weichen (z. B. oligomeren) Klebstoffen mit niedrigem Molekulargewicht kurz nach dem Stanzen angewendet werden. Die Fähigkeit derartiger Klebstoffe zum Fließen nach dem Stanzen ermöglicht es ihnen, über den Schnitt zu wandern und sich zu einer fortlaufenden Klebstoffschicht umzuformen. Weiche Klebstoffe verunreinigen außerdem das Stanzinstrument und erfordern häufige Reinigung, wenn saubere Schnitte beständig erwünscht sind. Ferner muss das Ausstanzen von Transferbändern mit härtbaren Klebstoffen unter Bedingungen erfolgen, die ein vorzeitiges Härten verhindern.
Ein Alternativansatz ist, einen Klebstoff zu formulieren, der ohne weiteres über seine Stärke abschert. In diesem Fall ist der Klebstoff auf eine Trägerfolie beschichtet. Wenn die Oberfläche eines Teils oder einer Komponente auf die klebstoffbeschichtete Trägerfolie aufgetragen und davon getrennt wird, schert, d. h. reißt, der Klebstoff über seine Stärke ab, d. h. er reißt, wobei er den Klebstoff nur auf der Oberfläche des Teils oder der Komponente zurücklässt. Ein derartiges Transferband ist von 3M Company (3M) unter der Bezeichnung „Transfer Tape Product 909" erhältlich. Derartige Bänder sind im Allgemeinen auf Anwendungen begrenzt, die keine Hochleistungshaftung erfordern, beispielsweise als Montagehilfe für mechanische Befestigungselemente.
Ein weiteres Verfahren zum Aufbringen von Klebstoff nur auf die kleinere der zwei Oberflächen, die verhaftet werden, wie etwa ein Teil oder eine Komponente, ist, den Klebstoff in Segmente auf der Trägerbahn zu unterteilen. Wenn ein Teil in Berührung mit diesen Klebstoffsegmenten angeordnet und dann getrennt wird, werden nur die von dem Teil berührten Segmente auf das Teil übertragen. Bei derartigen Verfahren wird der Klebstoff durch herkömmliche Mittel wie etwa Rotationstiefdruck, Siebdruck oder intermittierende Extrusion einer Klebstoffschmelze auf einen Träger aufgebracht. Zusätzlich kann der Klebstoff mit nachfolgendem Schneiden und Abstreifen einer Klebstoffmatrix von der Bahn zum Vorsehen der im Wesentlichen nicht zusammenhängenden, erhöhten Haftklebersegmenten direkt auf eine Trägerbahn beschichtet werden. Die erhöhten Klebstoffsegmente können Punkte, Rauten, Sterne, Dreiecke oder Mischungen davon sein. Die segmentierten Klebstofftransferbänder können in einer automatisierten oder manuellen Spendervorrichtung benutzt sein.
Derartige segmentierte Klebstofftransferbänder nutzen Haftkleber, da ihre Haftfähigkeit zum Übertragen der Klebstoffsegmente von der Trägerbahn auf das Teil, das verhaftet wird, einfach durch Berührungsdruck erforderlich ist. Ferner ermöglicht diese Haftfähigkeit außerdem das nachfolgende Verhaften mit einem zweiten Substrat. Einer der vermerkten Mängel derartiger segmentierter Klebstofftransferbänder ist, dass beim Ausbilden des Klebstoffmusters auf der Trägerfolie für zahlreiche Haftkleber die Tendenz besteht, zu rutschen und seitlich zu fließen. Diese Problem ist verschärft, wenn gemusterte Klebstoffsegmente entweder eng beabstandet sind oder hohes Stärke/Breite-Verhältnis aufweisen. Nach dem Ablagern des Klebstoffmusters auf einer Trägerbahn ist es normale Praktik in der Ausgewogenheit der Herstellung, des Vertriebs und des Gebrauchs dieser Bänder, Bahnen des Bands zu stapeln oder das Band zu einer Rolle zu wickeln. Die Kraftwirkung auf die erhöhten, nicht zusammenhängenden Klebstoffsegmente ist derart, dass die Segmente eine Tendenz zur seitlichen Bewegung unter kalten Flussbedingungen, d. h. unter Umgebungsbedingungen, aufweisen, sodass eine fortlaufende Klebstofffolie unerwünscht ausgebildet ist.
Die Ausbildung auf Wunsch einer fortlaufenden Klebstoffhaftung nach der Übertragung auf ein Substrat wird schwieriger, wenn der Klebstoff zum Verhindern eines seitlichen Flusses bei der Handhabung und Lagerung unter Umgebungsbedingungen modifiziert oder ausgewählt ist. Dies ist so, weil dasselbe Klebstoffverhalten, das seitlichen Fluss bei der Handhabung und Lagerung verhindert, seitlichen Fluss und die Ausbildung einer fortlaufenden Haftung nach dem Aufbringen auf das Substrat verhindert. Angesichts der begrenzten Haftfestigkeit, die Haftklebern eigen ist, ist bevorzugt, dass, wenn Haftkleber in Benutzung sind, diese schließlich seitlich fließen und eine fortlaufende Schicht ausbilden, um die Haftfestigkeit zu maximieren. Beim Verhaften von kleinen Komponenten ist es erwünscht, dass die Klebstoffsegmente klein sind, denn je größer die Klebstoffsegmente sind, desto weiter verläuft der Klebstoff über den Umfang des Teils hinaus und schränkt letztendlich die Größe der Teile ein, für die das Band nützlich ist. Bei Bemühungen, diesen Schwierigkeiten gegenzuwirken und eine Ausgewogenheit zwischen den rivalisierenden Faktoren, eine fortlaufende Klebstoffhaftung zu schaffen, jedoch seitlichen Fluss des Klebstoffs vor dem Aufbringen zu verhindern, zu erhalten, sind Fachmänner auf dem technischen Gebiet Kompromisse bezüglich der Auswahl des Haftklebers, der Beabstandung zwischen Klebstoffsegmenten und der Höhe der Segmente eingegangen.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Es ist wünschenswert, ein segmentiertes, härtbares Klebevorläufer-Transferband bereitzustellen, das vorzeitigem Härten des Klebevorläufers widersteht, die Probleme im Zusammenhang mit dem Ausstanzen vermeidet und hohe Haftfestigkeit ohne die Probleme im Zusammenhang mit versuchtem Ausgleichen der rivalisierenden Faktoren, eine fortlaufende Klebstoffhaftung nach dem Aufbringen zu schaffen, jedoch seitlichen Fluss des Klebevorläufers vor dem Aufbringen zu verhindern, vorzusehen.
Es ist außerdem wünschenswert, ein segmentiertes, härtbares Klebevorläufer-Transferband bereitzustellen, das rasche Härtungszeiten nach dem Aufbringen des segmentierten, härtbaren Klebevorläufers auf ein Substrat vorsieht.
Im Allgemeinen betrifft die vorliegende Erfindung ein härtbares Transferband, zu dem eine Trägerbahn mit zwei gegenüberliegend parallelen Oberflächen gehört, wobei mindestens eine der Oberflächen eine Reihe Aussparungen darin und eine härtbare Klebevorläuferzusammensetzung in den Aussparungen zum Bereitstellen von Segmenten des härtbaren Klebevorläufers in den Aussparungen enthält.
Zudem betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Verhindern des vorzeitigen Härtens eines durch ein diffusionsfähiges Agens härtbaren Klebevorläufers, zu dem das Kontaktieren von mindestens einer Oberfläche des Klebevorläufers mit mindestens einer Oberfläche einer Trägerbahn mit zwei im Wesentlichen gegenüberliegend parallelen Oberflächen gehört, wobei die mindestens eine Oberfläche eine Reihe Aussparungen darin aufweist und die Trägerbahn von dem härtbaren Klebevorläufer abnehmbar ist.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Erhöhen der Härtungsgeschwindigkeit eines durch ein diffusionsfähiges Agens härtbaren Klebevorläufers, der auf ein Substrat aufgebracht ist. Zu dem Verfahren gehören die Schritte des Aufbringens eines Transferbands, zu dem eine Trägerbahn mit zwei gegenüberliegend parallelen Oberflächen gehört, auf ein Substrat, wobei mindestens eine der Oberflächen eine Reihe Aussparungen darin und eine härtbare Klebevorläuferzusammensetzung in den Aussparungen enthält, durch Kontaktieren der Klebevorläuferschicht mit dem Substrat und Abnehmen der Trägerbahn, wobei wahlweise ein zweites Substrat mit der härtbaren Vorläuferschicht kontaktiert wird, und des Härtens des härtbaren Klebevorläufers.
Mit der obigen Kurzdarstellung der vorliegenden Erfindung ist nicht beabsichtigt, jede offenbarte Ausführungsform oder jede Umsetzung der vorliegenden Erfindung zu beschreiben. Die Figuren und die folgende detaillierte Beschreibung erläutern diese Ausführungsformen genauer.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung ist unter Berücksichtigung der folgenden, detaillierten Beschreibung verschiedener Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen vollständiger verständlich.
Es zeigen:
1 eine schematische Querschnittansicht eines ersten härtbaren Klebevorläufer-Transferbands der vorliegenden Erfindung;
2 eine schematische Querschnittansicht eines zweiten härtbaren Klebevorläufer-Transferbands der vorliegenden Erfindung, zu dem eine Abdeckfolie gehört.
Während die Erfindung für verschiedene Modifikationen und alternative Ausbildungen empfänglich ist, sind Besonderheiten davon als Beispiel in den Zeichnungen gezeigt und werden detailliert beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass nicht beabsichtigt ist, die Erfindung auf die beschriebenen, besonderen Ausführungsformen zu beschränken. Vielmehr ist beabsichtigt, alle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen, die unter den Umfang und das Wesen der Erfindung fallen, zu erfassen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Der Ausdruck „diffusionsfähiges Agens bezieht sich, wie hierin benutzt, auf ein Agens, das infolge von Zufallsbewegung zur Ausbreitung imstande ist. Zu derartigen diffusionsfähigen Agenzien gehören beispielsweise Flüssigkeiten und Gase. Zu gasförmigen, diffusionsfähigen Agenzien gehören beispielsweise Wasserdampf, Ethylenoxid und Ammoniak. Zu flüssigen, diffusionsfähigen Agenzien gehört beispielsweise Wasser.
Der Ausdruck „härtbarer Klebevorläufer" bezieht sich, wie hierin benutzt, auf zwei Mineralarten. Zu einer Art härtbarem Klebevorläufer, durch diffusionsfähiges Agens härtbare Klebevorläufer, gehören Materialien, die auf Aussetzen einem diffusionsfähigen Agens hin härten. Zu der anderen Art härtbarem Klebevorläufer, durch Wärme oder Strahlung härtbare Klebevorläufer, gehören Materialien, die die auf Aussetzen von Wärme oder Strahlung hin härten. Der Ausdruck Strahlung, wie oben- und untenstehend benutzt, beinhaltet jegliche chemisch wirksame Strahlung, wie beispielsweise elektromagnetische Strahlung im UV- oder sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums und Elektronenstrahlung. In jedem Fall kann der härtbare Klebevorläufer zum Ausbilden eines Klebstoffs zur Reaktion gebracht werden, der imstande ist, beispielsweise zwei Substrate miteinander zu verhaften. Derartige härtbare Klebevorläufer erfahren eine irreversible Moduländerung nach dem Ausgesetztsein von einem diffusionsfähigen Agens, Wärme oder Strahlung und erreichen im Zeitablauf im Wesentlichen eine maximale Haftfestigkeit. Die Moduländerung erfolgt typischerweise aufgrund der Ausbildung von mindestens einer chemischen Bindung, beispielsweise einer kovalenten Bindung.
Der Ausdruck „Haftkleber" bezieht sich, wie hierin benutzt, auf eine Kategorie von Klebstoffen, die in lösungsmittelfreier Form auf Raumtemperatur aggressiv und permanent klebrig sind und auf bloßen Kontakt ohne Erfordernis von mehr als Finger- oder Handdruck fest an vielerlei unähnlichen Oberflächen anhaften. Sie erfordern keine Aktivierung durch ein diffussionsfähiges Agens, Hitze, Strahlung oder Lösungsmittel, um eine starke Hafthaltekraft auf derartige Materialien wie beispielsweise Papier, Kunststoff, Glas, Holz, Zement und Metall auszuüben. Sie weisen ein genügendes kohäsives Halten und eine genügend elastische Beschaffenheit auf, sodass sie trotz ihrer aggressiven Klebrigkeit mit den Fingern gehandhabt und von einer glatten Oberfläche entfernt werden können, ohne Rückstände zu hinterlassen.
Wie hierin offenbarte Transferbänder, zu denen eine Reihe Aussparungen und eine härtbare Klebevorläuferzusammensetzung gehören, sind zum Übertragen eines härtbaren Klebevorläufers auf ein Substrat nützlich, wonach der härtbare Klebevorläufer gehärtet werden kann, um seine maximale Haftfestigkeit zu erzielen. Der übertragene härtbare Vorläufer kann in diesem Fall das Erscheinungsbild einer gekerbten Klebefolie aufweisen. Die Aussparungen können als individuelle Taschen oder Behälter für den härtbaren Klebevorläufer wirken und ermöglichen, dass der Vorläufer in individuelle Segmente gemustert ist. Typischerweise gehören zu den Transferbändern der vorliegenden Erfindung härtbare Klebevorläufer, die nach dem Härten im Wesentlichen frei von Haftkleberkennzeichen sind. Eine Ausführungsform eines Transferbands 10 der vorliegenden Erfindung ist in 1 gezeigt. Das Band 10 ist aus einer flexiblen Trägerbahn 12 mit zwei gegenüberliegend parallelen Oberflächen gebildet, die zum Aufweisen mehrerer Aussparungen 14 auf einer Seite und einer flachen Oberfläche auf der Rückseite geprägt ist. Die Rückseite der geprägten Trägerbahn kann wahlweise mit einer Trennschicht 16 beschichtet sein. Zusätzlich kann die ausgesparte Vorderseite wahlweise mit einer Trennschicht 18 beschichtet sein. Ein härtbarer Klebevorläufer 20 ist unter Nutzung jeglicher von vielerlei, in der Technik bekannter Beschichtungstechniken, wie etwa beispielsweise Rakelstreichen oder Kokillenschlichte, in die Aussparungen beschichtet. Wenn das Band in Lagen gestapelt oder zu einer Rolle aufgewickelt ist und dann abgewickelt wird, verbleibt der härtbare Klebevorläufer in den Aussparungen 14 der geprägten Trägerbahn. Der größere Kontaktbereich zwischen dem härtbaren Vorläufer und den Aussparungen als zwischen dem Vorläufer und der flachen Rückseite der geprägten Bahn weist die Neigung auf zu bewirken, dass der Klebevorläufer in den Aussparungen verbleibt. Durch derartiges Auswählen der Trennschichten 16 und 18, dass die Beschichtung 16 einen geringeren Trennungsgrad als die Beschichtung 18 vorsieht, verbleiben die härtbaren Klebevorläufersegmente in den Aussparungen der geprägten Trägerbahn. Bei diesem Bau 10 des Bands wird der hartbare Klebevorläufer direkt von den Aussparungen der geprägten Trägerbahn auf ein Substrat übertragen, das gebunden werden soll, wie etwa beispielsweise ein Objekt oderein Teil. Die Übertragung des härtbaren Klebevorläufers von der geprägten Trägerbahn 12 auf ein Substrat kann durch Kontaktieren eines Substrats mit dem freigelegten härtbaren Klebevorläufer 20 und Druckausübung auf entweder das Substrat oder das Transferband in den Bereichen, wo die Übertragung des härtbaren Klebevorläufers gewünscht ist, ausgeführt werden. Druck kann auf beispielsweise die gesamte Oberfläche des Substrats oder auf ausgewählte Abschnitte des Substrats, beispielsweise mit einem Griffel, ausgeübt werden. Wenn die beiden getrennt werden, überträgt sich der härtbare Klebevorläufer 20 aus den Aussparungen 14 auf das Substrat. Der übertragene härtbare Klebevorläufer weist dann ein Muster auf, typischerweise aus beabstandeten härtbaren Klebevorläufersegmenten, das mit dem Muster der Aussparungen 14 übereinstimmt.
In der Ausführungsform von 1 können die Trennwerte (Abziehadhäsion, Dyn/cm) der Trennbeschichtungen 16 und 18 alternativ derart ausgewählt sein, dass sich nach dem Füllen der Aussparungen 14 der geprägten Trägerbahn 12 mit Klebevorläufer, Wickeln des Bands zu einer Rolle und folgendem Abwickeln der gemusterte härtbare Klebevorläufer 20 auf die flache Rückseite der geprägten Trägerbahn 12 überträgt. Die Aussparungen 14 in der geprägten Trägerbahn 12 sind nun im Wesentlichen unbesetzt von härtbarem Klebevorläufer. Der gemusterte härtbare Klebevorläufer kann dann durch Kontaktieren des freigelegten härtbaren Klebevorläufers 20 mit dem Substrat und dann Trennen des Artikels von der geprägten Trägerbahn 12 auf ein Substrat übertragen werden. Der härtbare Klebevorläufer 20 wird in jeglichem gegebenen Bereich, der durch gegenseitigen Druckkontakt definiert ist, von der flachen Rückseite der geprägten Trägerbahn auf das Substrat übertragen.
Eine Ausführungsform eines Transferbands 30 der vorliegenden Erfindung ist in 2 gezeigt. Das Band 30 ist aus einer flexiblen Trägerbahn 32 gebildet, das zum Aufweisen mehrerer Aussparungen 34 auf einer Seite und einer flachen Oberfläche auf der Rückseite geprägt ist. Wahlweise sind die Aussparungen 34 mit Trennbeschichtung 36 beschichtet. Wahlweise ist eine Abdeckfolie 38 mit Trennbeschichtung 40 beschichtet. Das Transferband 30 kann in Lagen gestapelt oder zu einer Rolle gewickelt sein. Die Trennschichten 36 und 40 sind derart ausgewählt, der härtbare Klebevorläufer 42, wenn die Abdeckfolie 38 von der geprägten Trägerbahn 32 entfernt wird, in den Aussparungen 34 verbleibt. Die Übertragung des härtbaren Klebevorläufers von der geprägten Trägerbahn 32 auf ein Substrat kann durch Kontaktieren eines Substrats mit dem freigelegten härtbaren Klebevorläufer 42 und Druckausübung auf entweder das Substrat oder das Transferband in den Bereichen, wo die Übertragung des härtbaren Klebevorläufers gewünscht ist, ausgeführt werden. Druck kann auf beispielsweise die gesamte Oberfläche des Substrats oder auf ausgewählte Abschnitte des Substrats, beispielsweise mit einem Griffel, ausgeübt werden. Wenn die beiden getrennt werden, überträgt sich der härtbare Klebevorläufer 42 aus den Aussparungen 34 auf das Substrat. Der übertragene härtbare Klebevorläufer weist dann ein Muster auf, typischerweise aus beabstandeten härtbaren Klebevorläufersegmenten, das mit dem Muster der Aussparungen 34 übereinstimmt.
In der Ausführungsform von 2 können die Trennwerte (Abziehadhäsion, Dyn/cm) der Trennbeschichtungen 36 und 40 alternativ derart ausgewählt sein, dass, wenn die Abziehfolie 38 von der geprägten Trägerbahn 32 entfernt ist, der gemusterte härtbare Klebevorläufer 42 von der geprägten Trägerbahn 32 auf die Abziehfolie 38 übertragen ist. Der härtbare Klebevorläufer wird dann von der Abziehfolie 38 auf ein Substrat übertragen.
Wie oben angegeben ist der härtbare Klebevorläufer ein Material, das nach dem Härten durch entweder ein diffussionsfähiges Agens oder Wärme oder elektromagnetische Strahlung einen Klebstoff ausbildet, der zum Binden imstande ist. Eine breitgefächerte Vielfalt beschichtbarer härtbarer Materialien ist bei der vorliegenden Anmeldung verwendbar. Die Viskosität derartiger Materialien sollte es ermöglichen, dass der Beschichtungsvorgang eine härtbare Klebevorläuferschicht mit den gewünschten Eigenschaften vorsieht, d. h. die Viskosität sollte niedrig genug sein, um eine im Wesentlichen vollständige Füllung der Aussparungen in der geprägten Trägerbahn zu ermöglichen. In einigen Fällen kann eine Schicht fortlaufenden härtbaren Klebevorläufers vorliegen, die die härtbaren Klebevorläufersegmente verbindet. Im Falle von durch ein diffussionsfähiges Agens härtbaren Klebevorläufern kann die Stärke dieser Schicht von fortlaufendem, durch ein diffussionsfähiges Agens härtbarem Klebevorläufer bezüglich der Stärke der gesamten Schicht von durch ein diffussionsfähiges Agens härtbarem Klebevorläufer mit den Klebstoffsegmenten ziemlich groß sein. Beispielsweise beträgt die Höhe der durch ein diffussionsfähiges Agens härtbaren Klebstoffsegmente über der Schicht von fortlaufendem, durch ein diffussionsfähiges Agens härtbarem Klebevorläufer mindestens 1 Prozent der Gesamtstärke der gesamten Schicht von durch ein diffussionsfähiges Agens härtbarem Klebevorläufer mit den Klebevorläufersegmenten. In anderen Beispielen beträgt die Höhe der durch ein diffussionsfähiges Agens härtbaren Klebstoffsegmente über der Schicht von fortlaufendem, durch ein diffussionsfähiges Agens härtbarem Klebevorläufer mindestens 10%, mindestens 33 Prozent oder mindestens 50% der Gesamtstärke der gesamten Schicht von durch ein diffussionsfähiges Agens härtbarem Klebevorläufer mit den Klebevorläufersegmenten. In einem weiteren Beispiel beträgt die Höhe der durch ein diffussionsfähiges Agens härtbaren Klebstoffsegmente über der Schicht von fortlaufendem, durch ein diffussionsfähiges Agens härtbarem Klebevorläufer mehr als 99% der Gesamtstärke der gesamten Schicht von durch ein diffussionsfähiges Agens härtbarem Klebevorläufer mit den Klebevorläufersegmenten. Die Leichtigkeit des Übertragens oder Abgebens nur von Abschnitten des härtbaren Vorläufers auf ein Substrat ist durch Minimieren der Stärke der Schicht von fortlaufendem, durch ein diffussionsfähiges Agens härtbarem Klebevorläufer bezüglich der Stärke der gesamten Schicht von durch ein diffussionsfähiges Agens härtbarem Klebevorläufer mit den Vorläufersegmenten ermöglicht.
Im Falle von durch Wärme oder chemisch wirksame Strahlung härtbaren Klebevorläufern sollte die Stärke dieser Schicht von fortlaufendem, durch Wärme oder chemisch wirksame Strahlung härtbarem Klebevorläufer bezüglich der Stärke der gesamten Schicht von durch Wärme oder chemisch wirksame Strahlung härtbarem Klebevorläufer mit den Klebevorläufersegmenten vorzugsweise ziemlich gering sein. Beispielsweise beträgt die Höhe der durch Wärme oder chemisch wirksame Strahlung härtbaren Klebevorläufersegmente über der Schicht von durch Wärme oder chemisch wirksame Strahlung härtbarem Klebevorläufer mindestens 33 Prozent oder mindestens 50 Prozent der Gesamtstärke der gesamten Schicht von durch Wärme oder chemisch wirksame Strahlung härtbarem Klebevorläufer mit den Klebevorläufersegmenten. In einem weiteren Beispiel ist die Höhe der durch Wärme oder chemisch wirksame Strahlung härtbaren Klebevorläufersegmente über der Schicht von fortlaufendem, durch Wärme oder chemisch wirksame Strahlung härtbarem Klebevorläufer größer als 99 Prozent der Gesamtstärke der gesamten Schicht von durch Wärme oder chemisch wirksame Strahlung härtbarem Klebevorläufer mit den Klebevorläufersegmenten.
Durch ein diffussionsfähiges Agens härtbare Klebevorläufer
Zu geeigneten Materialien, die als durch ein diffussionsfähiges Agens härtbare Klebevorläufer nützlich sind, gehören jene, die zum Herstellen einer härtbaren Zusammensetzung benutzt werden können, die nach Aussetzen von Fluiden, wie etwa Flüssigkeiten und Gasen, beispielsweise Wasserdampf, Ethylenoxid, Ammoniak und Wasser, härtet. Durch ein diffussionsfähiges Agens härtbare Klebevorläufer, die nach Aussetzen von Feuchtigkeit, wie etwa atmosphärischer Feuchtigkeit, oder Wasser härten, werden typischerweise als feuchtigkeitshärtende Materialien bezeichnet. Zu geeigneten feuchtigkeitshärtenden Materialien gehören isocyanatbeendete Urethane, silanhaltige Urethane, silanbeendete Urethane und jegliche Kombination davon sowie RTV-Silikon.
Urethanmaterialien
Der Ausdruck „Urethanmaterialien" betrifft, wie hierin benutzt, Polymere und Vorpolymere, die aus dem Reaktionsprodukt einer Verbindung, die mindestens zwei Isocyanatgruppen, hierin als „Isocyanate" bezeichnet, enthält, und einer Verbindung, die mindestens zwei atomaren Wasserstoff enthaltende Gruppen enthält. Zu Beispielen für atomaren Wasserstoff enthaltende Gruppen gehören primäre Alkohole, sekundäre Alkohole, Phenole und Wasser; primäre und sekundäre Amine (die mit dem Isocyanat zum Ausbilden einer Harnstoffbindung reagieren); und silanolhaltige Materialien. Eine breitgefächerte Vielfalt von isocyanatbeendeten Materialien und zweckdienlichen Reaktionspartnern ist allgemein bekannt, und viele sind handelsüblich (siehe beispielsweise Gunter Oertel, „Polyurethane Handbook", Hanser Publishers, München (1985)).
In einer Ausführungsform können lagerungsbeständige härtbare Klebevorgängerschichten auf Grundlage von Urethanmaterialien eingesetzt sein. Diese sind unter Benutzung von entweder einem Isocyanat oder einer atomaren Wasserstoff enthaltenden Verbindung bereitgestellt, die neutralisiert ist. Der Ausdruck „neutralisiert" bezieht sich, wie hierin benutzt, auf eine Verbindung, die derart mit einer zweiten Verbindung (d. h. „Neutralisierungsgruppe") zur Reaktion gebracht wurde, dass ihre reaktive Funktionalität bis zu dem Zeitpunkt nicht verfügbar ist, zu dem die Neutralisierungsgruppe beseitigt wird, beispielsweise durch Erhitzen, oder durch weitere Reaktion, wie etwa mit Wasser. Zu Beispielen für neutralisierte Isocyanate gehören jene, die mit Reaktionspartnern wie Phenol, Methylethylketoxim und ε-Caprolaktam zur Reaktion gebracht wurden. Zu Beispielen für neutralisierte, atomaren Wasserstoff enthaltende Verbindungen gehören aldehyd- oder ketonneutralisierte Amine (als Ketimine bekannt); aldehydneutralisierter Aminoalkohol (als Oxazolidine bekannt); und Amine, die mit einem Salz, wie etwa Natriumchlorid, komplexiert wurden.
Wenn neutralisierte Isocyanate benutzt sind, gehören zu Beispielen für geeignete Reaktionspartner Polyetherpolyole wie etwa Poly(oxypropylen)glykole, mit Ethylenoxid gecappte Poly(oxypropylen)glykole und Poly(oxytetramethylen)glykole; Diaminoply(oxypropylen)glykole; aromatische aminbeendete Poly(propylenether)glykole; gepfropfte Styrolacrylonitril-Polyole; Poly(oxyethylen)polyole; Polyesterpolyole wie etwa Polyglykoladipate, Polyethylenterephtalatpolyole und Polycaprolactonpolyole; Polybutadienpolyole, hydrierte Polybutadienpolyole, Polythioetherpolyole, Silikoncarbinolpolyole, Polybutylenoxidpolyole, Acrylpolyole, carboxyfunktionelle Polypropylenoxidpolyole, carboxyfunktionelle Polyesterpolyole; und aromatisches aminbeendetes Poly(tetrahydrofuran). Zu geeigneten Urethanharzen gehören neutralisierte Urethane, wie etwa jene, die unter der Handelsbezeichnung „Adeka Resin QR-9276" bei Asahi Denka Kogyo K.K. Tokio, Japan, erhältlich sind, und urethanmodifizierte Epoxide wie jene, die unter der Handelsbezeichnung „Rutapox VE 2306" bei Rutgers Bakelite GmbH, Duisburg, Deutschland, erhältlich sind.
Zu nützlichen, durch ein diffussionsfähiges Agens härtbaren Klebevorläufern gehören Polyurethan-Vorpolymere wie etwa gepfropfte Polyurethan-Vorpolymere. Zu derartigen Polyurethan-Vorpolymeren gehört beispielsweise das Reaktionsprodukt Polyols, Polyisocyanats und eines optionalen Makromonomers und eines optionalen Silanreagens. Zu dem gepfropften Polyurethan-Vorpolymer gehört ein Polyurethan-Gerüst mit mindestens einer Makromerseitenkette, die kovalent daran gebunden oder gepfropft ist. Der Ausdruck „Makromer" bedeutet ein Oligomer, das eine Endgruppe mit zwei Hydroxygruppen trägt und mit Monomeren zum Ausbilden von Pfropfpolymeren mit seitenständigen, vorgeformten Polymerketten copolymerisieren kann. Der Ausdruck „Vorpolymer" bedeutet, dass das Polyurethangerüst durch mindestens eine feuchtigkeitsreaktionsfähige Gruppe beendet ist, wie etwa beispielsweise eine Isocyanatgruppe (NCO) oder eine Silangruppe (SiY₃). In einem Beispiel enthält das gepfropfte Polyurethan-Vorpolymer ein NCO-Ende und ist durch Reagieren mit einem oder mehreren Makromonomer(en), die eine Endgruppe mit zwei Hydroxygruppen tragen, einem oder mehreren Polyol(en) und einem Überschuss von einem oder mehreren Polyisocyanat(en) hergestellt.
Das Makromonomer kann durch folgende Formel beschrieben werden: A-X-B Struktur 1wobei A Wasserstoff oder ein Fragment eines Initiators ist, B Wasserstoff, ein Fragment eines Kettenübertragungsmittels oder eine von einem Capping-Agens abstammende Gruppe ist, das zum Erbringen von endenden Dihydroxygruppen zur Reaktion gebracht wurde, unter dem Vorbehalt, dass A und B nicht gleich sind und nur eines von A oder B eine Endgruppe mit zwei Hydroxygruppen; und zu X polymerisierte Einheiten von mindestens einem Monomer gehören, das von atomaren Wasserstoff enthaltenden Gruppen frei ist.
Zu dem Makromonomer gehören polymerisierte Einheiten einer breitgefächerten Vielfalt von Monomeren, und es kann kristallin oder amorph sein. Wenn das Makromonomer amorph ist, dann ist bevorzugt, dass das Polyol kristallin ist. Umgekehrt ist, wenn das Polyol amorph ist, das Makromonomer vorzugsweise kristallin. Es ist außerdem bevorzugt, dass die polymerisierten Einheiten des Makromonomers im Wesentlichen aus (Meth)acrylatmonomeren bestehen.
Das Polyol, das zum Herstellen des Vorpolymers der Erfindung benutzt ist, kann kristallin oder amorph sein. Wenn das Makromonomer amorph ist, ist das Polyol jedoch vorzugsweise kristallin. Umgekehrt ist, wenn das Polyol amorph ist, das Makromonomer vorzugsweise kristallin. Weiter bevorzugt ist das Makromonomer kristallin und sind Mischungen von amorphen und kristallinen Polyolen verwendet, um größere Flexibilität beim Zuschneiden der Endeigenschaften der Zusammensetzung zuzulassen. Im Allgemeinen versieht die Verwendung von kristallinen Polyolen das Polyurethan-Gerüst mit kristallinen Segmenten, die zu den resultierenden Eigenschaften (beispielsweise Heißschmelzhaftkraft) des gepfropften Polyurethan-Vorpolymers beitragen können.
Zu Beispielen für nützliche kristalline Polyole für die Erfindung gehören Polyoxyalkylen-Polyole, deren Alkylenanteil eine offene gerade Kette wie etwa Poly(oxyethylen)diol und Poly(oxytetramethylen)diol ist; Polyesterpolyole, die die Reaktionsprodukte von Polyol(en) mit von 2 bis ungefähr 12 Methylengruppen und Polykarbonsäure(n) mit von 2 bis ungefähr 12 Methylengruppen sind; und Polyesterpolyole, die durch ringöffnende Polymerisierung von Lactonen wie etwa ε-Caprolacton hergestellt sind; und Mischungen davon. Zu zusätzlichen nützlichen amorphen hydroxyfunktionellen Materialien, die bei der vorliegenden Erfindung nützlich sind, gehören außerdem jene Reaktionsprodukte von Polyoxyethylenglykol, Polyoxypropylenglykol, 1,2-Polyoxybutylenglykol, 1,4-Polyoxybutylenglykol, die mit Ethylenoxid gecapped oder copolymerisiert sind. Das Polyetherglykol kann das Reaktionsprodukt von beispielsweise mit Ethylenoxid copolymerisiertem Propylenoxid sein, oder jene Verbindungen, die Homopolymere oder Vorpolymere sind, welche aus einer oder mehr Ingredienzien ausgebildet sind, zu denen Ethylenoxid, Propylenoxid, 1,2-Butylenoxid, 1,4-Butylenoxid und Mischungen davon gehören. Diese Materialien können eine Zufalls- oder Blockgestaltung aufweisen. Der Zahlenmittelwert des Molekulargewichts des resultierenden Polyetherpolyols liegt im Bereich von ungefähr 1000 bis ungefähr 8000 g/mol und im Allgemeinen von ungefähr 2000 bis ungefähr 4000 g/mol. Zu bevorzugten kristallinen Polyolen gehören Poly(oxytetramethylen)diol, Polyhexamethylenadipatdiol (durch Reagieren eines Überschusses von 1,6-Hexamethylendiol und Adipinsäure hergestellt), Polyhexamethylensebacatdiol (durch Reagieren eines Überschusses von 1,6-Hexamethylendiol und Sebacinsäure hergestellt) und Polyhexamethylendodecandioatdiol (durch Reagieren eines Überschusses von 1,6-Hexamethylendiol und Dodecandisäure hergestellt). Zu Beispielen für handelsübliche kristalline Polyole gehören beispielsweise Polyol(oxytetramethylen)polyole, die unter dem Handelsnamen TERATHANE (bei E. I. duPont de Nemours & Co erhältlich) erwerbbar sind, Polyesterpolyole, die unter dem Handelsnamen LEXOREZ (erhältlich bei Inolex Chemical Co.), RUCOFLEX (erhältlich bei Ruco Polymer Corp.) und FORMREZ (erhältlich bei Witco Chemical Co.) erwerbbar sind, und Polycaprolacton-Polyole, die unter dem Handelsnamen TONE (erhältlich bei Union Carbide) erwerbbar sind.
Zu Beispielen für nützliche amorphe Polyole für die Verwendung bei der Erfindung gehören Polyoxyalkylenpoyole, deren Alkylenanteil verzweigtes Alkylen wie etwa Poly(oxypropylen)diol und Poly(oxybutylen)diol ist; aliphatische Polyole wie etwa Poly(butadien)diol, hydriertes Poly(butadien)diol und Poly(ethylen-butylen)diol; Polyesterpolyole, die bei Reaktionen zwischen und/oder unter den folgenden Diolen und zweibasigen Säuren ausgebildet werden: Neopentyldiol, Ethylendiol, Propylendiol, 1,4-Butandiol, 1,6-Hexanediol, Adipinsäure, Orthophtalsäure, Isophthalsäure und Terephthalsäure; und Mischungen davon. Vorzugsweise ist das amorphe Polyol glasig oder flüssig auf Raumtemperatur und weist eine T_g unter oder gleich 50°C, weiter bevorzugt unter oder gleich 30°C auf. Zu bevorzugten amorphen Polyolen gehören Poly(oxypropylen)diol; Poly(oxybutylen)diol; und Poly(ethylen-butylen)diol. Zu Beispielen für handelsübliche amorphe Polyole gehören z. B. Poly(oxypropylen)diole, die unter dem Handelsnamen ARCOL wie etwa ARCOL 1025 und 2025 (erhältlich bei Arco Chemical Co.) erwerbbar sind; Poly(oxybutylen)diole, die unter dem Handelsnamen POLYGLYCOL wie etwa B100-2000 (erhältlich bei Dow Chemical Co.) erwerbbar sind; und Poly(ethylen-butylen)diole, die als HPVM 2201 (erhältlich bei Shell Chemical Co.) erwerbbar sind.
Zu anderen nützlichen Polyolen gehören Polyetherdiolester wie beispielsweise Diethylenglykoladipat und Dipropylenglykoladipat und jene, die von C₃₆ Dimerdiolen und Dimersäuren abstammen, wie etwa Dimer-Säure-basierte Polyesterpyole (z. B. „PRIPOL" und „PRIPLAST", erhältlich bei Uniquema, Wilmington, DE, USA).
Der Ausdruck „Polyisocyanate" bezieht sich auf Materialien mit zwei oder mehr -NCO-Gruppen. Zu nützlichen Polyisocyanaten für die vorliegende Erfindung gehören organische, aliphatische, cycloaliphatische und aromatische Isocyanatverbindungen. Vorzugsweise sind sie aromatische Isocyanate wie etwa Diphenylmethan-2,4'-diisocyanat und/oder Diphenylmethan-4,4'diisocyanat (MDI); Toluylen-2,4-diisocyanat und -2,6-diisocyanat (TDI) und Mischungen davon. Zu anderen Beispielen für Isocyanate gehören: Naphthylen-1,5-diisocyanat; Triphenylmethan-4,4',4''-triisocyanate; 2,4 (oder 2,4/2,6) Toluoldiisocyanat; 1,4-Phenylendiisocyanat; 4,4'-Cyclohexylmethandiisocyanat (H₁₂MDI); Hexamethylen-1,6-diisocyanat (HDI); Isophorondiisocyanat (IPDI); Tetramethylxyloldiisocyanat; und Xyloldiisocyanat. Von diesen ist MDI bevorzugt. Eine Auflistung nützlicher, handelsüblicher Polyisocyanate ist in der Encyclopedia of Chemical Technology, Kirk-Othmer, 4. Ausgabe, Band 14, S. 902 bis 925, John Wiley & Sons, New York (1995) zu finden.
Nützliche Silanreagenzien zum Herstellen silanfunktioneller Vorpolymere aus NCO-beendeten Vorpolymeren könnten amin-, hydroxy- oder thiolfunktionell sein. Im Allgemeinen weisen sie die Formel RSiY₃ auf, wobei: R eine Kohlenwasserstoffgruppe (z. B. eine Alkyl-, Alkenyl-, Aryl- oder Alkarylgruppe) mit primärer oder sekundärer Amin-, Hydroxy- oder Thiolfunktionalität ist; und Y eine einwertige Heteroalkyl- oder Arylgruppe ist, wie etwa eine Dialkylketoxaminogruppe (z. B. Methylethylketoxamino, Dimethylketoxamino oder Diethylketoxamino), Alkoxygruppe (z. B. Methoxy, Ethoxy oder Butoxy), Alkenoxygruppe (z. B. Isopropenoxy), Acylgruppe (z. B. Acetoxy), Alkamidgruppe (z. B. Methylacetatamid oder Ethylacetatamid) oder Arylamidgruppe (z. B. Benzamid).
Besonders bevorzugte Silanreagenzien sind Dialkylketoaminosilane, da sie eine gute Lagerbeständigkeit aufweisen und nach dem Härten keine schädlichen Nebenprodukte ausbilden. Zu Beispielen gehören 3-Aminopropyltris(methylethylketoxim)silan und (3-Aminopropyl)trialkoxysilan.
Silanbeendete Vorpolymere können außerdem unter Benutzung eines Ein-Schritt-Verfahrens Reagieren von einem oder mehr dihydroxyfunktionellen Makromonomer(en), einem oder mehr Polyol(en), einem oder mehr Polyisocyanat(en) und einem oder mehr isocyanatbeendeten Silan(en). Zu isocyanatbeendeten Silanen gehören Isocyanatoalkylsilane wie etwa (3-Isocyanatopropyl)trialkoxysulane, darunter (3-Isocyanatopropyl)trithoxysilan, (3-Isocyanatopropyl)trimethoxysilan usw. Ein handelsübliches Material ist Isocyanatopropyltriethoxysilan, erhältlich bei Silar Laboratories (Scotia, N.Y., USA).
Gepfropfte Polyurethan-Vorpolymere können durch in der Technik bekannte Verfahren hergestellt werden. Typischerweise werden die Komponenten auf erhöhter Temperatur unter Nutzung von herkömmlichen Mischverfahren gemischt. Es ist bevorzugt, die Komponenten unter wasserfreien Bedingungen zu mischen, um vorzeitiges Feuchtigkeitshärten zu vermeiden. Im Allgemeinen werden die Vorpolymere ohne die Benutzung von Lösemitteln hergestellt.
Zum Herstellen von NCO-beendeten Vorpolymeren sollten die Isocyanat-Äquivalente in einer Menge in dem Reaktionsgemisch vorhanden sein, die größer als die der Hydroxy-Äquivalente ist. Das Äquivalenzverhältnis von Isocyanat- zu Hydroxygruppen sollte mindesten 1,2/1, weiter bevorzugt 1,2/1 bis 10/1, besonders bevorzugt 1,5/1 bis 2,2/1 betragen.
Weitere Beispiele für Polyurethan-Vorpolymere, die bei der praktischen Anwendung der Erfindung nutzbar sind, sind in der US-Patentschrift Nr. 5,908,700 beschrieben, welche hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
Durch Wärme oder chemisch wirksame Strahlung härtbare Klebevorläufer
Durch Wärme oder chemisch wirksame Strahlung härtbare Klebevorläufer der vorliegenden Erfindung sind nach Aussetzen von Wärme oder Strahlung, wie etwa z. B. chemisch wirksamer Strahlung, typischerweise zum Vernetzen imstande. Derartige Materialien sind hierin als „wärmehärtend" bezeichnet. Der Ausdruck „Material" bezieht sich, wie hierin benutzt, auf Monomere, Oligomere, Vorpolymere und/oder Polymere. Der durch Wärme oder chemisch wirksame Strahlung härtbare Klebevorläufer erfährt nach der Ausübung von Wärme typischerweise eine anfängliche Viskositätsabnahme, die das Befeuchten des Substrats fördert und die Haftung erhöht und eine Härtereaktion bewirkt. Nach der Ausübung von Wärme oder chemisch wirksamer Strahlung, die zum Erzielen des Härtens ausreicht, wird ein härtbares Material hierin als gehärtet bezeichnet. Sobald sie sich im gehärteten Zustand befinden, werden derartige Materialien hierin als „wärmegehärtet" bezeichnet. Chemisch wirksame Strahlung kann zum Ingangsetzen oder Vervollständigen des Härtens benutzt sein. Zu geeigneten wärmehärtenden Materialien gehören epoxidhaltige, cyanatesterhaltige oder bismaleimidhaltige Materialien sowie Kombinationen davon sein.
Epoxide
Zu geeigneten Epoxiden gehören jene, die mindestens zwei Epoxidgruppen enthalten. Derartige Verbindungen können gesättigt oder ungesättigt, aliphatisch, aromatisch oder heterozyklisch sein, oder sie können Kombinationen davon umfassen. Geeignete Epoxide können auf Raumtemperatur flüssig oder fest sein.
Verbindungen, die mindestens zwei Epoxidgruppen enthalten, sind bevorzugt. Es kann eine Kombination von Epoxidverbindungen eingesetzt sein, und ein Epoxid mit einer Funktionalität von weniger als zwei kann in einer Kombination benutzt werden, solange die Gesamtepoxidfunktionalität der Mischung mindestens zwei ist. Zu den Polymerepoxiden gehören lineare Polymere mit Epoxidendgruppen (z. B. ein Diglycidylether einer Polyoxyalkylengruppe), Polymere mit Oxiranskeletteinheiten (z. B. Polybutadienpolyepoxide) und Polymere mit seitenständigen Epoxidgruppen (z. B. Glycidylmethacrylatpolymer oder -Vorpolymer). Es fällt außerdem in den Anwendungsbereich dieser Erfindung, ein Material mit Funktionalität zusätzlich zur Epoxidfunktionalität zu benutzen, die jedoch mit der Epoxidfunktionalität im Wesentlichen nicht reagierend ist, beispielsweise ein Material, das sowohl Epoxidals auch Acrylfunktionalität enthält.
Eine breitgefächerte Vielfalt handelsüblicher Epoxide ist erhältlich und im „Handbook of Epoxy Resins" von Lee und Neville, McGraw Hill Book Company, New York, USA (1967) und in „Epoxy Resin Technology" von P.F. Bruins, John Wiley & Sons, New York, USA (1967) und in „Epoxy Resins: Chemistry and Technology", 2. Ausgabe von C.A. May, Ed., Marcel Dekker, Inc., New York, USA (1988) aufgelistet. Zu aromatischen Polyepoxiden (d. h. Verbindungen, die mindestens eine aromatische Ringstruktur, z. B. einen Benzolring, und mindestens zwei Epoxidgruppen enthalten), die in der vorliegenden Erfindung benutzbar sind, gehören die Polyglycidylether von mehrwertigen Phenolen, wie etwa Bisphenol-A oder Bisphenol F Harzen und ihren Derivaten, aromatische Polyglycidylamine (z. B. Polyglycidylamine von Benzenaminen, Benzendiaminen, Naphthylenaminen oder Naphthylendiaminen), Polyglycidylether von Phenolformaldehydresol oder Novolak-Harzen; Resorcindiglycidylether; Polyglycidylderivate von Fluoren-Harzen; und Glycidylester von aromatischen Karbonsäuren, z. B. Phthalsäure-Diglycidylester, Isophthalsäure-Diglycidylester, Trimellitsäure-Triglycidylester und Pyromellitsäure-Tetraglycidylester und Mischungen davon. Nützliche aromatische Polyepoxide sind die Polyglycidylether von mehrwertigen Phenolen, wie etwa die Reihe von Diglycidylethern von Bisphenol-A (beispielsweise jene, die unter den Handelsbezeichnungen „EPON 828", „EPON 1004", „EPON 1001f", „EPON 825" und „EPON 826", erhältlich bei Resolution Performance Productions, Houston, Texas, USA, erhältlich sind; und „DER-330", „DER-331", „DER-332" und „DER-334", erhältlich bei Dow Chemical Company, Midland, Michigan, USA); Diglycidylether von Bisphenol-F (z. B. jene unter der Handelsbezeichnung EPON „Resin 862", erhältlich bei Resolution Performance Productions, Houston, Texas, USA; und „ARALDITE GY 281, GY 282, GY 285, PY 306 und PY 307", erhältlich bei Vantico, Brewster, New York, USA); und Polyglycidylether von Phenol-Formaldehyd-Novolak (z. B. mit der Handelsbezeichnung „DEN-431" und „DEN-438", erhältlich bei Dow Chemical Company, Midland, Michigan, USA). Der Ausdruck „Derivat", wie hierin mit Bezug auf durch Wärme oder Strahlung härtbare Materialien benutzt, bezieht sich auf ein Basismolekül mit zusätzlichen Substituenten, die die Härtungsreaktion des Basismoleküls nicht beeinträchtigen.
Zu Beispielen für nützliche mono-, di- und multifunktionelle Glycidyletherharze gehören unter anderem „XB 4122", „MY0510", „TACTIX 556" und „TACTIX 742", erhältlich bei Vantico, Brewster, New York, USA; und „EPON 1510", „HELOXY Modifier 107" und „HELOXY Modifier 48", erhältlich bei Resolution Performance Productions, Houston, Texas, USA.
Zu repräsentativen aliphatischen, zyklischen Polyepoxiden (d. h. zyklischen Verbindungen, die einen oder mehr gesättigte carbocyclische Verbindung(en) und mindestens zwei Epoxydgruppen enthalten, außerdem als alizyklische Verbindungen bekannt), die in der vorliegenden Erfindung nützlich sind, gehört die Reihe von alizyklischen Epoxiden, die bei Dow Chemical, Midland, Michigan, USA, unter der Handelsbezeichnung „ERL", wie etwa Vinylcyclohexendioxid („ERL-4206"), 3,4-Epoxycyclohexylmethyl-3,4-Epoxycyclohexancarboxylat („ERL-4221"), 3,4-Epoxy-6-Methylcyclohexylmethyl-3,4-Epoxy-6-Methylcyclohexancarboxylat („ERL-4201"), bis (3,4-Epoxy-6-Methylcyclohexylmethyl)adipat („ERL 4289") und Dipentendioxid („ERL-4269") erwerbbar sind.
Zu repräsentativen aliphatischen Polyepoxiden (d. h. Verbindungen, die keine carbocyclischen Ringe und mindestens zwei Epoxydgruppen enthalten) gehören 1,4- bis (2,3-Epoxypropoxy)butan, Polyglycidylether von aliphatischen Polyolen wie etwa Glycerol, Polypropylenglycol, 1,4-Butandiol und dergleichen, der Diglycidylester von Linolsäure-Dimer, epoxidiertes Polybutadien (beispielsweise jene, die unter der Handelsbezeichnung „OXIRON 2001" bei FMC Corp., Philadelphia, Pennsylvania, USA, oder „Poly bd" bei Elf Atochem, Philadelphia, Pennsylvania, USA, erhältlich sind), epoxidierte aliphatische Polyurethane und Epoxidsilikone, z. B. Dimethylsiloxane mit cycloaliphatischen Epoxid- oder Glycidylethergruppen.
Zu Beispielen für geeignete epoxidbasierte, härtbare Materialien, die in Folienform handelsüblich sind, gehören jene, die bei Minnesota Mining and Manufacturing Company („3M"), St. Paul, MN, USA, unter der Handelsbezeichnung „3M Scotch-Weld Structural Adhesive Film" erhältlich sind, darunter jene mit den folgenden „AF"-Bezeichnungen: „AF 42", „AF 111", „AF 126-2", „AF 163-2", „AF 3109-2", „AF 191", „AF 2635", „AF 3002", „AF 3024" und „AF 3030FST".
Cyanatester-Materialien
Geeignete Cyanatester-Materialien (Monomere und Oligomere) sind jene mit zwei oder mehr -O-C≡N Funktionsgruppen, darunter jene, die beispielsweise in der US-Patentschrift 5,143,785 beschrieben sind.
Zu Beispielen für geeignete Cyanatesterverbindungen gehören folgende: 1,3- und 1,4-Dicyanatobenzen; 2-tert-Butyl-1,4-Dicyanatobenzen; 2,4-Dimethyl-1,3-Dicyanatobenzen; 2,5-di-tert-Butyl-1,4-Dicyanatobenzen; Tetramethy-1,4-Dicyanatobenzen, 4-Chloro-1,3-Dicyanatobenzen; 1,3,5-Tricyanatobenzen; 2,2- oder 4,4-Dicyanatobiphenyl; 3,3',5,5',-Tetramethyl-4,4',-Dicyanatobiphenyl; 1,3-, 1,4-, 1.5-, 1,6-, 1,8-, 2,6- oder 2,7-Dicyanatonaphthalen; 1,3,6-Tricyanatonaphthalen; bis (4-Cyanatophenyl)methan; bis(3-Chloro-4-Cyanatophenyl)methan; bis(3,5-Dimethyl-4Cyanatophenyl)methan; 1,1-bis(4-Cyanatophenyl)ethan; 2,2-bis(4-Cyanatophenyl)propan; 2,2-bis(3,5-Dibromo-4-Cyanatophenyl)propan; 2,2-bis/4-Cyanatophenyl)-1,1,1,3,3,3-Hexafluoropropan; bis (4-Cyanatophenyl)ether; bis(4-Cyonatophenoxyphenoxy)benzen; bis(4-Cyanatophenyl)keton; bis(4-Cyanatophenyl)thioether; bis(4-Cyanatophenyl)sulfon; tris(4-Cyanatophenyl)phosphit; und tris(4-Cyanatophenyl)phosphat. Polycyanatverbindungen, die durch Reagieren eines Phenol-Formaldehyd-Vorkondensats mit einem halogenierten Cyanid erzielt sind, sind außerdem geeignet.
Zu anderen geeigneten Materialien gehören beispielsweise von Phenolharzen abstammende Cyansäureester, wie in der US-Patentschrift Nr. 3,962,184 beschrieben, von Novolak-Harzen abstammende cyanierte Novolak-Harze, wie in der US-Patentschrift Nr. 4,022,755 beschrieben, von Bisphenol-Polycarbonatoligomeren abstammende cyanierte Bisphenol-Polycarbonatoligomere, wie in der US-Patentschrift Nr. 4,026,913 beschrieben, cyanatobeendete Polyarylenester, wie in der US-Patentschrift Nr. 3,595,900 beschrieben, von Orthowasserstoffatomen freie Dicyanatester, wie in der US-Patentschrift Nr. 4,740,584 beschrieben, Mischungen von Di- und Tricyanaten, wie in der US-Patentschrift Nr. 4,709,008 beschrieben, polyaromatische Cyanate, die polyzyklische aliphatische Kohlenwasserstoffe enthalten, wie in der US-Patentschrift Nr. 4,528,366 beschrieben, Fluorkohlenstoffcyanate, wie in der US-Patentschrift Nr. 3,733,349 beschrieben, und andere Cyanatzusammensetzungen, wie in den US-Patentschriften Nr. 4,195,132 und 4,116,946 beschrieben.
Ein beispielhaftes handelsübliches Material ist ein Cyanatester, der bei Vantico, Brewster, NY, USA unter der Handelsbezeichnung „Quatrex 7187" erhältlich ist.
Bismaleimid-Materialien
Zu Beispielen für geeignete Bismaleimid-Materialien, auch als N,N'-Bismaleimid-Monomere und -Vorpolymere bekannt, gehören die N,N'-Bismaleimide von 1,2-Ethanediamin, 1,6-Hexanediamin, Trimethyl-1,6-Hexanediamin, 1,4-Benzenediamin, 4,4'-Methylenbis(Benzenamin), 2-Methyl-1,4-Benzenediamin, 3,3'-Methylen-bis(Benzenamin), 3,3'-Sulfonylbis(Benzenamin), 4,4'-Sulfonyl-bis(Benzenamin), 3,3'-oxy-bis(Benzenamin), 4,4'-oxy-bis(Benzenamin), 4,4'-Methylen-bis(Cyclohexanamin), 1,3-Benzendimethanamin, 1,4-Benzendimethanamin und 4,4'-Cyclohexan-bis(Benzenamin) und Mischungen davon. Andere N,N'-Bismaleimide und ihr Herstellungsverfahren sind in den US-Patentschriften Nr. 3,562,223 ; 3,627,780 ; 3,839,358 und 4,468,497 beschrieben, die alle hierin durch Bezugnahme aufgenommen sind.
Zu repräsentativen Beispielen für handelsübliche Bismaleimid-Materialien gehören die Materialreihen, die bei Resolution Performance Productions, Houston, Texas, USA unter der Handelsbezeichnung „COMPIMIDE", wie etwa 4,4'-Bismaleimidodiphenylmethan („COMPIMIDE Resin MDAB") und 2,4'-Bismaleimidotoluen („COMPIMIDE Resin DTAB") bei Dexter/Quantum, San Diego, CA, USA, unter der Handelsbezeichnung „Q-Bond" erhältlich sind.
Härter für wärmehärtende Materialien
Ein durch Wärmehärten härtbares Material weist vorzugsweise ein wärmehärtendes Material und einen oder mehrere Härter auf. Der Ausdruck „Härter" oder „härtendes Agens" wird allgemein zur Beinhaltung nicht nur jener Materialien benutzt, die herkömmlicherweise als Härter betrachtet werden, sondern außerdem jener Materialien, die die Reaktion des härtbaren Materials katalysieren oder beschleunigen, sowie jener Materialien, die sowohl als Härter als auch als Katalysator oder Beschleuniger wirken können. Es ist außerdem möglich, zwei oder mehr Härter kombiniert zu benutzen.
Bevorzugte wärmeaktivierte Härter zum Gebrauch in der vorliegenden Erfindung zeigen latente Wärmereaktivität; d. h. sie reagieren hauptsächlich auf höheren Temperaturen (vorzugsweise auf einer Temperatur von mindestens 50°C), oder sie reagieren auf niedrigeren Temperaturen erst nach einem Aktivierungsschritt, wie etwa einer Aussetzung chemisch wirksamer Strahlung. Dies ermöglicht, dass die härtbare Klebevorläuferzusammensetzung ohne weiteres auf Raumtemperatur (ungefähr 23 ± 3°C) oder mit behutsamem Erwärmen ohne Aktivierung des Härters (d. h. auf einer Temperatur, die niedriger als die Reaktionstemperatur für den Härter ist) gemischt und beschichtet werden kann. Der Fachmann versteht ohne weiteres, welche Härter für jede Klasse von wärmehärtenden Materialien zweckdienlich sind.
Zu geeigneten Härtern zur Epoxidpolymerisation gehören mehrbasige Säuren und ihre Anhydride; stickstoffhaltige Härter; chlor-, brom- und fluorhaltige Lewis-Säuren aus Aluminium, Bor, Antimon und Titan; photochemisch aktivierte Erzeuger von protischen oder Lewis-Säuren.
Zu beispielhaften mehrbasigen Säuren und ihren Anhydriden gehören di-, tri- und höhere Karbonsäuren wie etwa Oxalsäure, Phthalsäure, Terephthalsäure, Bernsteinsäure, alkylsubstituierte Bernsteinsäuren, Weinsäure, Phthalsäureanhydrid, Bernsteisäureanhydrid, Apfelsäureanhydrid, Nadinsäureanhydrid, Pyromellitsäureanhydrid und polymerisierte Säuren, beispielsweise jene, die mindestens 10 Kohlenstoffatome enthalten, wie etwa Dodecansäure, 10,12-Eicosansäure und dergleichen.
Zu stickstoffhaltigen Härtern gehören beispielsweise Dicyandiamid, Imidazole (z. B. hexakis(Imidazol)nickelphthalat), Imidazolate, Dihydrazide (z. B. Adipindihydrazid und Isophthaldihydrazis), Harnstoffe und Melamine sowie gekapselte aliphatische Amine (z. B. Diethylentriamin, triethylentetraamin, Cyclohexylamin, Triethanolamin, Piperidin, Tetramethylpiperamin, N,N'-Dibutyl-1,3-Propandiamin, N,N'-Diethyl-1,3-Propandiamin, 1,2-Diamino-2-Methyl-Propan, 2,3-Diamino-2-Methyl-Butan, 2,3-Diamino-2-Methyl-Pentan, 2,4-Diamino-2,6-Dimethyl-Oktan, Dibutylamin und Dioktylamin). Der Ausdruck „gekapselt" bedeutet, wie hierin benutzt, dass das Amin von einem Material umgeben ist, das verhindert, dass es bis zur Ausübung von Wärme als Härter wirkt. Polymergebundene Amine oder Imidazole können außerdem verwendet sein. Pyridin, Benzylamin, Benzyldimethylamine und Diethylanilin sind außerdem als wärmeaktivierte Härter nützlich.
Zu Beispielen für stickstoffhaltige Härter gehören jene, die bei Air Products, Allentown, PA, USA, unter der Handelsbezeichnung „Amicure CG-1200", „AMICURE CG-1400", „Ancamine 2337", „Ancamine 2441", „Ancamine 2014" handelsüblich sind; und jene von Asahi Denker Kogyo K.K. Tokio, Japan, unter der Handelsbezeichnung „Ancamine 4338S" und „Ancamine 4339S"; jene von CVC Speciality Chemicals, Mapleshade, NJ, USA, unter der Handelsbezeichnung „Omicure U-52" und „Omicure U-410" sowie die anderen Materialien in der „Omicure"-Reihe; jene von Landec, Menlo Park, California, USA, unter der Handelsbezeichnung „Intellimer 7001", „Intellimer 7002", „Intellimer 7004" und „Intellimer 7024"; jene von Shikoku Fine Chemicals, Japan, vertrieben von Air Products, wie die Reihe von Materialien, die unter der Handelsbezeichnung „Curezol" erhältlich sind; und jene von Ajinomoto Company Inc., Teaneck, New Jersey, USA, wie die Reihe von Materialien, die unter der Handlesbezeichnung „Ajicure" erhältlich ist.
Zu beispielhaften chlor-, brom- und fluorhaltigen Lewis-Säuren aus Aluminium, Bor, Antimon und Titan gehören Aluminiumtrichlorid, Aluminiumtribromid, Bortrifluorid, Antimonpentafluorid, Titantetrafluorid und dergleichen. Vorzugsweise könnten diese Lewis-Säuren neutralisiert sein, um die Latenz des wärmehärtenden Materials zu erhöhen. Zu repräsentativen neutralisierten Lewis-Säuren gehören BF₃-Monoethylamin und die Addukte von HSbF₅X, wobei X halogen ist, -OH oder -OR¹, wobei R¹ der Rückstand eines aliphatischen oder aromatischen Alkohols, Anilins oder ein Derivat davon ist, wie in der US-Patentschrift Nr. 4,503,211 beschrieben, die hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
Zu geeigneten, photochemisch aktivierten Härtern zur Epoxidpolymerisation gehören kationische Photokatalysatoren, die eine Säure zum Katalysieren von Polymerisation erzeugen. Es versteht sich, dass der Ausdruck „Säure" entweder protische oder Lewis-Säuren beinhalten kann. Zu diesen kationischen Photokatalysatoren kann ein Metallocensalz mit einem Oniumkation und einem halogenhaltigen Komplexanion eines Metalls oder Halbmetalls gehören. Zu anderen nützlichen kationischen Photokatalysatoren gehört ein Metallocensalz mit einem organometallischen Komplexkation und einem halogenhaltigen Komplexanion eines Metalls oder Halbmetalls, die ferner in der US-Patentschrift Nr. 4,751,183 (z. B. Spalte 6, Zeile 65 bis Spalte 9, Zeile 45) beschrieben sind. Zu anderen Beispielen für nützliche Photokatalysatoren gehören organometallische Salze und Oniumsalze, beispielsweise jene, die in der US-Patentschrift Nr. 4,985,340 (z. B. Spalte 4, Zeile 65 bis Spalte 14, Zeile 50) und in den Europäischen Patentanmeldungen 306,161 und 306,162 beschrieben sind. Ein geeigneter, photochemisch aktivierter Härter ist ein Härter, der bei Ciba Specialty Chemicals, Tarrytown, New York, USA, unter der Handelsbezeichnung „Irgacure 261" erwerbbar ist.
Zu geeigneten Härtern für Cyanatestermaterielien gehören die stickstoffhaltigen Härter wie zum gebrauch mit Epoxiden beschrieben, sowie Härter, die durch Wärme oder photochemisch aktiviert werden können. Zu Beispielen für derartige Härter gehören organometallische Verbindungen, die eine Cyclopentadienylgruppe (C₅H₅) und Derivate einer Cyclopentadienylgruppe enthalten. Zu geeigneten Härtern gehören Cyclopentadienyleisendicarbonyldimer ([C₅H₅Fe(CO)₂]₂), Pentamethylcyclopentadienyleisendicrbonyldimer ([C₅(CH₃)₅Fe(Co)₂]₂), Methylcyclopentadienylmangantricarbonyl (C₅H₄(CH₃)Mn(CO)₃), Cyclopentadienylmangantricarbonyl (C₅H₅Mn(CO)₃), die alle bei Strem Chemical Company, Newburyport, MA, USA erhältlich sind. Zu anderen geeigneten Härtern gehört das Hexafluorphosphatsalz des Cyclopentadienyleisenmesitylen-Kations (C₅H₅(Mesitylen)Fe⁺PF₆) und das Trifluormethansulfonatsalz des Cyclopentadienyleisenmeitylen-Kations (C₅H₅(Mesitylen)Fe⁺(CF₃SO₃)), die beide durch Verfahren hergestellt werden können, die in der US-Patentschrift 4,868,288 beschrieben sind. Zu geeigneten Härtern für Bismaleimid-Materialien gehören die stickstoffhaltigen Härter wie zum Gebrauch mit Epoxiden beschrieben, sowie latente Quellen von Allylphenol.
Hybridmaterialien
Ein Hybridmaterial ist eine Kombination von mindestens zwei Komponenten, wobei die mindestens zwei Komponenten in der Schmelzphase (in der Schmelzphase ist die Kombination von mindestens zwei Komponenten eine Flüssigkeit) kompatibel sind, die mindestens zwei Komponenten ein völlig durchdringendes Polymernetz oder halb durchdringendes Polymernetz ausbilden und mindestens eine Komponente nach der Ausübung von Wärme oder durch andere Härtungsmittel, wie etwa Anwendung von Licht oder eines diffussionfähigen härtenden Agens, unschmelzbar wird (d. h., die Komponente kann nicht aufgelöst oder geschmolzen werden). Eine erste Komponente ist (a) ein ethylenisch ungesättigtes Monomer, wie etwa beispielsweise die unten beschriebenen (meth)acrylischen Materialien, oder (b) ein wärmehärtendes Material, d. h. Monomere, Oligomere oder Vorpolymere (und jeglicher erforderliche Härter), die ein wärmehärtendes Material, wie etwa beispielsweise die oben beschriebenen Materialien, ausbilden können, und die zweite Komponente ist (a) ein wärmehärtendes Material oder (b) ein durch ein diffussionsfähiges Agens härtbares Material, d. h. Monomere, Oligomere oder Vorpolymere (und jeglicher erforderliche Härter), die ein durch ein diffussionsfähiges Agens härtbares Material, wie etwa beispielsweise die oben beschriebenen Materialien, ausbilden können. Die zweite Komponente ist derart gewählt, dass sie mit der ersten Komponente nicht reaktionsfähig ist. Es könnte jedoch wünschenswert sein, eine dritte Komponente hinzuzufügen, die mit entweder der ersten oder der zweiten Komponente oder mit beiden reaktionsfähig ist, um beispielsweise die Kohäsionsfestigkeit des gehärteten Hybridmaterials zu erhöhen.
Zu Beispielen für nützliche Materialien mit mindestens einer ethylenisch ungesättigten Gruppe gehören jene Materialien mit mindestens einer Vinyl-, Vinylen-, Acrylamid- oder (Meth)acrylat-Gruppe. Derartige ethylenisch ungesättigte Materialien können monomer oder polymer sein. Zu acrylamidgruppenhaltigen Materialien gehören N,N-Dimethylacrylamid, N-Octylacrylamid. Zu (Meth)acrylatgruppenhaltigen Materialien gehören Isooctyl(meth)acrylat, Isobornyl(meth)acrylat, 2-Ethylhexyl(meth)acrylat, Benzyl(meth)acrylat, Butyl(meth)acrylat, 4-Cyanobutyl(meth)acrylat, 2-Cyanoethyl(meth)acrylat, Cyclohexyl(meth)acrylat, 2-Ethoxyethyl(meth)acrylat, 2-Ethoxypropyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, 2-Ethylbutyl(meth)acrylat, Heptyl(meth)acrylat, Hexyl(meth)acrylat, Isobutyl(meth)acrylat, 2-Methylbutyl(meth)acrylat, 3-Methylbutyl(meth)acrylat, Nonyl(meth)acrylat, 3-Pentyl(meth)acrylat, Propyl(meth)acrylat, Octadecyl(meth)acrylat, Dodecyl(meth)acrylat, 2-Ethylhexyl(meth)acrylat, Octyl(meth)acrylat, 1,4-Butandioldi(meth)acrylat, 1,6-Hexandioldi(meth)acrylat, 2-Phenoxyethyl(meth)acrylat und Homopolymere und Copolymere davon.
Derartige Materialien, die mindestens eine ethylenisch ungesättigte Gruppe enthalten, können unter Nutzung von dem Fachmann allgemein bekannten Verfahren polymerisiert werden. Zu diesen gehört die Verwendung von Polymerisationsinitiatoren, die durch Wärme oder chemisch wirksame Strahlung aktiviert werden.
Beispielsweise wird die Polymerisation von nützlichen (methyl)acrylathaltigen Materialien unter Benutzung von Wärmeenergie, Elektronenstrahlung, ultravioletter Strahlung und dergleichen ausgeführt. Derartige Polymerisationen können durch einen Polymerisationsinitiator erleichtert werden, der ein Wärmeinitiator oder ein Photoinitiator sein kann. Zu Beispielen für geeignete Photoinitiatoren gehören unter anderem Benzoinether wie etwa Benzoinmethylether und Benzoinisopropylether, substituierte Benzoinether wie etwa Anisoinmethylether, substituierte Acetophenone wie etwa 2,2-Dimethoxy-2-Phenylacetophenon und substituierte alpha-Ketole, wie etwa 2-Methyl-2-Hydroxypropiophenon. Zu Beispielen für handelsübliche Photoinitiatoren gehören IRGACURE 651 und DAROCUR 1173, beide bei Ciba-Geigy Corp., Hawthorne, NY, USA, erhältlich, und LUCERIN TPO von BASF, Parsippany, NJ, USA. Zu Beispielen für geeignete Wärmeinitiatoren gehören unter anderem Peroxide wie etwa Dibenzoylperoxid, Dilaurylperoxid, Methylethylketonperoxid, Cumenhydroperoxid, Dicyclohexylperoxydicarbonat sowie 2,2-Azo-bis(Isobutryonitril) und t-Butylperbenzoat. Zu Beispielen für handelsübliche Wärmeinitiatoren gehören VAZO 64, bei ACROS Organics, Pittsburgh, PA, USA, erhältlich, und LUCIDOL 70, erhältlich bei Elf Atochem North America, Philadelphia, PA, USA. Der Polymerisationsinitiator wird in einer Menge benutzt, die zum Erleichtern der Polymerisation der Monomere wirksam ist. Vorzugsweise wird der Polymerisationsinitiator in einer Menge von ungefähr 0,1 Gewichtsanteilen bis ungefähr 5,0 Gewichtsanteilen und weiter bevorzugt ungefähr 0,2 Gewichtsanteilen bis ungefähr 1,0 Gewichtsanteilen basierend auf 100 Gewichtsanteilen des gesamten Monomergehalts.
Wenn die erste Komponente ein Material ist, das mindestens eine ethylenisch ungesättigte Gruppe enthält, kann sie zum Ausbilden eines Sirups teilweise polymerisiert werden, bevor es mit der zweiten Komponente des Hybridmaterials gemischt wird, gefolgt vom Mischen mit der zweiten Komponente des Hybridmaterials, Beschichten der Mischung auf die Oberfläche einer Trägerbahn mit Aussparungen darin und dann Fertigstellen der Polymerisation des ersten, ethylenisch ungesättigte Gruppen enthaltende Komponentenmaterial. Alternativ kann die erste Komponente, wenn sie ein Material ist, das mindestens eine ethylenisch ungesättigte Gruppe enthält, vollständig in der Anwesenheit der zweiten Komponente polymerisiert werden, solange keine Reaktion der zweiten Komponente durch die zum Polymerisieren des ethylenisch ungesättigte Gruppen enthaltenden Materials genutzten Bedingungen in Gang gesetzt wird.
Obgleich das für die Trägerbahn benutzte Material für die Erfindung nicht entscheidend ist, ist derartiges Material vorzugsweise flexibel ausgewählt, sodass das Band eines härtbaren Klebevorläufers zum Ausbilden einer stabilen Rolle aufgewickelt sein kann. Zu Trägerbahnen, die bei der Erfindung nützlich sind, gehören beispielsweise Folien von Polymermaterialien, Metalle, Papier oder Kombinationen dieser Materialien. Zu nützlichen Folien gehören außerdem thermoplastische Polymermaterialien, die eigenständig oder als Beschichtung auf einer Substratfolie wie etwa Papier, Metall oder einer anderen Polymerfolie benutzt sind. Zusätzliche nützliche Folien sind jene, zu denen ein Polymermaterial gehört, das aus der Gruppe von Materialien ausgewählt ist, die aus Polyethylen, Polypropylen, Polyolefin-Vorpolymeren oder Mischungen von Polyolefinen, wie etwa beispielsweise einer Mischung von Polypropylen und LDPE (Polyethylen niedriger Dichte) und/oder LLDPE (lineares Polyethylen niedriger Dichte), besteht. Besonders nützlich sind thermoplastische Folien, die auf eine Originaloberfläche gegossen werden können, welche mit Vorsprüngen ausgebildet ist, die zum Ausbilden von Aussparungen in einer Seite der Trägerbahn repliziert werden sollen, während die andere Seite glatt bleibt. Zu nützlichen Replikationsverfahren gehören jene, die in der US-Patentschrift Nr. 4,576,850 (Martens) offenbart sind, welche durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist.
Die Größe und Form der Aussparungen in der geprägten Trägerbahn kann jegliche sein, die der zugedachten Anwendung entspricht. In einem Beispiel beträgt die Tiefe der Aussparungen von 2 Mikrometer (0,00008 Inch) bis 3 mm (0,127 Inch). In einem anderen Beispiel beträgt die Tiefe der Aussparungen von 10 Mikrometer (0,0004 Inch) bis 1 mm (0,040 Inch). In wiederum einem anderen Beispiel beträgt die Tiefe der Aussparungen von 25 Mikrometer (0,001 Inch) bis 0,25 mm (0,010 Inch). Die Tiefe der Aussparungen muss über die Trägerbahn hinweg nicht einheitlich sein, sondern kann von Aussparung zu Aussparung variieren. Variationen der Tiefe der Aussparungen können beispielsweise Variationen der Eigenschaften der Haftung vorsehen, die aus dem Aufbringen und Härten des härtbaren Klebevorläufers resultiert.
Die dreidimensionale Form der Aussparungen kann auf Wunsch leicht gesteuert und auf spezifische Anwendungen zugeschnitten werden. Die dreidimensionalen Formen weisen einen Querschnitt auf, der in der Form oval, kreisförmig, polygonal, rechteckig oder unregelmäßig sein kann, wobei der Querschnitt parallel zu den Oberflächen der Trägerbahn genommen ist. Beispielsweise könnten die Aussparungen wie umgekehrte Pyramiden geformt sein, um spitz zulaufende Klebstoffsegmente vorzusehen. Dann könnte der Betrag der Haftung durch den Druckbetrag variiert werden, der auf das Teil ausgeübt wird, das verhaftet werden soll, während sich jede Klebstoffpyramide abplattet.
Die Aussparungen können ein regelmäßiges Muster auf der jeweiligen Oberfläche der Trägerbahn ausbilden, oder sie können in einem teilweise oder vollständig unregelmäßigen Muster angeordnet sein. Die Anzahl der Aussparungen pro Oberflächenbereichseinheit ist umgekehrt proportional, wenn auch nicht notwendigerweise linear, zur Tiefe der Aussparungen. Beispielsweise ist, je tiefer die Aussparungen, desto geringer die Anzahl der Aussparungen pro Oberflächenbereichseinheit. Die Anzahl der Aussparungen pro Oberflächeneinheit der Trägerbahn beinhaltet beispielsweise von 1 bis 1.000.000 Aussparungen/cm² (6,4 bis 6.400.000 Aussparungen/in²), von 10 bis 10.000 Aussparungen/cm² (64 bis 64.000 Aussparungen/in²) und von 100 bis 1.000 Aussparungen/cm² (640 bis 6400 Aus sparungen/in²).
Die Trennkennzeichen der Trennschichten, z. B. 16 und 18 (1), 36 und 40 (2) und 57 und 59 (3), sind derart, dass der gewünschte Trennungsgrad erzielt ist und durch bekannte Verfahren angepasst werden kann. Zu nützlichen Trennschichten gehören eine oder mehr silikonbasierte Materialien wie etwa jene, die in Darrel Jones und Yolanda A. Peters, Silicone release coatings im Handbook of Pressure-Sensitive Adhesive Technology, herausgegeben von Donatas Satas, 3. Ausgabe, 1999, Warwick, RI, USA, S. 652 bis 683 offenbart sind. Zu anderen geeigneten Trennmaterialklassen gehören Fluorkohlenstoff-Copolymere und Polymere mit langer Seitenkette, wie beispielsweise in Donatas Satas, Release Coatings, ebd, S. 632 bis 651 offenbart. Die Trennschichten weisen, falls vorhanden, eine Stärke von zwischen 0,1 und 10 μm oder zwischen 1 und 5 μm auf.
Ein anwendbares Verfahren zum Erhöhen der Abziehhaftwerte bei Silikontrennschichten zum Gebrauch bei den oben angegebenen Beschichtungen der Erfindung erfolgt durch Mischen eines Silikons, das aus Polymethylsiloxan gebildet ist, mit weniger wirksamem Trennmaterial, wie in der US-Patentschrift Nr. 3,328,482 (Northrup) und 4,457,431 (Eckberg) offenbart. Ein anderes Verfahren zum Modifizieren derartiger Silikontrennschichten ist, das Silikon selbst chemisch zu modifizieren, um den Nichtsilikongehalt der Beschichtung zu erhöhen, wie in der US-Patentschrift Nr. 3,997,702 (Schurb) und 4,822,687 (Kessel) beschrieben. Durch Umsetzen derartiger Verfahren können die Abziehwerte für Haftkleber ohne weiteres von 10 g/cm Breite auf mehrere Hundert g/cm Breite erhöht werden, um die Transferleichtigkeit des Klebstoffs von der geprägten Trägerbahn der Erfindung anzupassen.
Abdeckfolien, wie hierin offenbart, können aus einer breitgefächerten Materialvielfalt wie etwa Metallfolien, Polymerfolien, Papierfolien oder Kombinationen davon hergestellt sein. Zu nützlichen Metallfolien gehören beispielsweise silikonisierte Metallfolien. Zu den Abdeckfolien gehören vorzugsweise Polymermaterialien, wie etwa beispielsweise jene, die Polyvinylchlorid, Polyethylenterephthalat, Polyolefine wie etwa Polyethylen oder Polypropylen, Polyolefin-Coplymere oder Mischungen von Polyolefinen beinhalten.
Die Stärke der Abdeckfolien beträgt zwischen 20 und 300 μm oder zwischen 30 und 150 μm.
Verschiedene Zusätze oder andere Ingredienzien können dem härtbaren Klebstoffvorläufer zugesetzt sein, um bestimmte Kennzeichen der endgültigen Klebstoffzusammensetzung zu vermitteln oder zu modifizieren. Der Zusatz sollte nur in einem Grad zugesetzt sein, der die Haftung nicht grundlegend ungünstig beeinflusst oder ein vorzeitiges Härten der Zusammensetzung bewirkt. Beispielsweise können Füllstoffe (z. B. Ruß; Nanopartikelmaterial wie etwa mit Alkoxysilan modifizierte Keramik; wärmeleitende Materialien wie etwa Bornitrid, Aluminiumoxid, Siliziumnitrid und Siliziumkarbid; Fasern; Glas-, Keramik-, Metall- oder Polymerblasen; Metalloxide wie etwa Zinkoxid; und Minerale wie etwa Talk, Ton, Siliziumdioxid, Silikate und dergleichen); Klebrigmacher; Weichmacher; Antioxidanzien; Pigmente; UV-Absorber; und Haftförderer und dergleichen zum Modifizieren von Haftung, Festigkeitsaufbau, Klebrigkeit und Flexibilität zugesetzt sein. Polymerisationskatalysatoren und/oder Photoinitiatoren beispielsweise können zum Einleiten und Beschleunigen des Härtens zugesetzt sein. Elektrisch leitfähige Partikel wie etwa beispielsweise metallbeschichtete Polymer- oder Glaskügelchen oder -blasen, -flocken oder -fasern können zum Vorsehen von Haftbindung und elektrischer Leitung zugesetzt sein. Zu nützlichen, leitfähigen Partikeln gehören beispielsweise Lötmaterial; Graphit- oder Metallkügelchen, -flocken oder -fasern; und graphit- oder metallbeschichtete Kügelchen, Flocken oder Fasern. Klebrigmacher, wie etwa hydroxyfunktionelle Klebrigmacher, darunter beispielsweise die Marke „REAGEM" und „SYNFAC" von hydroxyfunktionellen Klebrigmachern, die bei Milliken Chemical Spartanburg, South Carolina, USA, erhältlich ist, können dem härtbaren Klebevorläufer zum Fördern von Vornetzeigenschaften und Haftung zugesetzt sein.
Zudem können dem härtbaren Klebevorläufer Flussmaterialien zugesetzt sein, um dem Klebstoff Flussfähigkeit zu vermitteln. Es kann jegliches Flussmittel zugesetzt sein, das die Haftung nicht grundlegend ungünstig beeinflusst oder ein vorzeitiges Härten der Zusammensetzung bewirkt. Zu nützlichen Flussmitteln gehören beispielsweise säurehaltige und chelatbildende Flussmittel. Zu nützlichen Flussmitteln gehören beispielsweise jene mit sowohl einem aromatischen Hydroxylsauerstoffatom als auch einer Iminogruppe, die durch zwei Atome (z. B. zwei Kohlenstoffatome) voneinander getrennt sind (d. h., sich auf einem beta-Atom zueinander befinden). Das beta-Atom bezieht sich auf jene Atome, die sich in einer beta-Position entweder zu dem Kohlenstoff- oder dem Stickstoffatom der Iminogruppe oder beiden befinden. Zu Beispielen für nützliche Chealtflussmittel gehören Schiffsche Basenverbindungen wie etwa 2,2'-[1,4-Phenylenbis(nitrilomethylidin)]bisphenol, 2,2'-[1,3-Phenylenbis(nitrilomethylidin)]bisphenol, 2,2'-[1,2-Phenylenbis(nitrilomethylidin)]bisphenol, 2,2'-[1,3-Propanbis(nitrilomethylidin)]bisphenol, 2,2'-[1,2- Ethanbis(nitrilomethylidin)]bisphenol, 2,2'-[1,2-Propanbis(nitrilomethylidin)]bisphenol, 2,2'-[1,2-Cyclohexylbis(nitrilomethylidin)]bisphenol und 2-[[2-Hydroxyphenyl)imino]methyl]phenol.
Die härtbaren Klebevorläufer-Transferbänder der vorliegenden Erfindung können über eine freigelegte Oberfläche des härtbaren Klebevorläufers mit einem Substrat verhaftet werden. Wenn ein Transferband der vorliegenden Erfindung genutzt wird, zu dem eine Abdeckfolie gehört, wie in 2 verkörpert, kann die Trägerbahn in Kontakt mit der härtbaren Klebevorläuferschicht vor dem Aufbringen des härtbaren Klebevorläufers auf ein Substrat abgenommen werden. Typischerweise wird der hartbare Klebevorläufer jedoch auf ein Substrat aufgebracht, während die Trägerbahn in Kontakt mit dem härtbaren Klebevorläufer ist.
Die härtbaren Transferbänder der vorliegenden Erfindung können den härtbaren Klebevorläufer leicht und präzise auf ein Substrat abgeben, ob der hartbare Klebevorläufer in diskreten Segmenten verbleibt oder in diskreten Segmenten, die durch eine dünne Schicht von fortlaufendem, härtbarem Klebevorläufer verbunden ist. Wenn der hartbare Klebevorläufer in diskreten Segmenten verbleibt, kann der hartbare Klebevorläufer nur auf die Bereiche präzise aufgebracht werden, in denen ein Substrat den härtbaren Klebevorläufer kontaktiert und Druck ausgeübt ist. Wenn der hartbare Klebevorläufer in diskreten Segmenten vorhanden ist, die durch eine dünne, fortlaufende Schicht von fortlaufendem, härtbarem Klebevorläufer verbunden sind, ermöglichen die Transferbänder der vorliegenden Erfindung nach wie vor Leichtigkeit und Präzision beim Abgeben des härtbaren Klebevorläufers. Die Leichtigkeit und Präzision beim Abgeben des härtbaren Klebevorläufers mit einer dünnen Schicht von fortlaufendem, härtbarem Klebevorläufer gründet auf dem Kennzeichen, dass der hartbare Klebevorläufer an der Stelle zwischen dem Punkt, an dem ein Substrat den härtbaren Klebevorläufer kontaktiert und Druck ausgeübt ist und entweder wo kein Druck ausgeübt ist oder kein Substrat den härtbaren Klebevorläufer kontaktiert, leicht abreißbar ist.
Der auf das Substrat aufgebrachte, härtbare Klebevorläufer kann entweder in diskreten Segmenten verbleiben oder kann, wenn der härtbare Klebevorläufer makroskopische Fließeigenschaften besitzt, zum Erzeugen einer im Wesentlichen fortlaufenden härtbaren Klebevorläuferschicht nach dem Aufbringen fließen. Der Grad des makroskopischen Flusses kann vom Fachmann ohne unangemessenes Experimentieren gesteuert und angepasst werden.
Wenn der härtbare Klebevorläufer ein durch ein diffusionsfähiges Agens härtbarer Klebevorläufer ist, ermöglicht der segmentierte härtbare Klebevorläufer erhöhte Härtungsgeschwindigkeiten. Ohne den Wunsch, durch jegliche besondere Theorie gebunden zu sein, können erhöhte Härtungsgeschwindigkeiten aufgrund offensichtlicher Diffusionsgeschwindigkeiten und erhöhtem Flächenbereich, der einem diffusionsfähigen Härtungsagens ausgesetzt ist, erzielt sein. Wenn beispielsweise ein durch ein diffusionsfähiges Agens härtbarer Klebevorläufer zwischen zwei Substraten aufgebracht ist, um sie miteinander zu verhaften, ergibt sich eine Reihe von Kanälen zwischen den Substraten, durch die das diffusionsfähige Agens laufen kann. Diese Kanäle erhöhen wirksam den Oberflächenbereich des durch ein diffusionsfähiges Agens härtbaren Klebevorläufers, der dem Härtungsagens ausgesetzt ist, wodurch die Härtungsgeschwindigkeiten erhöht sind. Zudem sind die Härtungsgeschwindigkeiten verbessert, weil das diffusionsfähige Härtungsagens durch die Kanäle in dem härtbaren Klebevorläufer statt durch den härtbaren Klebevorläufer selbst laufen kann, um die Mitte des härtbaren Klebevorläufers zu härten. Dadurch hat das diffusionsfähige Agens eine verminderte Weglänge von durch ein diffusionsfähiges Agens härtbarem Klebevorläufer, die es durchlaufen muss, um die gesamte Menge des härtbaren Klebevorläufers zu härten, und weist daher eine verbesserte offensichtliche Diffusionsgeschwindigkeit auf. Dieses Merkmal verbesserter Härtungsgeschwindigkeit kann erzielt werden, ob der härtbare Klebevorläufer in diskreten Segmenten verbleibt oder diskreten Segmenten, die durch eine dünne Schicht von fortlaufendem, härtbarem Klebevorläufer verbunden sind, oder diskreten Segmenten, die durch eine dicke Schicht von fortlaufendem, härtbarem Klebevorläufer verbunden sind.
Umgekehrt verhindern die härtbaren Transferbänder der vorliegenden Erfindung neben dem Erhöhen der Härtungsgeschwindigkeiten des durch ein diffusionsfähiges Agens härtbaren Klebevorläufers, sobald er auf ein Substrat aufgebracht ist, das vorzeitige Härten des durch ein diffusionsfähiges Agens härtbaren Klebevorläufers vor dem Aufbringen auf ein Substrat. Zu den Transferbändern der vorliegenden Erfindung gehören durch ein diffusionsfähiges Agens härtbare Klebevorläufer, die in diskreten Aussparungen enthalten sind. Die Wände dieser Aussparungen umgeben die durch ein diffusionsfähiges Agens härtbaren Klebevorläufersegmente wirksam mit einer Barriere, die für diffusionsfähige Härtungsagenzien im Wesentlichen undurchlässig ist, wodurch ein Aussetzen der diffusionsfähigen Agenzien verhindert ist und vorzeitiges Härten verhindert ist. In Fällen, in denen eine dünne Schicht von fortlaufendem, durch ein diffusionsfähiges Agens härtbarem Klebevorläufer die Segmente des durch ein diffusionsfähiges Agens härtbaren Klebevorläufers verbindet, ist das Aussetzen der Härtungsagenzien größer als wenn keine Schicht vorhanden wäre, jedoch ist vorzeitiges Härten nach wie vor in einem größeren Ausmaß verhindert, als wenn der härtbare Klebevorläufer einfach als fortlaufende Schicht und nicht in Segmenten beschichtet wäre. Daher kann ein diffusionsfähiger Härtungsagens, wie etwa beispielsweise Wasserdampf, beim Verpacken, Lagern, Transportieren und Handhaben der härtbaren Klebevorläufer-Transferbänder der vorliegenden Erfindung wenn überhaupt nur die härtbaren Klebevorläufersegmente kontaktieren und härten, die am Umfang der Transferbänder freiliegen. Die durch ein diffusionsfähiges Agens härtbaren Klebevorläufersegmente, die diesen durch ein diffusionsfähiges Agens härtbaren Umfangsklebevorläufersegmenten benachbart sind, sind durch die Trägerbahn, die diese Segmente umgibt, und/oder eine optionale Abdeckfolie vor vorzeitigem Härten geschützt.
Das Härten von härtbaren Klebevorläufern, wie hierin offenbart, wird durch Aussetzen von Wärme, chemisch wirksamer Strahlung oder einem oder mehreren diffusionsfähigen Agenzien durchgeführt. Wie oben angegeben gehören zu derartigen diffusionsfähigen Härtungsagenzien Wasser, Wasserdampf, Ethylenoxid, Ammoniak oder Kombinationen davon. Zu chemisch wirksamer Strahlung gehört elektromagnetische Strahlung im ultravioletten oder sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums. Der erforderliche Betrag der Härtungsagensaussetzung zum Durchführen einer Reaktion hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie etwa beispielsweise der Beschaffenheit und Konzentration des härtbaren Klebevorläufers, dem Vorhandensein von Reaktionskatalysatoren und/oder -initiatoren, der Stärke der härtbaren Klebevorläuferschicht, der Menge des Oberflächenbereichs, der dem Härtungsagens ausgesetzt ist, und der Konzentration des Härtungsagens. Diese Faktoren können jedoch vom Fachmann ohne unangemessenes Experimentieren gesteuert und angepasst werden.
Testverfahren
Überdeckungsscherfestigkeit – Verfahren A
Die Überdeckungsscherfestigkeit wurde unter Benutzung von chemisch geätzten (Natriumdichromat/Schwefelsäure) Aluminiumsubstraten mit den Abmessungen 1 × 4 × 1/16 Inch (2,5 × 10,2 × 0,16 cm) folgendermaßen gemessen. Die mit Klebevorläufer beschichtete Trägerbahn mit einem Schutzfilm über der vorläuferbeschichteten Seite wurde aus der feuchtigkeitsundurchlässigen Verpackung, in der sie gelagert war, entnommen und die Schutzabdeckfolie abgezogen. Als nächstes wurde eine Probe der vorläuferbeschichteten Trägerbahn auf die geätzte Oberfläche des ersten Aluminiumsubstrats platziert und manuell unter Fingerdruck nach unten gerieben. Die Schutzfolie wurde abgezogen, um einen Bereich von 1 × 1 Inch (2,5 × 2,5 cm) mit dem härtbaren Klebevorläufer auf dem ersten Aluminiumsubstrat vorzusehen. Das zweite Aluminiumsubstrat wurde dann derart auf der freigelegten Klebevorläuferschicht angeordnet, dass sich zwei Aluminiumsubstrate ihrer Längsabmessung entlang überdeckten und einen Klebevorläufer aufweisenden Bereich ausbildeten, der 1 Inch × 1 Inch (2,54 Zentimeter × 2,54 Zentimeter (cm)) maß. Diese Baugruppe wurde dann in eine Presse auf Raumtemperatur (75°F ± 2°; 24°C ± 1°) unter einem Druck von 84 Pfund pro Quadratinch (psi) (0,58 Megapascal (MPA)) für 3 Sekunden platziert. Nach der Entnahme aus der Presse wurden die verhafteten Baugruppen bei 75°F (24°C) und 50% relativer Feuchtigkeit über verschiedene Zeiträume gelagert, bevor ihre Überdeckungsscherfestigkeit auf Raumtemperatur unter Benutzung eines Instron Mechanical Tester (bei Instron Corporation, Canton, MA, USA, erhältlich), der mit einer 2000-Pfund-Messdose bei einer Backentrennungsgeschwindigkeit von 2 Inch/Minute (5,1 cm/Minute) ausgestattet war, gemessen wurde. Die bei 0 und 1 Stunde getesteten Baugruppen wurden unter Umgebungsbedingungen (70°F (21°C)/23% relative Feuchtigkeit) konditioniert. Der ausgewiesene Wert war ein Mittelwert von 3 Proben.
Überdeckungsscherfestigkeit – Verfahren B
Die Überdeckungsscherfestigkeit wurde unter Benutzung von Poly(methylmethacrylat)-(PMMA-)Substraten mit einer Stärke von ungefähr 0,22 Inch (0,56 cm) und Abmessungen von 2 Inch Länge auf 1 Inch Breite (5,1 auf 2,5 cm) folgendermaßen gemessen. Die Oberflächen des PMMA-Substrats, die verhaftet werden sollten, wurden dreimal unter leichtem Fingerdruck mit einem mit einer Wasser:Isopropanol/50:50-(w/w) Lösung gesättigten Surpass Facial Tissue (Kimberley-Clark, Irving, TX, USA) sauber gewischt. Die Schutzabdeckfolie wurde von der mit härtbarem Klebevorläufer beschichteten Trägerbahn abgezogen. Die den Vorläufer aufweisende Seite der Trägerbahn wurde einen 1/2 Inch langen auf 1 Inch breiten (1,27 cm × 5,54 cm) Bereich auf dem PMMA-Substrat platziert, und der härtbare Klebevorläufer wurde durch Reiben der freigelegten Bahnoberfläche mit einem Gummiwischer unter Handdruck auf das Substrat übertragen. Die Trägerbahn wurde dann unter Zurücklassung des Klebevorläufers auf dem ersten PMMA-Substrat entfernt. Das zweite PMMA-Substrat (ebenfalls wie oben beschrieben gesäubert) wurde dann derart auf der freigelegten, härtbaren Klebevorläuferschicht platziert, dass sich die zwei PMMA-Substrate ihrer Längsabmessung entlang überdeckten und einen härtbaren Klebevorläufer aufweisenden Bereich ausbildeten, der 1/2 Inch Länge auf 1 Inch Breite (1,27 cm × 5,54 cm) maß. Diese Baugruppe wurde unter Benutzung einer Gummirolle und mit Handdruck zusammengepresst. Als nächstes wurde die Baugruppe nach einer Druckhaltezeit von mindestens 20 Minuten auf Umgebungstemperatur (75°F ± 2°; 24°C ± 1°) in einem Ofen auf 230°F (110°C) für 40 Minuten zum Härten des Klebevorläufers platziert. Nach der Entnahme aus dem Ofen und Abkühlen auf Umgebungstemperatur wurde die verhaftete Baugruppe auf Überdeckungsscherfestigkeit bei Raumtemperatur unter Benutzung eines Instron Mechanical Tester mit einer 1000-Pfund-Messdose, Keilwirkungsgreifern und einer Backentrennungsgeschwindigkeit von 2 Inch/Minute (5,1 cm/Minute) bewertet. Der ausgewiesene Wert ist ein Mittelwert von 3 Proben.
Beispiel 1
Ein segmentierter, härtbarer Klebevorläufergegenstand wurde wie folgt bereitgestellt. Die folgenden Materialien wurden einem 1-Pint-(0,47-Liter-) Farbdosenbehälter zugesetzt, der dann in einem 250°F (121°C) heißen Ofen zum Schmelzen der Materialien darin platziert wurde: 19,5 Gewichtsanteile (pbw) PPG 1025 (ein Polypropylenglycol mit einem Molekulargewicht von ungefähr 1000 und einer Hydroxylzahl zwischen ungefähr 107 und ungefähr 115, erhältlich bei Bayer Corporation, Pittsburgh, PA, USA), 35 pbw eines amorphen Makromers aus Octadecylacrylat:Isoctylacrylat:N,N'-Dimethylacrylamid/30:35:35 (w:w:w) (das wie in der US-Patentschrift Nr. 5,908,700 , Spalte 16, Zeile 6 bis 19 beschrieben hergestellt sein kann), RUCOFLEX S-105P-42 (Poly(hexamethylenadipat), ein kristallines, hydroxyfunktionelles Material mit berechneten Molekulargewicht von ungefähr 2610 und einer Hydroxylzahl zwischen ungefähr 40 und ungefähr 46, erhältlich bei Bayer Corporation, Pittsburgh, PA, USA, 12,6 pbw REAGEM 5006 (ein reaktionsfähiges, hydroxiliertes, klebrig machendes Haftharz, erhältlich bei Sovereign Chemical Company, Akron, OH, USA). Sobald sie geschmolzen war, wurde die Mischung mit einem Holzzungendrücker zum Gewährleisten gründlicher Durchmischung gerührt. Der Behälter wurde dann in einen Vakuumtrockenofen bei 250°F (121°C) für 3 Stunden zum Trocknen der Mischung gestellt. Als nächstes wurde der Behälter mit der getrockneten Mischung auf einer Wärmeplatte (Modell 700-5011, erhältlich bei Barnant Company, Barrington, IL, USA), die auf „Niedrig" zum Abgeben einer Temperatur zwischen ungefähr 200 und 225°F (93 und 107°C) eingestellt war, platziert und einer Stickstoffspülung unterzogen. Es wurde dann MDI (4,4'-Diphenylmethandiisocyanat), 15,8 pbw, in Flockenform zugesetzt und unter Benutzung eines mit einem Edelstahlpropellerblatt ausgestatteten Druckluftmotors umgerührt. Schließlich wurde der Mischung 0,4 pbw SILQUEST^® A-189 Silan (Gamma-Mercaptopropyltrimethoxysilan, erhältlich bei OSI Specialties, einem Bereich von Crompton Corporation, Greenwich, CT, USA) zugesetzt. Die Mischung wurde für ungefähr 30 Sekunden umgerührt und dann für zwischen 2 und 3 Minuten in einem Vakuumtrockenofen auf 250°F (121°C) platziert. Die entgaste Mischung wurde in eine 0,1-Gallone-(0,38-Liter-)Aluminiumpatrone gegossen und versiegelt. Die gefüllte Patrone wurde bei 160°F (71°C) für 24 Stunden abgelagert, um die vollständige Reaktion der hydroxyfunktionellen Materialien mit dem MDI zum Ausbilden einer Mischung aus isocyanatbeendeten Polyurethan-Vorpolymeren, d. h. eines härtbaren Klebevorläufers, zu gewährleisten.
Der abgelagerte, feuchtigkeitshärtende Klebevorläufer wurde auf eine extrudierte Polypropylenfolie mit einem darauf geprägten Muster von quadratischen Aussparungen, die in einem Winkel von 45° zur Bahnrichtung mit einer Mitte-zu-Mitte-Beabstandung von 0,02 Inch (0,5 mm), einer Gratnennbreite von 0,002 Inch (51 Mikrometer) und einer Aussparungsnenntiefe von 0,002 Inch (51 μm) ausgerichtet waren, heißschmelzbeschichtet. Die Aussparungen oder Taschen waren im Wesentlichen flach am Boden. Diese geprägte Schutzfolie (2–3 PPL EMB/Nat) 1642, erhältlich bei LOPAREX, Willowbrook, IL, USA, wies eine Gesamtnennstärke von 0,005 Inch (127 μm) (mit einer 3-mil-Flächenmasse vor dem Prägen) auf und wurde sowohl auf der geprägten Seite als auch der flachen Rückseite mit einer Silikontrennschicht beschichtet. Die Beschichtungstemperatur betrug zwischen ungefähr 180°F und ungefähr 230°F (82°C und 110°C), und die Klebevorläuferharzviskosität betrug ungefähr 10.000 Zentipoise (cps). Eine Beschichtungsnennstärke von 0,003 Inch (76 μm) mit dem härtbaren Klebevorläufermaterial in den Aussparungen wurde erzielt. Dies resultierte in einer Klebevorläuferstärke von ungefähr 0,001 Inch (25 μm) über den die Aussparungen trennenden Graten. Eine 0,002 Inch (51 μm) starke, biaxial ausgerichtete, flache (d. h. nicht mit einer Mikrostruktur geprägte) Polypropylenschutzabdeckfolie mit einer Silikontrennschicht auf einer Seite (1-2BOPPLA-164Z, erhältlich bei LOPAREX, Willowsbrook, IL, USA) wurde unter Benutzung einer Quetschwalze auf die freigelegte Klebevorläuferoberfläche laminiert. Die resultierende mikrostrukturierte Schutzfolie mit einem darauf beschichteten, auf Raumtemperatur klebrigen, feuchtigkeitshärtenden Klebevorläufer und geschützt mit einer Schutzfolie wurde in einer feuchtigkeitsundurchlässigen Verpackung bis zu weiterem Gebrauch gelagert.
Dieser beschichtete Klebevorläufergegenstand wurde zunächst durch Abnehmen der Schutzabdeckfolie, dann derartiges Platzieren des Klebevorläufergegenstands auf eine Nylonscheibe mit einem Außendurchmesser von 0,56 Inch (1,4 Zentimeter (cm)) und einem Innendurchmesser von 0,26 Inch (0,66 cm), dass die Vorläuferoberfläche die Scheibe kontaktierte, und dann manuelles Reiben nach unten zum Gewährleisten von eng anliegendem Kontakt bewertet. Die mikrostrukturierte Schutzfolie wurde dann durch Wegziehen in einem Winkel von ungefähr 75 Grad entfernt. Visuelle Inspektion eines mit einer CCD-Kamera aufgenommenen Fotos in einer Vergrößerung von ungefähr 20X ließ erkennen, dass nur dort eine Übertragung des härtbaren Klebevorläufers von der geprägten Schutzfolie auf die Scheibe stattfand, wo gegenseitiger Kontakt vorlag. Dies beweist die Fähigkeit zum Übertragen eines härtbaren Klebevorläufers auf eine unregelmäßige Form (z. B. eine mit einem Ausschnitt in der Mitte) nur auf den gewünschten Bereich ohne das Erfordernis zusätzlicher, verarbeitender Schritte, die zu den Kosten beitragen, wie etwa Abstanzen.
Beispiel 2
Es wurde die Wirkung von Mikrokanälen innerhalb eines Bereichs eines segmentierten, feuchtigkeitshärtenden Klebevorläufers bei seiner Härtungsgeschwindigkeit bewertet. Derselbe Klebevorläufer, wie er in Beispiel 1 benutzt wurde, wurde zwischen eine geprägte, mikrostrukturierte Abdeckfolie und eine flache Schutzfolie wie jene, die in Beispiel 1 beschrieben sind, unter Benutzung einer Kerbstab/Bett-Beschichtungsstation mit einem Temperatursollwert für das bett sowie den Stab von 180ºF (82ºC), wobei der Kerbstab manuell fest auf die Abdeckfolie gepresst wurde. Dies resultierte in einer ungefähren Spalteinstellung von ungefähr 0,007 Inch (0,18 mm). Es wurde eine Beschichtungsnennstärke von 0,003 Inch (76 μm) mit dem härtbaren Klebevorläufermaterial in den Aussparungen erzielt. Dies resultierte in einer Vorläuferstärke von ungefähr 0,001 Inch (25,4 μm) über den die Aussparungen trennenden Graten. Die beschichtete Abdeckfolie mit der zweiten Schutzfolie darauf wurde sofort in einem Folienbeutel mit Trockenmittel platziert und versiegelt. Der härtbare Klebevorläufergegenstand wurde später nach mehreren Haftzeiten wie in „berdeckungsscherfestigkeit – Verfahren A" oben bewertet. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 unten gezeigt.
Vergleichsbeispiel 1

Beispiel 2 wurde mit folgender Modifikation wiederholt. Die mikrostrukturierte Schutzfolie wurde durch eine koextrudierte, flache Folienmischung aus Polypropylen und Polyethylen mit einer Stärke von 0,003 Inch (76 μm) und mit einer Silikontrennschicht auf einer Seite (I-3PPPEC- 4000EX, erhältlich bei LOPAREX, Willowbrook, IL, USA) ersetzt, und es wurden Anschläge zum Steuern des Beschichterspalts benutzt, um eine Beschichtungsstärke von ungefähr 3 mil (76 μm) von Klebevorläufer zwischen den Trennschichten zu ergeben. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 unten gezeigt. Tabelle 1

Konditionierungszeit (Stunden)	Überdeckungsscherfestigkeit (psi) (Megapascal)
Konditionierungszeit (Stunden)	Beispiel 2	Vergleichsbeispiel 1
0	120 (0,83)	42 (0,29)
1	140,7 (0,97)	45 (0,31)
6	332,8 (2,30)	100,2 (1,51)
24	309,7 (2,14)	218,7 (1,51)
48	315 (2,16)	368 (2,54)
72	378,5 (2,61)	374 (2,58)

Die Ergebnisse in Tabelle 1 zeigen, dass eine Schicht von feuchtigkeitshärtendem Klebevorläufer, der in einem Muster mit Mikrokanälen vorgesehen ist, einen rascheren Haftfestigkeitsaufbau zeigt als eine Schicht von feuchtigkeitshärtendem Klebevorläufer, dem derartige Kanäle fehlen.
Beispiel 3 und Vergleichsbeispiel 2
Eine segmentierte, härtbare Klebevorläufermischung aus Acrylpolymer und Epoxydmonomerharzen wurde in segmentierter Form durch Beschichten einer Mischung von Monomermaterialien auf eine mikrostrukturierte Schutzfolie und Bestrahlen mit UV-Licht bereitgestellt. Genauer gesagt wurden 958,5 pbw EPON^TM 828 (ein flüssiger Diglycidylether von Bisphenol-A-Harz, erhältlich bei Resolution Performance Products, Houston, TX, USA) und 319,5 pbw EPON^TM 1001F (ein fester Diglycidylether von Bisphenol-A-Harz, erhältlich bei Resolution Performance Products, Houston, TX, USA) einem 1-Gallonen-Glasgefäß zugesetzt und mit ungefähr 1000 Umdrehungen pro Minute (U/min) umgerührt, während es auf einer Wärmeplatte auf 194°F (90°C) erhitzt wurde, um das feste Epoxidharz aufzulösen. Die Epoxidmischung wurde dann von der Wärmeplatte genommen und auf ungefähr 158°F (70°C) abkühlen lassen. Als nächstes wurde der Epoxidmischung unter Rühren eine Kombination von 193,1 pbw Isoctylacrylat (IOA), 576,5 pbw 2-Phenoxyethylacrylat (2-POEA; erhältlich bei CPS Chemicals, Old Bridge, NJ, USA), 650,0 pbw Isobornylacrylat (IBA, erhältlich bei San Esters Corporation, New York, NY, USA) und 4,3 pbw KB-1 (2,2-Dimethoxy-2-Phenylacetatophenon, erhältlich bei Sartomer Company, Exton, PA, USA) zugegeben. Das Rühren wurde fortgesetzt, bis die Temperatur ungefähr 86°F (30°C) erreichte, an welchem Punkt 509,8 pbw ANCAMINE^TM 2337 (ein modifiziertes aliphatisches Amin, erhältlich bei Air Products, Allentown, PA, USA) zugesetzt und für ungefähr 45 Minuten gerührt wurde, um eine einheitlich erscheinende Dispersion zu ergeben. Dazu wurde 99,4 pbw AEROSIL^TM R972 (eine wasserabweisende pyrogene Kieselsäure, erhältlich bei Degussa, Hanau, Deutschland) unter Rühren für weitere 30 Minuten zugegeben. Schließlich wurden 21,3 pbw Glasblasen (GB) (3M Scotchlite^TM K15/300 mit einem Durchschnittsvolumendurchmesser von 60 μm, erhältlich bei 3M Company, St. Paul, MN, USA) unter Mischen zunächst mit ungefähr 300 U/min, dann kurz mit 700 U/min, zugegeben. Die resultierende einheitliche Dispersion wurde dann entgast, gefolgt vom Abdecken des Behälters und Auflegen desselben auf eine Walze für mehrere Stunden.
Die Klebevorläuferdispersion wurde dann auf eine extrudierte, geprägte Polypropylenfolie mit einem Muster von Aussparungen wie jene, die in Beispiel 1 beschrieben ist, beschichtet.
Der Klebevorläufer wurde unter Benutzung eines Kerbstab/Bett-Beschichters beschichtet. Der Stab wurde zum leichten Kontaktieren der Folienhinterlegung eingestellt und abgespannt. Die Schutzfolie mit darauf beschichteter Vorläuferdispersion wurde durch eine Kammer mit einer Länge von zwischen 50 und 60 Fuß (15,2 und 18,3 Meter) mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 10 Fuß/Minute (3,0 Meter/Minute) geführt, in der sie UV-(Schwarzlicht-)Bestrahlung unter einer Stickstoffspülung zum Vorsehen einer gemessenen Gesamtenergiedosis von 300 Millijoule/Quadratzentimeter (National Institute of Standards and Technology (NIST) Einheiten) ausgesetzt wurde. Es wurde eine Beschichtungsnennstärke von gerade über 0,002 Inch (51 μm) mit dem Material in den Aussparungen erzielt. Eine sehr dünne Klebevorläuferschicht war über den die Aussparungen trennenden Graten vorhanden.
Vergleichsbeispiel 2 mit einer fortlaufenden Klebevorläuferbeschichtung mit einer Stärke von ungefähr 0,020 Inch (510 μm) wurde auf ähnliche Art und Weise vorgesehen, jedoch unter Benutzung einer flachen (d. h. nicht geprägten) Schutzfolie. Die resultierenden Klebevorläuferbeschichtungen waren klebrig auf Raumtemperatur. Eine silikonisierte Schutzabdeckungsfolie wurde über der freigelegten Klebevorläuferoberfläche der geprägten Trägerschutzfolie platziert. Diese wurden beide wie oben in „Überdeckungsscherfestigkeit – Verfahren B" beschrieben bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 unten gezeigt. Tabelle 2

Überdeckungsscherfestigkeit (psi) (Megapascal)

Beispiel 3 Vergleichsbeispiel 2

694 (4,75) 800 (5,50)
Es wurde beobachtet, dass für Beispiel 3 nur jener Klebstoffbereich, der eng anliegenden Kontakt mit dem Substrat herstellte, von der Schutzfolie übertragen wurde, während der Bereich des Trägers, der keinen eng anliegenden Kontakt herstellte, den beschichteten Klebevorläufer nach wie vor zurückhielt. Die Ergebnisse in Tabelle 2 beweisen, dass eine segmentierte härtbare Klebevorläuferbeschichtung bereitgestellt werden kann, die eine Überdeckungsscherfestigkeit aufweist, welche mit jener vergleichbar ist, die mit einer fortlaufenden Klebevorläuferfolie derselben Formulierung erzielt wurde.
Beispiel 4
Eine 0,004 Inch (200 μm) starke Lage 3M^TM Scotch-Weld^TM Structural Adhesive FILM AF 191 (eine wärmehärtende, modifizierte Epoxidharzklebefolie, erhältlich bei 3M Company, St. Paul, MN, USA) wurde auf die geprägte Seite einer Schutzfolie wie der in Beispiel 1 beschriebenen platziert, die auf dem Bett einer erhitzten Kerbstab/Bett-Beschichtungsstation ruhte, und aufweichen gelassen. Die Betttemperatur wurde auf einen Sollwert von 194°F (90°C) und die Stabtemperatur auf einen Sollwert von 248°F (120°C) vorgeheizt. Die Schutzfolie mit härtbarem Klebevorläufer darauf wurde dann mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 1 Fuß/Minute (0,3 Meter/Minute) mit dem Kerbstab manuell fest auf die geprägte Oberfläche der Schutzfolie gepresst durch den Beschichter gezogen. Die aufgeweichte härtbare Klebevorläuferfolie füllte die Aussparungen der Schutzfolie mit wenig oder keinem Klebevorläufer über den erhöhten Graten der Schutzfolie. Eine zweite Lage der geprägten Schutzfolie wurde mit ihrer geprägten Oberfläche in Kontakt mit dem freigelegten Klebevorläufer platziert. Diese diente als Schutzabdeckfolie. Die geschützte, mit Klebevorläufer beschichtete, geprägte Schutzfolie wurde auf ungefähr 5°F (–15°C) für eine Woche gelagert. Nach der Abnahme der Schutzabdeckfolie wurde ein Abschnitt der mit Klebevorläufer beschichteten, geprägten Bahn auf 104°F (40°C) erwärmt, um klebrig zu werden. Ein Aluminiumstutzen mit flacher Oberseite mit einem Durchmesser von 0,50 Inch (1,27 cm) (eine SEM Musterstückhalterung, Cambridge-Stil, erhältlich als Katalognr. 16111 bei Ted Pella, Inc., Redding, CA, USA) wurde für wenige Sekunden unter Handdruck auf die mit Klebevorläufer beschichtete Seite der geprägten Schutzfolie gepresst und dann weggenommen. Visuelle Inspektion (mit bloßem Auge) zeigte diskrete Segmente von Klebevorläufermaterial auf dem Stutzen, wo er Kontakt mit der beschichteten, geprägten Schutzfolie hergestellt hatte, während jene Bereiche der beschichteten Schutzfolie, die den Stutzen nicht kontaktierten, Klebevorläufer darin zurückhielten. Der Stutzen mit Klebevorläufer darauf wurde auf einem Glasobjektträger mit dem Vorläufer in Kontakt mit dem Glas platziert und in einem 338°F (170°C) heißen Ofen für 1 Stunde gehärtet. Visuelle Inspektion zeigte, dass die Klebevorläufersegmente zum Ausbilden einer fortlaufenden Folie mit wenigen kleinen Hohlräumen geflossen waren. Es ist absehbar, dass alternative Anwendungsverfahren Haftungen ohne Hohlräume vorsähen. Seitliches Drücken auf den Aluminiumstutzen konnte ihn nicht ohne Bruch des Glases von dem Glas entfernen.
Beispiel 5
Ein segmentierter, härtbarer, UV-aktivierbarer Klebevorläufer wurde folgendermaßen bereitgestellt. In ein Glasgefäß wurden 30,4 pbw EPON^TM 828 (ein flüssiges Epoxidharz mit einem Epoxidäquivalentgewicht von zwischen ungefähr 185 und ungefähr 192, erhältlich bei Resolution Performance Products, Houston, TX, USA) und 8,8 pbw VORANOL^TM 230–238 (ein flüssiges Polyoladdukt von Glykol und Propylenoxid mit einem Zahlenmittelwert des Molekulargewichts von ungefähr 700 und einem Hydroxyläquivalentwert von ungefähr 38, erhältlich bei Dow Chemical Company, Midland, MI, USA) gegeben. Diese wurden in einem Glasgefäß auf einer Temperatur von ungefähr 90°C zum Vorsehen einer einheitlichen Lösung gemischt. In einen Grabender Plasticorder^TM Mischer (Modell-Nr. PL2000, erhältlich bei C.W. Grabender Instruments, Inc., South Nackensack, NJ, USA) wurden 30,9 pbw EPON^TM 1001F (Epoxidharz mit einem Epoxidäquivalentgewicht von zwischen ungefähr 525 und ungefähr 550, erhältlich bei Resolution Performance Products, Houston, TX, USA) und 28,9 pbw LEVAPREN^TM 700HV (ein Ethylen-/Vinylacetat-(im Folgenden als „EVA" bezeichnet) Copolymer, das 70 Gew.-% Vinylacetat enthält und eine Mooney-Viskosität von 27 wie durch ASTM D 1646 gemessen, erhältlich bei Bayer Corporation, Pittsburgh, PA, USA) gegeben. Diese wurden auf einer Temperatur von 90°C gemischt, bis sie homogen waren (ungefähr 20 Minuten). Die erhitze, flüssige Mischung aus EPON^TM 828 und VORANOL^TM 230–238 wurde dann in den Grabender Plasticoder Mischer gegossen, und das Mischen wurde auf 90°C fortgesetzt, bis eine homogene Mischung erzielt wurde (ungefähr 10 Minuten). Schließlich wurde 1,0 pbw UVOX^TM UVI 6974 (ein Triarylsulfoniumkomplexsalz, erhältlich bei Union Carbide, Danbury, CT, USA) zugesetzt und das Mischen für ungefähr weitere 5 Minuten bei 90°C fortgesetzt, um eine geschmolzene Klebevorläuferzusammensetzung bereitzustellen. Diese wurde durch Einwickeln derselben in einen braunen silikonbeschichteten Papierliner gelagert. Die abgekühlte Vorläuferzusammensetzung war, steif, aber verformbar.
Eine Menge von 10 bis 15 Gramm dieses verformbaren, härtbaren Klebevorläufers wurde auf die geprägte Seite einer Schutzfolie wie jener, die in Beispiel 1 beschrieben ist, platziert, die auf dem Bett einer erhitzten Kerbstab/Bett-Beschichtungsstation ruhte. Die Betttemperatur wurde auf einen Sollwert von 176°F (80°C) vorgeheizt und die Stabtemperatur auf einen Sollwert von 212°F (100°C). Sobald die Vorläuferzusammensetzung geschmolzen war, wurde die Schutzfolie mit härtbarem Klebevorläufer darauf dann mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 1 Fuß/Minute (0,3 Meter/Minute) mit dem Kerbstab manuell auf die geprägte Oberfläche der Schutzfolie gepresst durch den Beschichter gezogen. Das geschmolzene Klebevorläufermaterial füllte die Aussparungen der Schutzfolie mit wenig oder keinem Klebevorläufer über den Graten zwischen den Aussparungen. Eine zweite Lage der geprägten Schutzfolie wurde mit ihrer geprägten Oberfläche in Kontakt mit dem freigelegten Klebevorläufer platziert. Diese diente als Schutzabdeckfolie. Die mit Klebevorläufer beschichtete, geprägte Schutzfolie wurde bis zum Testen in einem lichtundurchlässigen Kasten gelagert.
Nach dem Abnehmen der Schutzabdeckfolie wurde ein Aluminiumstutzen wie jener, der in Beispiel 4 benutzt wurde, für wenige Sekunden manuell auf die mit Klebevorläufer beschichtete Seite der geprägten Schutzfolie gepresst und entfernt. Visuelle Inspektion (mit bloßem Auge) zeigte diskrete Segmente von härtbarem Klebevorläufermaterial auf dem Stutzen, wo er Kontakt mit der beschichteten, geprägten Schutzfolie hergestellt hatte, während jene Bereiche der beschichteten Schutzfolie, die den Stutzen nicht kontaktierten, Klebevorläufer darin zurückhielten. Das Vorläufermaterial auf dem Stutzen wurde unter Benutzung einer Tischlampe (Dayton 2V346E), die zwei 18 Inch (46 cm) lange UV-Lampen (General Electric F15T8 BL) aufwies, für ungefähr 2 Minuten in einem Abstand von ungefähr 2 Inch (5 cm) UV-Licht ausgesetzt. Der Stutzen mit bestrahltem Klebevorläufer darauf wurde auf einem Glasobjektträger mit dem Vorläufer in Kontakt mit dem Glas platziert und in einem 338°F (170°C) heißen Ofen für 1 Stunde gehärtet. Visuelle Inspektion zeigte, dass die Klebevorläufersegmente zum Ausbilden einer fortlaufenden Folie mit wenigen kleinen Hohlräumen geflossen waren. Es ist absehbar, dass alternative Anwendungsverfahren Haftungen ohne Hohlräume vorsähen. Seitliches Drücken auf den Aluminiumstutzen konnte ihn nicht ohne Bruch des Glases von dem Glas entfernen.
Beispiel 6 und Vergleichsbeispiel 3
Ein härtbarer, ein Flussmittel enthaltender Klebevorläufer wurde in segmentierter Form wie folgt bereitgestellt. In einen kleinen Kunststoffbehälter wurden 39,1 pbw Diclycidyl-9,9-bis(4-Hudroxyphenyl)fluoren (ein festes Epoxidharz mit einem Epoxidäquivalentgewicht von zwischen ungefähr 240 und ungefähr 207 und einem Schmelzpunkt zwischen ungefähr 80 und 82°C) und 16,7 pbw gereinigtes EPON^TM 828 (ein flüssiges Epoxidharz mit einem Epoxidäquivalentgewicht von zwischen ungefähr 185 und ungefähr 192, erhältlich bei Resolution Performance Products, Houston, TX, USA), 13,9 pbw PAPHEN^TM PKHP-200 (ein mikronisiertes Phenoxyharz mit einem Zahlenmittelwert des Molekulargewichts von zwischen ungefähr 10.000 bis 16.000 und einem Hydroxyläquivalentgewicht von ungefähr 284, erhältlich bei InChem Corporation, Rock Hill, SC, USA) und 29,8 pbw 1,3-bis(Salicyliden)-Propandiamin gegeben. Die Reinigung der Epoxidharze wurde wie in der Parallelanmeldung Nr. 09/946,013 angegeben ausgeführt. Diese wurden in einem Ofen auf 125 °C erhitzt, dann herausgenommen und für 1 Minute bei 3000 U/min auf Raumtemperatur mit einem Speed Mixer^TM DAC 150 FV (Flack Tek Inc., Landrum, SC, USA) gemischt. Dieser Vorgang wurde 3 oder 4 Mal wiederholt, um eine klare Schmelzmischung bereitzustellen. Die Temperatur wurde dann auf 85°C abkühlen gelassen, und 0,5 pbw Kobalt (II) Imidazolat (das wie in Beispiel 3 der US-Patentschrift Nr. 3,792,016 hergestellt werden kann) wurde unter Mischen wie oben beschrieben zugesetzt, um eine einheitliche Dispersion eines härtbaren, flussmittelhaltigen Klebevorläufers bereitzustellen.
Diese Dispersion wurde zum Beschichten einer geprägten Schutzfolie, wie jener, die in Beispiel 1 (für Beispiel 6) beschrieben ist, und einer flachen (nicht geprägten), 0,002 Inch (51 μm) starken Polyesterschutzfolie, die mit Silikontrennschicht auf einer Seite behandelt war (silikonisiertes PET 7200, erhältlich bei LOPAREX, Willowbrook, IL, USA) (für Vergleichsbeispiel 3), unter Nutzung einer erhitzten Kerbstab/Bett-Beschichtungsstation mit der Stab- und Betttemperatur auf ungefähr 85°C benutzt. Die resultierenden beschichteten Schutzfolien wiesen eine Klebstoffbeschichtungsstärke von ungefähr 0,002 Inch (51 μm) auf. Im Falle der geprägten Schutzfolie verband eine sehr dünne Klebevorläuferschicht die Vorläufersegmente in den Aussparungen. Im Falle der flachen Schutzfolie wurde ein fortlaufender Klebevorläuferfilm erzielt. Das Vorläufermaterial war weich, bei Berührung etwas klebrig.
Beispiel 7
Beispiel 7 wurde mit denselben Verfahren und Materialien, wie sie für Beispiel 2 beschrieben sind, unter folgender Modifikation durchgeführt. Jet-Weld TS-230 (erhältlich bei 3M, St. Paul, MN, USA) war der härtbare Klebevorläufer. Es wurde eine Beschichtungsnennstärke von 0,003 Inch (76 μm) mit dem härtbaren Klebevorläufermaterial in den Aussparungen erzielt. Dies ergab eine Vorläuferstärke von ungefähr 0,001 Inch (25,4 μm) über den die Aussparungen trennenden Graten. Der härtbare Klebevorläufergegenstand wurde nach verschiedenen Haftzeiten wie in „Überdeckungsscherfestigkeit – Verfahren A" beschrieben mit den folgenden Modifikationen bewertet. Die Aluminiumsubstrate wurden in einem auf 160°F (71°C) eingestellten Ofen erwärmt, und die Haftungen wurden mit Handdruck innerhalb von 5 Minuten nach der Entnahme der Aluminiumsubstrate aus dem Ofen hergestellt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 unten gezeigt.
Vergleichsbeispiel 4
Vergleichsbeispiel 4 wurde mit denselben Verfahren und Materialien, wie sie für Vergleichsbeispiel 1 beschrieben sind, unter folgender Modifikation durchgeführt. Jet-Weld TS-230 (erhältlich bei 3M, St. Paul, MN, USA) war der härtbare Klebevorläufer Es wurde eine härtbare Klebevorläuferstärke von ungefähr 3 mil (76 μm) erzielt. Der härtbare Klebevorläufergegenstand wurde nach verschiedenen Haftzeiten wie in „Überdeckungsscherfestigkeit – Verfahren A" beschrieben mit den folgenden Modifikationen bewertet. Die Aluminiumsubstrate wurden in einem auf 160°F (71°C) eingestellten Ofen erwärmt, und die Haftungen wurden mit Handdruck innerhalb von 5 Minuten nach der Entnahme der Aluminiumsubstrate aus dem Ofen hergestellt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 unten gezeigt.
Beispiel 8
Beispiel 8 wurde mit denselben Verfahren und Materialien, wie sie für Beispiel 2 beschrieben sind, unter folgender Modifikation durchgeführt. Der Beschichter wurde auf eine Beschichtungsstärke von 0,013 Inch (0,33 mm) eingestellt. Es wurde eine Beschichtungsnennstärke von 0,013 Inch (330 μm) mit dem härtbaren Klebevorläufermaterial in den Aussparungen erzielt. Dies ergab eine Vorläuferstärke von ungefähr 0,011 Inch (279 μm) über den die Aussparungen trennenden Graten. Der härtbare Klebevorläufergegenstand wurde nach verschiedenen Haftzeiten wie in „Überdeckungsscherfestigkeit – Verfahren A" oben beschrieben bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 unten gezeigt.
Vergleichsbeispiel 5

Vergleichsbeispiel 5 wurde mit denselben Verfahren und Materialien, wie sie für Vergleichsbeispiel 1 beschrieben sind, unter folgender Modifikation durchgeführt. Der Beschichter wurde auf eine Beschichtungsstärke von 0,013 Inch (0,33 mm) eingestellt. Der härtbare Klebevorläufergegenstand wurde nach verschiedenen Haftzeiten wie in „Überdeckungsscherfestigkeit – Verfahren A" oben beschrieben bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 unten gezeigt. Tabelle 3

Kontitionierungszeit (Stunden	Überdeckungsscherfestigkeit (psi) (Megapascal)
	Beispiel 7	Vergleichsbeispiel 4	Beispiel 8	Vergleichsbeispiel 5
0	N.B.	N.B.	12,7 (0,088)	14,0 (0,096)
1	249 (1,72)	194 (1,34)	13,0 (0,090)	15,7 (0,11)
4	230 (1,59)	568 (3,92)	17,7 (0,12)	18,7 (0,13)
6	316 (2,18)	418 (2,88)	20,7 (0,14)	21,7 (0,15)
24	759 (5,23)	591 (4,07)	109 (0,75)	73,0 (0,50)

N.B. = nicht bestimmt

Die Ergebnisse in Tabelle 3 zeigen, dass nach 24 Stunden eine Schicht von feuchtigkeitshärtendem Klebevorläufer, die mit Mikrokanälen versehen ist, eine größere Überdeckungsscherfestigkeit entwickelt hat als eine Schicht von feuchtigkeitshärtendem Klebevorläufer, dem derartige Kanäle fehlen.

Claims

Härtbares Transferband, aufweisend: a) einen Träger mit zwei gegenüberliegend parallelen Oberflächen, wobei mindestens eine der Oberflächen eine Reihe von Aussparungen darin aufweist, und b) übertragbare Segmente eines härtbaren Klebevorläufers in den Aussparungen des Trägers, wobei die übertragbaren Segmente vor dem Härten des härtbaren Klebevorläufers von den Aussparungen auf ein Substrat übertragbar sind und der härtbare Klebevorläufer Material aufweist, das seine maximale Haftfestigkeit erreicht, ohne nach dem Härten Haftkleberkennzeichen aufzuweisen.
Härtbares Transferband nach Anspruch 1, wobei die Aussparungen den seitlichen Fluss des härtbaren Klebevorläufers unter Umgebungsbedingungen hemmen.
Härtbares Transferband nach Anspruch 1, wobei der härtbare Klebevorläufer einen durch Wärme oder chemisch wirksame Strahlung härtbaren Klebevorläufer aufweist.
Härtbares Transferband nach Anspruch 1, wobei der härtbare Klebevorläufer einen durch ein diffusionsfähiges Agens härtbaren Klebevorläufer aufweist.
Härtbares Transferband nach Anspruch 4, wobei der durch ein diffusionsfähiges Agens härtbare Klebevorläufer aus einem Polyurethan-Vorpolymer und einem silanhaltigen härtbaren Klebevorläufer ausgewählt ist.
Härtbares Transferband nach Anspruch 4, wobei der durch ein diffusionsfähiges Agens härtbare Klebevorläufer ferner eine Schicht von fortlaufendem, durch ein diffusionsfähiges Agens härtbarem Klebevorläufer aufweist, der die Segmente des durch ein diffusionsfähiges Agens härtbaren Klebevorläufers verbindet.
Härtbares Transferband nach Anspruch 1, wobei der härtbare Klebevorläufer ferner einen Füllstoff aufweist, der aus Siliziumdioxid, Glaskügelchen oder -blasen, Metallkügelchen oder -blasen, Polymerkügelchen oder -blasen oder Kombinationen davon ausgewählt ist.
Härtbares Transferband nach Anspruch 1, wobei der härtbare Klebevorläufer ferner leitfähige Partikel aufweist.
Härtbares Transferband nach Anspruch 1, wobei der härtbare Klebevorläufer ferner ein Flussmittelagens aufweist, das aus 2,2'-[1,4-Phenylenbis(nitrilomethylidin)]bisphenol, 2,2'-[1,3-Phenylenbis(nitrilomethylidin)]bisphenol, 2,2'-[1,2-Phenylenbis(nitrilomethylidin)]bisphenol, 2,2'-[1,3-Propanbis(nitrilomethylidin)]bisphenol, 2,2'-[1,2-Ethanbis(nitrilomethylidin)]bisphenol, 2,2'-[1,2-Propanbis(nitrilomethylidin)]bisphenol, 2,2'-[1,2-Cyclohexylbis(nitrilomethylidin)]bisphenol, 2-[[2-Hydroxyphenyl)imino]methyl]phenol oder Kombinationen davon ausgewählt ist.
Härtbares Transferband nach Anspruch 1, wobei die Aussparungen dreidimensional sind und eine ovale, kreisförmige, rechteckige, unregelmäßige oder polygonale Querschnittsform aufweisen, wobei der Querschnitt parallel zu den Oberflächen des Trägers genommen ist.
Härtbares Transferband nach Anspruch 1, wobei die Oberflächen der Aussparungen mit einer Trennbeschichtung beschichtet sind.
Härtbares Transferband nach Anspruch 1, wobei das Transferband ferner eine Abdeckfolie über den Aussparungen aufweist, wobei die Abdeckfolie zum Freilegen des härtbaren Klebevorläufers von dem Band lösbar und abnehmbar ist.