DE69514885T2

DE69514885T2 - Wärme-aktivierbarer Klebeartikel

Info

Publication number: DE69514885T2
Application number: DE69514885T
Authority: DE
Inventors: Clyde D. Calhoun; David C. Koskenmaki
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1994-10-17
Filing date: 1995-10-16
Publication date: 2000-10-05
Anticipated expiration: 2015-10-17
Also published as: DE69514885D1; JP3542673B2; EP0708162A2; JPH08183933A; EP0708162A3; US5589246A; EP0708162B1

Description

Die Erfindung betrifft einen wärmeaktivierbaren Klebeartikel, z. B. ein Band, und insbesondere einen Artikel, der einen flexiblen Trägerfilm mit einem vertieften Oberflächenabschnitt und einem erhöhten Oberflächenabschnitt darin hat.
Oft lassen sich Bahnen, Filme und Bänder mit druckempfindlichem bzw. selbstklebendem oder Haftkleber (PSA) schwer auf ein Substrat bzw. einen Untergrund an einer präzisen Stelle ohne Lufteinschluß oder Falten auftragen, in erster Linie infolge eines Vorhaftungs- bzw. verfrüht haftenden oder "schnell klebenden" Verhaltens des Haftklebers. Besonders gilt dies für "aggressive" Haftkleber, die hohe Haftfestigkeiten und/oder Klebrigkeitseigenschaften bei niedriger Temperatur haben, und ist namentlich bei zunehmender Artikelgröße problematisch. Mehrere Verfahren und Konfigurationen wurden entwickelt, um das Auftragen von Haftklebefilmen und -bändern zu vereinfachen.
Zum Verhindern von Vorhaftung bzw. verfrühter Haftung wurden beispielsweise Auftragshilfsmittel verwendet, z. B. einen oberflächenaktiven Stoff, Wasser und Alkohol enthaltende Formulierungen sowie Teilchen, Pulver oder Talke enthaltende trockene Auftragshilfsmittel. Allerdings beeinträchtigen solche Auftragshilfsmittel leicht die Hafteigenschaften des Haftklebers und verhindern die schnelle Bildung einer starken Verbindung zwischen Kleber und Untergrund.
Um die verfrühte Haftung des Haftklebers beim Auftrag zu verhindern, wurden ferner diskontinuierliche Beschichtungen aus nichtklebrigen Materialien eingesetzt, die von der Klebefläche vorstehen. Artikel mit diesen Beschichtungen können auf einen Untergrund gelegt und frei über den Untergrund bewegt werden. Zu solchen Beschichtungen gehören z. B. gemu sterte Polymerbeschichtungen, Teilchen und Filme. Noch eine weitere Konfiguration, die zum leichteren Auftragen von Haftklebefilmen und -bändern zum Einsatz kommt, verwendet eine regellose Verteilung hohler Glasmikrokugeln, die teilweise im Kleber eingebettet sind, als Einrichtung zum Verhindern von Kontakt und verfrühter Haftung. Durch Druckausübung werden die Mikrokugeln zerdrückt, wodurch der Kleber den Untergrund berühren und sofort eine starke Verbindung herstellen kann.
Zu anderen Verfahren zum Umgang mit verfrühter Haftung gehört die Bildung von Zapfen aus Kleber, die optional Perlen enthalten und von der Haftklebefläche vorstehen. Beschrieben wurden ferner topologisch strukturierte Kleber. Verschiedene Klebeschichttopologien weisen konkave und konvexe V-Nuten oder Halbkugeln sowie andere dreidimensionale Formen auf. Im allgemeinen bilden diese Topologien Klebebahnen, -filme und -bänder mit geringeren Ablösehaftungswerten im Vergleich zu glattflächigen Klebern. Vielfach zeigen die topologisch strukturierten Kleber auch eine Haftungsänderung mit zunehmender Kontaktzeit.
Diese Klebeartikel zeigen verschiedene Arten von positionierbarem und neupositionierbarem Verhalten. Jedoch können bestimmte dieser Artikel problembehaftet sein. Daher besteht Bedarf an alternativen Verfahren zum Verhindern verfrühter Haftung beim Einsatz von Haftklebern. Wünschenswert sind ferner Verfahren zum Ankleben solcher Artikel bei Wärmeausübung und ohne Druckausübung.
Die Erfindung stellt einen wärmeaktivierbaren Klebeartikel bereit, der einen Trägerfilm, vorzugsweise einen flexiblen Trägerfilm, mit mindestens einer Oberfläche mit einem vertieften Oberflächenabschnitt (mit einer oder mehreren Vertiefungen) und einem erhöhten Oberflächenabschnitt (mit einem oder mehreren Vorsprüngen) darin hat. Ein Kleber, vorzugsweise ein druckempfindlicher bzw. selbstklebender oder Haftkleber, ist auf diese Oberfläche so aufgetragen, daß sich der erhöhte Oberflächenabschnitt, d. h. der Vorsprung oder die mehreren Vorsprünge, oberhalb der Oberfläche des Klebers erstreckt. Als Ergebnis dieses Aufbaus können bestimmte bevorzugte Ausführungsformen auf dem Untergrund ohne wesentliche verfrühte Haftung frei umherbewegt werden. Andere Ausführungsformen lassen sich positionieren, leicht entfernen und neupositionieren. Somit stellt die Erfindung positionierbare und/oder neupositionierbare Artikel bereit. Bei Einwirkung von thermischer Energie, d. h. Wärme, wird der Trägerfilm so "aktiviert" oder modifiziert, daß der Kleber den Untergrund kontaktieren kann, an den der Artikel anzukleben ist. Beispielsweise können die Vorsprünge eingezogen werden, wodurch der Kleber den Untergrund berühren kann.
Der erhöhte Oberflächenabschnitt im Trägerfilm kann im wesentlichen kontinuierlich sein, wodurch er einen kontinuierlichen Vorsprung bildet. Dadurch ist der vertiefte Oberflächenabschnitt diskontinuierlich. Ist der vertiefte Oberflächenabschnitt diskontinuierlich, sind getrennte Vertiefungen in Abständen voneinander gebildet. In dieser Ausführungsform wirken die Vertiefungen als einzelne Taschen oder Behälter für den Kleber und ermöglichen, den Kleber in einzelne Segmente zu mustern. Jede der einzelnen Vertiefungen dieses segmentierten vertieften Oberflächenabschnitts ist nicht vollständig mit Kleber gefüllt, wodurch sich der erhöhte Oberflächenabschnitt oberhalb der Höhe des Klebers erstrecken kann.
Alternativ kann der erhöhte Oberflächenabschnitt diskontinuierlich sein. Ist der erhöhte Oberflächenabschnitt diskontinuierlich, enthält die Oberfläche des Trägerfilms mehrere beabstandete Vorsprünge, d. h. Ausstülpungen, die vorzugsweise im wesentlichen gleichmäßig verteilt sind und durch die Klebeschicht an intermittierenden Punkten auf der Oberfläche des Klebers vorstehen. In dieser Ausführungsform ist der vertiefte Oberflächenabschnitt im wesentlichen kontinuierlich. Somit weist diese Ausführungsform eine Oberfläche mit einer Vertiefung auf, die im wesentlichen kontinuierlich und durch von ihr vorstehende Vorsprünge unterbrochen ist.
Unabhängig davon, ob der erhöhte Oberflächenabschnitt oder vertiefte Oberflächenabschnitt kontinuierlich oder diskontinuierlich ist, erstreckt sich die Menge oder Dicke des auf die Oberfläche des Trägerfilms aufgetragenen Klebers nicht oberhalb der Höhe des erhöhten Oberflächenabschnitts, d. h. des Vorsprungs oder der Vorsprünge, die sich vom Rückschichtabschnitt des Trägerfilms erstrecken. Somit ist in bestimmten bevorzugten Ausführungsformen die Spitze oder freiliegende Oberseite des erhöhten Oberflächenabschnitts, d. h. des Abschnitts des oder der Vorsprünge, die sich oberhalb der Klebefläche befinden, im wesentlichen nichtklebrig, wodurch der Klebeartikel positionierbar ist. In diesem Zusammenhang bedeutet "positionierbar", daß der Abschnitt des Trägerfilms, der den Untergrund vor Wärmeeinwirkung auf den Trägerfilm berührt, im wesentlichen nichtklebrig ist, so daß der Klebeartikel über die Oberfläche in die richtige Position ohne verfrühte Haftung am Untergrund leicht verschoben werden kann.
Dieser im wesentlichen nichtklebrige Charakter bedeutet nicht unbedingt, daß die Spitzen der Vorsprünge frei von sämtlichem Kleber sind, obwohl dies eine besonders bevorzugte Ausführungsform ist. Statt dessen können die Spitzen der Vorsprünge mit einer sehr dünnen Klebeschicht überzogen sein, z. B. mit dem gleichen Kleber, der im vertieften Oberflächenabschnitt enthalten ist, oder einem anderen Kleber, oder sie können mit einer dickeren Klebeschicht beschichtet sein, die nichtklebrig gemacht wurde, zum Beispiel durch Vernetzen.
Alternativ können die Oberseiten der freiliegenden Oberflächenabschnitte der Vorsprünge mit einer Schicht aus einem klebrigen Kleber überzogen sein, wodurch der Artikel neupositionierbar, aber nicht positionierbar sein kann. Diese Klebeschicht könnte der gleiche Kleber sein, der im vertieften Oberflächenabschnitt vorliegt. Unabhängig davon, ob sie positionierbar, neupositionierbar oder beides sind, haben die Artikel der Erfindung alle einen Abschnitt des Trägerfilms, der sich oberhalb der Oberfläche des Klebers auf dem vertieften Oberflächenabschnitt so erstreckt, daß der Kleber den Untergrund solange nicht berührt, bis der Artikel Wärmeenergie ausgesetzt und der Trägerfilm "aktiviert", d. h. modifiziert, wurde, damit eine solche Berührung erfolgen kann.
Im wesentlichen ist der Trägerfilm seitenstabil, aber wärmerückformbar. Das heißt, der Trägerfilm und daher der Artikel, den er bildet, formen sich in eine ursprüngliche Form zurück, aus der sie bei Einwirkung von Wärmeenergie verformt wurden. Normalerweise ändern sich die Gesamtlänge und -breite des Artikels nicht wesentlich, während sich die Oberfläche in eine im wesentlichen glatte Konfiguration zurückformt. Obwohl also der Trägerfilm im wesentlichen seitenstabil ist, d. h. Größe und Form des Klebeartikels allgemein in seiner Länge und Breite gleich bleiben, können Änderungen der Dicke von Abschnitten des Trägerfilms (d. h. Ausstülpungen oder Vertiefungen) auftreten, damit der Kleber den Untergrund berühren kann. Das heißt, der erhöhte Oberflächenabschnitt (oder alternativ der vertiefte Oberflächenabschnitt) kann zusammenfallen oder sich zurückziehen, damit der Kleber den Untergrund kontaktieren kann, indem der Trägerfilm erwärmt wird. In der Verwendung hierin verweist der Begriff "rückformbar" auch auf einen Artikel, der eine neue Konfiguration annimmt, obwohl er zuvor nicht verformt wurde.
Ein Verfahren, den Trägerfilm bei Einwirkung von Wärmeenergie rückformbar zu machen, besteht darin, in den Film ein Formgedächtnis beim Prägen so einzubauen, daß sich der Film bei Erwärmung seinem Ausgangszustand vor dem Prägen annähert, d. h. einem flachen oder glatten Film. Dieses Formerinnerungsvermögen kann in den erhöhten oder vertieften Oberflächenabschnitt eingebaut sein, ist aber nicht in den gesamten Film eingebaut. Im Grunde wirkt der Trägerfilm als Wärmeschrumpffilm in diesen erhöhten oder vertieften Oberflächenabschnitten, behält aber allgemein seine Seitenmaße.
Ein weiteres Verfahren, den Trägerfilm bei Einwirkung von Wärmeenergie rückformbar zu machen, besteht darin, Vorsprünge in den Trägerfilm einzuarbeiten, indem "Abstandshalter" an einen Rückschichtabschnitt des Films geklebt werden. Normalerweise sind diese Abstandshalter aus einem Material hergestellt, das sich vom Rückschichtmaterial des Trägerfilms unterscheidet, das selbst wärmeaktivierbar ist. Bei Einwirkung von Wärmeenergie werden die Abstandshalter so modifiziert, daß sie ermöglichen, daß der Kleber auf dem vertieften Oberflächenabschnitt den Untergrund berühren kann. Zu geeigneten Materialbeispielen für die Herstellung der Abstandshalter gehören niedrigschmelzende thermoplastische Polymere, Schäume oder Heißschmelzkleber. In der Verwendung hierin ist ein Trägerfilm mit solchen wärmeaktivierbaren Abstandshaltern auch dann "rückformbar", wenn der Trägerfilm nicht verformt wurde, z. B. durch Prägen.
Der in den Artikeln der Erfindung verwendete Kleber kann jeder aus einem breiten Bereich von Klebern sein, z. B. Haftkleber, Heißschmelzkleber usw. Vorzugsweise ist der Kleber ein Haftkleber. Geeignete Haftkleber lassen sich aus einer Vielzahl von Klebern auswählen, u. a. Silikone, Polyolefine, Polyurethane, Polyester, Acrylate, Polyamide sowie Haftkleber aus Natur- oder Kunstgummiharz.
Die wärmeaktivierbaren Klebeartikel der Erfindung sind zumindest deshalb besonders vorteilhaft, weil sie relativ billig herzustellen sind. Zum Beispiel läßt sich der erhöhte Oberflächenabschnitt des Trägerfilms durch einen Prägeschritt in einem Filmextrusionsverfahren ausbilden. Ferner können die Klebeartikel der Erfindung ohne Druckausübung aufgetragen werden. Das heißt, der Artikel kann auf eine Oberfläche aufgetragen werden, und der Trägerfilm kann nur mit Wärme aktiviert werden, z. B. durch Einwirkung von Infrarotstrahlung oder erwärmtem Gas, damit der Kleber den Untergrund kontaktieren und daran haften kann.
Ferner stellt die Erfindung Verfahren zum Ankleben eines wärmeaktivierbaren Klebeartikels an einen Untergrund bereit. Zu einer speziellen Ausführungsform gehört das Auftragen des wärmeaktivierbaren Klebeartikels auf den Untergrund und das Einwirkenlassen einer ausreichenden Wärmemenge auf den Artikel, so daß der Trägerfilm modifiziert wird, damit der Kleber auf dem vertieften Oberflächenabschnitt den Untergrund berühren kann. Bei diesem Verfahren kann der wärmeaktivierbare Klebeartikel jeder der zuvor beschriebenen sein.
Ein alternatives Verfahren weist die folgenden Schritte auf: Auftragen eines wärmeaktivierbaren Klebeartikels auf einen Untergrund, wobei der wärmeaktivierbare Klebeartikel einen Trägerfilm, eine darauf aufgetragene Klebeschicht und eine Schicht aus im wesentlichen nichtklebenden Teilchen aufweist, mit denen die Klebeschicht beschichtet ist, und Einwirkenlassen einer ausreichenden Wärmemenge auf den Artikel, um die im wesentlichen nichtklebenden Teilchen so zu modifi zieren, daß sie der Klebeschicht erlauben, den Untergrund zu berühren. In dieser Ausführungsform werden die im wesentlichen nichtklebenden Teilchen modifiziert (z. B. durch Sublimieren, Schmelzen, Zusammenfallen, Schrumpfen), wodurch der Kleber den Untergrund berühren kann. Diese Teilchen unterscheiden sich von den zuvor beschriebenen Abstandshaltern darin, daß die im wesentlichen nichtklebenden Teilchen nicht Teil des Rückschichtmaterials des Trägerfilms oder direkt daran angeklebt sind. Statt dessen sind die im wesentlichen nichtklebenden Teilchen über die Oberfläche der Klebeschicht verteilt oder in die Klebeschicht teilweise eingebettet.
In dieser Anmeldung
bezieht sich "Kleber" auf die Klebezusammensetzung und kann auch die Klebeschicht eines Klebeartikels bezeichnen;
bezeichnet "Trägerfilm" eine dünne, vorzugsweise flexible Bahn und wird auch als Trägerbahn bezeichnet; in bestimmten Ausführungsformen besteht der Trägerfilm aus einem Rückschichtabschnitt und daran angeklebten "Abstandshaltern";
bezieht sich "positionierbar" auf einen Klebeartikel, der auf einem Untergrund plaziert und leicht über die Oberfläche in die richtige Position geschoben werden kann, ohne daß er verfrüht am Untergrund haftet;
betrifft "neupositionierbar" einen Klebeartikel, der ohne wesentlichen Verlust von Klebeeigenschaften und ohne Beschädigung der Untergrundoberfläche wiederholt auf eine Untergrundoberfläche aufgetragen und davon entfernt werden kann;
bedeutet "Bahn" einen dünnen Artikel mit großer Oberfläche, der eine rechtwinklige Form oder andere Konfigurationen haben kann, z. B. alphanumerische Zeichen;
bedeutet "in wesentlichen gleichmäßig verteilt", daß die mittlere spezifische Dichte von Ausstülpungen (z. B. Abstandshaltern), Vertiefungen oder im wesentlichen nichtklebenden Teilchen über den gesamten Klebeartikel in einem regelmäßigen oder ungeordneten Muster so gleichmäßig ist, wie dies notwendig ist, um den Artikel positionierbar oder neupositionierbar zu machen;
bezeichnet "Untergrund" die Oberfläche, auf die ein Klebeartikel aufgetragen wird; und
bedeutet "Klebrigkeit" die sofortige Kontakthaftung zwischen dem Kleber und dem Untergrund, wobei die Klebrigkeit untergrundspezifisch sein kann.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben.
Fig. 1 ist eine Perspektivansicht einer Ausführungsform eines wärmeaktivierbaren Klebeartikels der Erfindung, der eine Oberfläche mit einem diskontinuierlichen erhöhten Oberflächenabschnitt, d. h. Vorsprüngen, hat, zwischen denen sich ein kontinuierlicher vertiefter Oberflächenabschnitt befindet, der mit einem Kleber beschichtet ist.
Fig. 2 ist eine Perspektivansicht einer alternativen Ausführungsform eines wärmeaktivierbaren Klebeartikels der Erfindung, der eine Oberfläche mit einem diskontinuierlichen vertieften Oberflächenabschnitt, d. h. mehreren segmentierten Vertiefungen, hat, zwischen denen sich ein kontinuierlicher erhöhter Oberflächenabschnitt befindet. In den segmentierten Vertiefungen ist der Kleber aufgetragen.
Fig. 3 ist eine Querschnittansicht einer alternativen Ausführungsform eines wärmeaktivierbaren Klebeartikels der Erfindung mit zwei gegenüberliegend parallelen Oberflächen (oder Seiten), die jeweils einen erhöhten Oberflächenabschnitt und einen vertieften Oberflächenabschnitt mit einem Kleber haben, der auf den vertieften Oberflächenabschnitt auf jeder Seite aufgetragen ist.
Fig. 4 ist eine Querschnittansicht des wärmeaktivierbaren Klebeartikels von Fig. 3, nachdem Wärme auf den Artikel ausgeübt wurde und der erhöhte Oberflächenabschnitt (oder alternativ der vertiefte Oberflächenabschnitt) zusammengefallen oder zurückgezogen ist, damit der Kleber den Untergrund berühren kann.
Fig. 5 ist eine Perspektivansicht einer Ausführungsform eines wärmeaktivierbaren Klebeartikels der Erfindung, der eine Oberfläche mit Abstandshaltervorsprüngen hat, die oberhalb der Oberfläche des Klebers vorstehen.
Die Klebeartikel der Erfindung sind wärmeaktivierbar. Das heißt, der Trägerfilm, der mit dem Kleber beschichtet ist, kann aktiviert, d. h. modifiziert werden, wenn er thermischer Energie, d. h. Wärme, ausgesetzt wird, so daß der Kleber den Untergrund berühren kann, an den der Artikel anzukleben ist. Erreicht wird dies durch Verwendung eines Trägerfilms mit einem erhöhten Oberflächenabschnitt, entweder als kontinuierlicher Vorsprung oder als mehrere Vorsprünge, der sich oberhalb der Höhe des Klebers so erstreckt, daß der Kleber den Untergrund nicht berühren kann. Bei Wärmeeinwirkung wird der Trägerfilm modifiziert (z. B. durch Rückzug oder Schrumpfen der Vorsprünge), und der Kleber kann den Untergrund kontaktieren.
Der Abschnitt des Trägerfilms zwischen den Vorsprüngen, d. h. der den Kleber "enthaltende" Abschnitt, wird als vertiefter Oberflächenabschnitt bezeichnet, d. h. eine kontinuierliche Vertiefung oder mehrere Vertiefungen. Dies soll nicht bedeuten, daß dieser Abschnitt des Trägerfilms ein "Behälter" mit Seitenwänden ist, obgleich er so beschrieben werden könnte. Statt dessen wird dieser Begriff allgemein vergleichend verwendet. Wird also ein anfangs flacher Trägerfilm so geprägt, daß Filmabschnitte oberhalb der Anfangsebene einer Oberfläche (zum Beispiel der Vorderseite des Trägerfilms) vorstehen, weisen diese Vorsprünge den erhöhten Oberflächenabschnitt auf, während der Rest der Oberfläche den vertieften Oberflächenabschnitt aufweist. Siehe hierzu z. B. die Vorderseite 20 des Trägerfilms von Fig. 1, der später näher diskutiert wird. Wird alternativ ein anfangs flacher Trägerfilm so geprägt, daß Abschnitte des Film unterhalb der Anfangsebene einer Oberfläche vertieft sind, weisen diese Vertiefungen den vertieften Oberflächenabschnitt auf, und der Rest der Oberfläche weist den erhöhten Oberflächenabschnitt auf. Siehe hierzu z. B. die Rückseite 22 des Trägerfilms von Fig. 1.
Somit wird durch die Erfindung ein wärmeaktivierbarer Klebeartikel, vorzugsweise in Form eines Bands, mit einem Trägerfilm mit zwei gegenüberliegend parallelen Oberflächen bereitgestellt, wobei mindestens eine der Oberflächen mindestens eine Vertiefung mit einer Hauptoberfläche, die im we sentlichen kontinuierlich und durch von ihr vorstehende Vorsprünge unterbrochen ist; und vorzugsweise einen Haftkleber auf (oder in) der Vertiefung aufweist. Im Gebrauch formt sich der Trägerfilm bei Wärmeeinwirkung zurück, wodurch der Kleber auf dem vertieften Oberflächenabschnitt den Untergrund berühren kann. Wie zuvor erwähnt, ist der Trägerfilm im wesentlichen seitenstabil, d. h., Größe und Form des Klebeartikels bleiben in Länge und Breite allgemein gleich. Maßänderungen treten nur im erhöhten Oberflächenabschnitt (oder alternativ im vertieften Oberflächenabschnitt) z. B. durch Zusammenfallen oder Zurückziehen auf, damit der Kleber den Untergrund beim Erwärmen des Trägerfilms berühren kann.
Die wärmeaktivierbaren Artikel der Erfindung können positionierbar, neupositionierbar oder beides sein. Vorzugsweise sind sie mindestens positionierbar, d. h., der Klebeartikel kann auf einem Untergrund plaziert und über die Oberfläche in die gewünschte Position ohne verfrühte Haftung am Untergrund leicht verschoben werden. Ist ein Artikel anfangs neupositionierbar, so ist er normalerweise nicht positionierbar, aber ist ein Artikel anfangs positionierbar, so kann er nach Wärmeeinwirkung neupositionierbar sein. Dem Fachmann ist verständlich, daß ein Artikel der Erfindung durch richtige Kleberauswahl anfangs positionierbar und danach neupositionierbar sein kann. Außerdem ist dem Fachmann verständlich, daß sobald ein positionierbarer Artikel der Erfindung neupositionierbar wird, er nicht mehr positionierbar ist. Das heißt, bei Verwendung geeigneter neupositionierbarer Kleber kann der wärmeaktivierbare Klebeartikel nach Wärme- und optionaler Druckeinwirkung entfernt und neupositioniert werden. Sobald aber der Artikel mit einem neupositionierbaren Kleber an eine Oberfläche geklebt und entfernt wurde, kann er nicht mehr über den Untergrund ohne verfrühte Haftung daran verschoben werden.
Die wärmeaktivierbaren Artikel der Erfindung können z. B. die Form von Bahnen, Filmen und Bändern haben. Sie können in vielfältigen Anwendungsbereichen zum Einsatz kommen, z. B. dekorative und informative Markierungen an Fahrzeugen; Schilder; Gebäude; Simse; Markisen; Bänder, z. B. Abzieh- bzw. Übertragungsbänder, doppelseitige Bänder, fotografische und andere Layout-Bänder; sowie Abdeckbänder zum Farbspritzen; Tapeten u. ä. Sind die wärmeaktivierbaren Artikel der Erfindung Übertragungsbänder, löst sich der Kleber vom Trägerfilm, normalerweise als Ergebnis einer Trennschicht zwischen Trägerfilm und Kleber. Außerdem kann der Trägerfilm zusätzliche Funktions- und Dekorschichten aufweisen, z. B. durchsichtige Schichten, dekorative Klebeschichten, Siebdruckfarben, Sperrschichten, Haftverstärker, Mehrfachschichten aus durchscheinenden Filmen u. ä. Solche Funktions- und Dekorschichten sind in der Technik bekannt und können mit dem Fachmann bekannten Techniken verwendet, aufgetragen oder laminiert werden.
In Fig. 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines wärmeaktivierbaren Klebeartikels der Erfindung gezeigt. In dieser Ausführungsform ist der erhöhte Oberflächenabschnitt diskontinuierlich, und der vertiefte Oberflächenabschnitt ist im wesentlichen kontinuierlich. Ein druckempfindliches bzw. Haftklebeband 10 hat einen flexiblen Trägerfilm 11, der so geprägt ist, daß er einen vertieften Oberflächenabschnitt 14 mit einer Schicht aus einem Kleber 16 darauf bildet. Mehrere beabstandete Vorsprünge (d. h. Ausstülpungen) 18 des Trägerfilms 11 ragen durch die im wesentlichen kontinuierliche Klebeschicht 16 an intermittierenden Punkten über der Oberfläche der Klebeschicht 16 vor. Dadurch ist der erhöhte Oberflächenabschnitt diskontinuierlich und bildet Vorsprünge 18, die vorzugsweise im wesentlichen gleichmäßig in einer Höhe verteilt sind, die höher als die Dicke der Klebeschicht ist. Diese Vorsprünge 18 können jede gewünschte Form, Abmessung und Musterung haben. Beispielsweise können sie auf der Oberseite abgeflacht sein, konvex sein, eine kleine konkave Eindrückung in der Oberseite haben, um eine geringe Menge eines Klebers unterzubringen, oder ein kleines Loch in der Oberseite haben, damit entlüftet werden kann. Für bestimmte bevorzugte Ausführungsformen haben sie aber die konvexen Oberseiten gemäß Fig. 1.
Der erhöhte und der vertiefte Oberflächenabschnitt können sich nur auf einer Seite, d. h. einer Oberfläche, des Trägerfilms befinden, oder sie können auf beiden Seiten des Trägerfilms vorhanden sein. Befinden sie sich auf beiden Seiten, können die Ausstülpungen auf einer Seite des Trägerfilms Vertiefungen auf der Gegenseite bilden, wenngleich dies nicht immer auftritt. Fig. 1 zeigt eine Vorderseite 20 des Trägerfilms mit Ausstülpungen 18 und eine Rückseite 22 mit entsprechenden Vertiefungen 24. Ähnlich hat die kontinuierliche Vertiefung 14 auf der Vorderseite 20 eine entsprechende kontinuierliche Ausstülpung auf der Rückseite 22. Alternativ könnte die Rückseite 22 eine flache Oberfläche ohne Ausstülpungen oder Vertiefungen sein.
In Fig. 2 ist eine alternative bevorzugte Ausführungsform eines wärmeaktivierbaren Klebeartikels der Erfindung gezeigt. In dieser Ausführungsform ist der erhöhte Oberflächenabschnitt im Trägerfilm im wesentlichen kontinuierlich, was einen kontinuierlichen Vorsprung bildet, und der vertiefte Oberflächenabschnitt ist diskontinuierlich, wodurch getrennte Segmente oder Vertiefungen in Abständen voneinander gebildet sind. Die Vertiefungen wirken als einzelne Taschen oder Behälter für den Kleber und ermöglichen das Mustern des Klebers in einzelne Segmente. Die einzelnen Vertiefungen sind nicht voll mit Kleber gefüllt, wodurch sich der erhöhte Oberflächenabschnitt oberhalb der Höhe des Klebers erstrecken kann.
Obwohl die Rückseite des Trägerfilms dieses Artikels flach sein kann (d. h. ohne Vorsprünge oder Vertiefungen darin), besteht die gezeigte Ausführungsform, d. h. ein Band 110, aus einem flexiblen Trägerfilm, der so geprägt wurde, daß er mehrere Vertiefungen auf einer Seite und mehrere entsprechende Vorsprünge auf der Gegenseite hat. Insbesondere hat das Haftklebeband 110 einen flexiblen Trägerfilm 111, der so geprägt ist, daß er mehrere Vertiefungen 114, die eine Schicht aus Kleber enthalten, vorzugsweise aus einem Haftkleber 116, und einen kontinuierlichen erhöhten Oberflächenabschnitt 118 auf der Vorderseite 120 des Trägerfilms 111 bildet. Vorzugsweise ist die freiliegende Oberfläche des erhöhten Oberflächenabschnitts 118 im wesentlichen frei von Kleber. Auf der Rückseite 122 des Trägerfilms befinden sich eine im wesentlichen kontinuierliche Vertiefung 124, die dem kon tinuierlichen Vorsprung 118 entspricht, und mehrere Vorsprünge, die den Vertiefungen 114 entsprechen. Je nach Form und Gestaltung des kontinuierlichen erhöhten Oberflächenabschnitts 118 können die Artikel der Erfindung eine nahezu unendliche Anzahl von Mustern haben.
Fig. 3 und 4 zeigen eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines wärmeaktivierbaren Klebeartikels der Erfindung vor Wärmeaktivierung (Fig. 3) und nach Wärmeaktivierung (Fig. 4). Wie in der Ausführungsform von Fig. 2 besteht ein Band 210 aus einem flexiblen Trägerfilm 211, der so geprägt ist, daß er mehrere Vertiefungen 214 und Vorsprünge 218 auf einer Seite und mehrere entsprechende Vorsprünge 226 und entsprechende Vertiefungen 224 auf der Gegenseite hat. In dieser Ausführungsform ist aber der Kleber auf beide Oberflächen des Trägerfilms in (oder auf) den Vertiefungen 214 und 224 in einer solchen Menge aufgetragen, daß sich die Vorsprünge 218 und 226 oberhalb der Höhe des Klebers erstrecken. Somit weist die Erfindung in ihrem Schutzumfang doppelseitige wärmeaktivierbare Bänder auf. Sobald das Band positioniert ist und Wärme ausgeübt wird, kehrt der Trägerfilm in seine Form zurück, und der Kleber erstreckt sich oberhalb der Höhe der Vorsprünge. Danach befindet sich das Band in einer Konfiguration zum Ankleben an einen Untergrund, vorzugsweise zum Zusammenkleben zweier Oberflächen.
Fig. 5 ist noch ein weiteres Beispiel für einen wärmeaktivierbaren Klebeartikel der Erfindung. In dieser Ausführungsform ist wie in Fig. 1 ein Haftklebeband 310 gezeigt, das einen flexiblen Trägerfilm 311 mit einem vertieften Oberflächenabschnitt 314 hat, auf dem sich eine Schicht aus einem Kleber 316 befindet. Mehrere beabstandete Vorsprünge 318 ragen durch die im wesentlichen kontinuierliche Klebeschicht 316 an intermittierenden Punkten vor. Anders als bei der Ausführungsform von Fig. 1 sind diese Vorsprünge eigentlich "Abstandshalter", die am Film 311 haften. Solche Abstandshalter sind aus einem wärmeaktivierbaren Material hergestellt, das sich vom Material für den Rest des Trägerfilms unterscheidet. In der Verwendung in dieser Ausführungsform weist der Trägerfilm die Abstandshalter auf, die am Rückschichtabschnitt des Trägerfilms befestigt sind. Bei Einwirkung von Wärmeenergie werden diese Abstandshalter modifiziert, wodurch der Kleber im vertieften Oberflächenabschnitt den Untergrund berühren kann; allerdings ändern sich die Seitenmaße des Trägerfilms insgesamt nicht wesentlich. Modifiziert werden die Abstandshalter allgemein durch Verringerung ihrer Höhe oder des Abstands, in dem sie sich über der Oberfläche des Klebers erstrecken, was zum Beispiel beim Schmelzen der Abstandshalter geschehen kann.
Zu Beispielen für geeignete Materialien für die Abstandshalter gehören u. a. niedrigschmelzende thermoplastische Polymere, z. B. Polystyrol, Polyolefine, Polyester, Polyacrylate, Polymethacrylate und Copolymere von Acrylaten und Methacrylaten; Heißschmelzkleber mit einem Schmelzpunkt über etwa 120ºF (49ºC), vorzugsweise über etwa 240ºF (116ºC), aber nicht über dem Schmelzpunkt des Trägerfilms, z. B. Polyester, Polyacrylate, Polyamide und deren Copolymere; sowie Schäume aus all diesen Materialien. Verständlich sollte sein, daß in der Verwendung hierin ein Trägerfilm mit solchen wärmeaktivierbaren Abstandshaltern "rückformbar" ist, obwohl der Trägerfilm nicht verformt wurde, z. B. durch Prägen.
Somit ist der Trägerfilm der Erfindung wärmerückformbar, und die Wärmerückformbarkeit kann in den Trägerfilm eingearbeitet werden, indem das Material geprägt oder indem ein anderes Material in Form von Abstandshaltern zur Oberfläche des Trägerfilms zugefügt wird. Vorzugsweise ist der Trägerfilm ein geprägtes wärmerückformbares Material. In solchen Ausführungsformen ist der Trägerfilm ein Polymermaterial, das aus jedem geeigneten Polymer besteht, das "mit Formgedächtnis geformt" werden kann, d. h. so geformt, daß es beim Prägen ein Formerinnerungsvermögen in den Film einbaut, so daß bei Erwärmung der Film in seinen Zustand vor Prägen zurückkehren (oder sich ihm zumindest annähern) will, d. h. einem flachen oder glatten Film. Dieses Formgedächtnis kann in den erhöhten oder vertieften Oberflächenabschnitt eingebaut sein, ist aber nicht in den gesamten Film eingebaut. Zu geeigneten Polymermaterialien, die mit Formgedächtnis geformt werden können, gehören u. a. Polyolefine, z. B. Polyethylen hoher Dichte, Polyethylen niedriger Dichte und Polyethylencopolymere, z. B. Ethylen-Ethylacrylat-Copolymer, Ethylen-Acrylsäure-Copolymer und Ethylen-Vinylsäure-Copolymer, Fluorpolymere, z. B. Polyvinylindenfluorid und Ethylen-Tetrafluorethylen-Copolymer; Nylon; Polyvinylchlorid; und Elastomere. Normalerweise wird das Polymermaterial extrudiert oder anderweitig schmelzgeformt. Die Dicke des Materials ist von der Größe des Untergrunds und der Festigkeit abhängig, die der Artikel in seinem rückgeformten Zustand erfordert.
In solchen Ausführungsformen hat mindestens ein Teil des Trägerfilms ein geprägtes Muster, das sich abschwächt und oft "verschwindet", wenn ausreichend Wärme einwirkt. Das geprägte Muster kann mit einer Anzahl von Verfahren aufgebracht werden, z. B. durch Aufprägen oder mittels einer Warmpresse. Solche Materialien zeigen die Eigenschaft eines elastischen oder plastischen Formerinnerungsvermögens. Ein Verfahren zur Herstellung eines wärmerückformbaren Artikels weist die folgenden Schritte auf: Formen des Polymermaterials in die gewünschte wärmestabile Form, anschließendes Vernetzen des Polymermaterials, Erwärmen des Artikels auf eine ausreichende Temperatur, damit der Artikel verformt werden kann, aber durch Vernetzung oder Kristallinität verliehene Rückformkräfte behält, und Abkühlen des Artikels in seinem verformten Zustand, so daß der verformte Zustand des Artikels beibehalten wird. Da im Gebrauch der verformte Zustand des Artikels wärmeinstabil ist, kann ausreichend Wärme ausgeübt werden, um den Artikel zu veranlassen, seiner ursprünglichen, wärmestabilen Form nahezukommen, d. h. den Formerinnerungseffekt hervorzurufen. Zu solchen Energiequellen gehören u. a. Infrarotstrahlungsquellen, Haartrockner, erwärmte Walzen usw. Dadurch "verschwindet" allgemein das geprägte Muster, und der Trägerfilm wird im wesentlichen glatt. Inder Verwendung hierin bedeutet "im wesentlichen glatt", daß die Oberseiten der Vorsprünge im geprägten Muster nach Erwärmen und Rückformen des Artikels unterhalb der Oberfläche der Klebeschicht liegen.
Das geprägte Muster kann aus einer regelmäßigen Anordnung oder Gruppierung, einem abstrakten Dessin oder einem ungeordneten Muster bestehen. Je nach Anwendung kann das ge prägte Muster nur einen Teil der ersten Oberfläche des Polymerelements bedecken, oder es kann im wesentlichen die gesamte erste Oberfläche bedecken. Isolierte und zufällige Beeinträchtigungen der äußeren Erscheinung, die als Ergebnis der Herstellung des Artikels auftreten, gelten im Sinn dieser Beschreibung nicht als Muster.
Normalerweise sind Größe und Form der Vertiefungen und Vorsprünge in der geprägten Trägerbahn unkritisch, sollten aber so ausgewählt sein, daß sie der beabsichtigten Anwendung entsprechen. Auch die Tiefe der Vertiefungen unterliegt keiner kritischen Grenze, liegt aber normalerweise unter 0,25 mm wie die Dicken typischer Kleber. Die Vorsprungshöhe muß größer als die Dicke des Klebers sein, mit dem der vertiefte Oberflächenabschnitt beschichtet ist. Die dreidimensionale Form der Vertiefungen und Vorsprünge läßt sich bei Bedarf leicht steuern und auf spezifische Anwendungen abstellen. Querschnitte der dreidimensionalen Formen parallel zu den Oberflächen des Trägerfilms können vielfältige Formen haben, u. a. oval, kreisförmig, vieleckig oder rechtwinklig.
In Ausführungsformen, in denen Abstandshalter zur Bildung von Ausstülpungen auf dem Trägerfilm verwendet werden, sind die Abstandshalter aus einem wärmeaktivierbaren Material hergestellt, das sich gemäß der obigen Diskussion vom Rest des Trägerfilmmaterials, d. h. dem Rückschichtabschnitt des Trägerfilms, unterscheidet. In solchen Ausführungsformen ist der Rückschichtabschnitt des Trägerfilms nicht auf ein Polymermaterial beschränkt. Statt dessen kann er jede dicke oder dünne Plastikmasse (künstlich oder natürlich), reflektierende Bahn, ein Textilerzeugnis (Gewebe oder Vlies), Papier, Metallfolie, Verbundmaterial usw. sein. Der Rückschichtabschnitt des Trägerfilms kann so aufgebaut sein, daß der resultierende Artikel ein grafischer Artikel, ein Übertragungsband, ein doppelseitigen Band, eine Markise u. ä. ist.
Die in den Artikeln der Erfindung verwendete Kleberart ist nicht speziell beschränkt. Insbesondere für diskontinuierliche vertiefte Oberflächenabschnitte können die in der Erfindung verwendeten Kleber einen breiten Bereich von Arten und Viskositäten haben, da der Trägerfilm seitliches Fließen des Klebers verhindert. Der Kleber kann bei Raumtemperatur im wesentlichen nichtklebrig sein, wenn er bei einer erhöhten Temperatur, bei der er zu verwenden ist, klebrig wird. Alternativ kann der Kleber beim Anfassen nicht klebrig, aber an anderen Untergründen aggressiv klebrig sein. Diese Kleber sind untergrundspezifisch und bilden eine ausreichende Klebeverbindung zwischen Untergrund und Klebebahn.
Zur Verwendung in den Ausführungsformen der Erfindung sind druckempfindliche bzw. Haftkleber bevorzugt. Nichthaftkleber, z. B. wärmeaktivierte oder lösungsmittelaktivierte Kleber, können verwendet werden, sind aber weniger bevorzugte Ausführungsformen als Haftkleber aufgrund ihres schwierigeren Auftragens und ihrer größeren Neigung, Luft beim Auftragen einzuschließen. Der Nutzen eines Haftklebers ist seine natürliche Flexibilität und seine Dehnungseigenschaften. Für herkömmliche Haftkleber kommt allgemein Druck zum Einsatz, um den Klebeartikel an den Untergrund zu kleben, obwohl dies nicht immer erforderlich ist. Sobald aber Wärme auf die Artikel der Erfindung wirkt, um den Trägerfilm zur Rückformung zu veranlassen und damit der Kleber den Untergrund berühren kann, kann Druck auf den Artikel ausgeübt oder nicht ausgeübt werden, um den gewünschten Haftungsgrad zu erreichen. Während die Klebebahn eine große Vielfalt technisch bekannter Haftkleber verwenden kann, ist der Haftkleber vorzugsweise einer, der aggressiv klebrig ist und starke Verbindungen beim Kontakt mit Untergründen herstellt.
Technisch sind Haftkleber als Standardmaterialklasse anerkannt. Hierbei handelt es sich um Kleber, die in lösungsmittelfreier Form bei Raumtemperatur (z. B. 20-30ºC) aggressiv und dauerhaft klebrig sind und bei Kontakt fest an vielfältigen ungleichartigen Oberflächen haften. Die Kleber erfordern keine Aktivierung durch Wasser, Lösungsmittel oder Wärme, um eine starke haftende Haltekraft mit solchen Materialien wie Papier, Cellophan, Glas, Kunststoff, Holz und Metallen auszuüben. Die Kleber haben eine ausreichende Kohäsionsstärke und elastische Eigenschaften, so daß sie trotz ihrer aggressiven Klebrigkeit mit den Fingern gehandhabt und von glatten Oberflächen entfernt werden können, ohne wesent liche Rückstände zu hinterlassen. Vielfältige Materialien und Zusammensetzungen, die als Haftkleber nützlich sind, werden im Handel vertrieben und gründlich in der Literatur dargestellt. Siehe dazu z. B. die US-Patentanmeldung RE 24906; die US-A-3551391, 3239478, 3897295, 4181752, 4223067, 4629663, 4780367 und 4833179.
Zur Verwendung in der Erfindung geeignete Haftkleber sind auftragbare bzw. beschichtungsfähige Kleber. Eine große Vielfalt auftragbarer Haftkleber kann verwendet werden, z. B. mit Lösungsmitteln auftragbare, schmelzauftragbare sowie Latex-Haftkleber, die aus Wasser aufgetragen werden. Außerdem können lösungsmittelfreie härtbare Kleber (oft als Kleber mit 100% Feststoffen bezeichnet) zum Einsatz kommen. Sind dickere Klebebeschichtungen gewünscht, kann es erwünscht sein, mehrere Schichten des Klebers aufzutragen oder einen Kleber an Ort und Stelle zu fotopolymerisieren. Zu spezifischen Beispielen für bevorzugte Arten von Klebern gehören Acrylate, z. B. Isooctylacrylat-Acrylsäure-Copolymere und klebrig gemachte Acrylatcopolymere; natürliche oder synthetische Gummiharze wie Nitrilgummis, z. B. Acrylnitrilbutadien; Kleber auf Silikonbasis, z. B. Polysiloxane; Polyolefine; Polyester; Polyamide; und Polyurethane.
Neupositionierbare Kleber können genutzt werden, um den Artikeln der Erfindung neupositionierbar zu machen. Solche Kleber lassen sich wiederholt auf einen Untergrund auftragen und von diesem Untergrund entfernen, ohne daß wesentlicher Verlust oder wesentliche Beeinträchtigung der Hafteigenschaften des Klebers auftreten. Zusätzlich sollte der Kleber keine Beschädigung an der Untergrundoberfläche verursachen, wenn er entfernt wird. Wie der Fachmann erkennen wird, beeinflußt der Untergrund, welche Art von Kleber vom Untergrund ohne Beschädigung der Untergrundoberfläche entfernt werden kann. Zum Beispiel toleriert eine eher empfindliche Oberfläche, z. B. Papier, nur weniger aggressive Kleber, während eine Metalloberfläche relativ aggressive Kleber toleriert. Mikrokugelkleber, z. B. gemäß der Beschreibung in den US-A-3691140, 4166152, 4495318, 4598112 und 4786696, sind als neupositionierbare Kleber für Papieroberflächen nutzbar.
Bei einigen positionierbaren Ausführungsformen kann eine sehr dünne Schicht aus Kleber auf der freiliegenden Oberfläche der Vorsprünge, d. h. den Spitzen der Vorsprünge, vorhanden sein. Da diese Filme allgemein sehr dünn sind, haben sie keine negative Auswirkung auf die Positionierbarkeit der bevorzugten Artikel der Erfindung. Alternativ kann bei anderen positionierbaren Ausführungsformen eine Schicht aus Kleber auf der freiliegenden Oberfläche der Vorsprünge vorhanden sein, wenn die Klebrigkeit des Klebers reduziert ist, z. B. durch Vernetzen. Bei neupositionierbaren Ausführungsformen ist es erwünscht, daß eine Schicht aus Kleber auf der freiliegenden Oberfläche der Vorsprünge vorliegt. Dieser Kleber kann der gleiche wie der Kleber im vertieften Oberflächenabschnitt des Trägerfilms oder er kann ein anderer Kleber sein. Ist der Kleber normalerweise kein neupositionierbarer Kleber, kann eine Dünnschicht aus dem Kleber auf der freiliegenden Oberfläche der Vorsprünge verwendet werden, wodurch der Artikel neupositionierbar wird. Er kann auch ein anderer Kleber sein, der wesentlich weniger klebrig ist, d. h. ein neupositionierbarer Kleber.
Bei Bedarf können dem Kleber Teilchen vor Auftragen in den Vertiefungen zugegeben sein. Zum Beispiel können leitende Teilchen wie silber-, nickel- oder goldbeschichtete Glasperlen zugegeben sein, um für elektrische und Wärmeleitung zu sorgen.
Die Viskosität der Kleberlösung, -emulsion, -suspension oder des Vorpolymer-Dicksafts sollte niedrig genug sein, damit der Kleber die Vertiefung(en) im geprägten Trägerfilm füllen kann und damit die Vorsprünge oberhalb der Oberfläche der Klebeschicht vorstehen können. Herkömmliche Beschichtungstechniken, die bei der Herstellung von Klebebandaufbauten genutzt werden, können zum Auftragen der Klebezusammensetzungen auf die Trägerfilme der Erfindung zum Einsatz kommen. Zu diesen Techniken gehören u. a. Rakelbeschichtungs-, Walzenbeschichtungs-, Umkehrwalzenbeschichtungs- und Gravurstreichtechniken. Danach wird die resultierende Beschichtung durch einen Wärmezyklus geführt, um das Lösungsmittel oder Wasser zu entfernen und den Kleberaufbau herzustellen. Alter nativ kann ein lösungsmittelfreier, härtbarer Kleber (oft, als Kleber mit 100% Feststoffen bezeichnet) auf den Trägerfilm mit Rakelbeschichtungs- oder Dosierbeschichtungstechniken ähnlich wie die zuvor beschriebenen aufgetragen und dann zu einem Klebezustand durch Belichtung mit Ultraviolettstrahlung oder durch Wärme gehärtet werden. Wie der Fachmann erkennen wird, sollte die Beschichtungstechnik so gewählt sein, daß sie keine vorzeitige Aktivierung des Trägerfilms und den daraus folgenden Rückzug von Vorsprüngen bewirkt.
In einer weiteren Variante der Erfindung, insbesondere für Übertragungsbänder (die später näher diskutiert werden) mit mehreren Vertiefungen (d. h. ein wärmeaktivierbares segmentiertes Übertragungsband), können zwei unterschiedliche Kleber in unterschiedlichen Vertiefungen aufgetragen sein. Beispielsweise können abwechselnde Reihen der Vertiefungen mit gesonderten Klebern beschichtet sein, so daß bei Berührung eines Untergrunds mit den Klebesegmenten Segmente aus mehr als einer Art von Kleber auf den Untergrund übertragen werden. Der Vorteil dieser Ausführungsform ist, daß zwei Kleber kombiniert sein können, um einen Gebrauchswert zu realisieren, der durch jeden der Kleber in einzelner Verwendung unmöglich ist. In noch einer anderen Variante können zwei oder mehr Kleber mit unterschiedlichen Eigenschaften nacheinander in der gleichen Vertiefung aufgetragen sein.
Werden die Bänder von Fig. 1, 2 und 5 in Bahnen gestapelt oder zu Rollen aufgewickelt (und dann abgewickelt), verhindern normalerweise die Vorsprünge, daß der Kleber die unbeschichtete Seite der Rückschicht berührt. Vorzugsweise liegt keinerlei Kontakt zwischen dem Kleber im vertieften Oberflächenabschnitt auf der Vorderseite des Trägerfilms und der Rückseite des Trägerfilms im gestapelten oder aufgewickelten Zustand vor. Eine Trennbeschichtung, d. h. eine Trennschicht, kann gemäß der späteren Diskussion optional auf die Rückseite des Trägerfilms aufgetragen sein, um zu gewährleisten, daß der Kleber in den Vertiefungen bleibt.
Ist mit erneutem Bezug auf Fig. 1 der Aufbau ein Übertragungsband, so ist die Vorderseite 20 des Films 11 vorzugsweise mit einer (nicht gezeigten) Trennbeschichtung vorbe schichtet, über der der Haftkleber 16 aufgetragen ist. Nach Wärmeaktivierung wird der Kleber 16 als im wesentlichen kontinuierlicher Film mit intermittierenden Leerbereichen übertragen, die durch die Vorsprünge 18 verursacht sind. Beispielsweise würde ein Kleber 16 in der Übertragung von einem geprägten Trägerfilm 11 mit einer regelmäßigen Anordnung aus isolierten Vorsprüngen 18 als perforierter Klebefilm erscheinen. Ist der Kleber 16 auf einen Artikel übertragen, können durch die Perforationen im Film Luft und Flüssigkeit den Film durchdringen, wodurch der Kleber für Anwendungsfälle geeignet ist, bei denen Flüssigkeiten oder Dämpfe durchgehen müssen.
Bei Übertragungskleberaufbauten, bei denen eine optionale Trennbeschichtung auf der Trägerfilmrückseite zum Einsatz kommt, sollte die Trennbeschichtung so ausgewählt sein, daß sie einen geringeren Trennungsgrad als die Trennbeschichtung unterhalb des Klebers hat. Durch diesen geringeren Trennungsgrad kann sich der Kleber von der Rückseite des Trägerfilms beim Aufwickeln lösen und damit in den Vertiefungen bleiben. Allerdings ist dies keine notwendige Forderung der Erfindung.
Zu nützlichen Materialien für Trennbeschichtungen gehören u. a. Silikone; Epoxidharzsilikone; fluorhaltige Verbindungen, z. B. Polyfluorpolyether und Fluorsilikone; Polyvinylcarbamate; Acetate; und Acrylate. Verschiedene als Trennbeschichtungen nützliche Materialien und Zusammensetzungen sind im Handel erhältlich und in der Literatur diskutiert. Sie dazu z. B. die US-A-2532011, 3240330, 3318852, 3967031, 3978274, 4822687, 4889753, 5144051, 5217805 und 5273805. Zu einer Diskussion von segmentierten Übertragungsbändern, Trennbeschichtungen usw. siehe auch die US-A-5344681.
Die Trennkennwerte der Trennbeschichtungen lassen sich durch bekannte Verfahren einstellen. Zum Beispiel besteht ein anwendbares Verfahren zum Erhöhen von Ablösehaftungswerten bei Silikon-Trennbeschichtungen darin, ein aus Polydimethylsiloxan bestehendes Silikon mit weniger wirksamen Trennmaterialien gemäß der Offenbarung in den US-A-3328482 und 4547431 zu mischen. Ein weiteres Verfahren zum Modifizieren solcher Silikon-Trennbeschichtungen ist, das Silikon selbst chemisch zu modifizieren, um den Nichtsilikongehalt der Beschichtung gemäß der Beschreibung in den US-A-3997702 und 4822687 zu erhöhen. Durch Einsatz solcher Verfahren können die Trennwerte, d. h. die Ablösehaftung, für Haftkleber leicht von 10 g/cm Breite auf mehrere hundert g/cm Breite gesteigert werden, um die Leichtigkeit der Übertragung des Klebers vom Trägerfilm der Erfindung einzustellen.
Verständlich sollte sein, daß die hierin beschriebenen wärmeaktivierbaren Klebeartikel an einen Untergrund geklebt werden können, indem einfach eine ausreichende Menge von Wärmeenergie allein oder in Kombination mit Druck ausgeübt wird. Beispielsweise kann ein wärmeaktivierbarer Klebeartikel auf einen Untergrund manuell aufgetragen werden, und danach kann ohne jeden körperlichen Kontakt Wärme ausgeübt werden, um den Trägerfilm des wärmeaktivierbaren Klebeartikels so zu modifizieren, daß Kleber mit dem Untergrund in Berührung kommt. Zusammengefaßt können die hierin beschriebenen Artikel auf einen Untergrund aufgetragen werden, woran sich die Einwirkung einer ausreichenden Wärmemenge anschließt, so daß der Trägerfilm modifiziert wird, damit der Kleber im vertieften Oberflächenabschnitt den Untergrund berühren kann.
Alternative Verfahren zum Auftragen eines wärmeaktivierbaren Klebeartikels auf einen Untergrund können andere Konfigurationen beinhalten. Diese wärmeaktivierbaren Klebeartikel verfügen über einen Trägerfilm, eine darauf aufgetragene Klebeschicht und eine Schicht aus im wesentlichen nichtklebenden Teilchen, mit denen die Klebeschicht beschichtet ist. Sobald der Artikel auf einen Untergrund aufgetragen ist, verhindern die Teilchen, daß der Kleber den Untergrund berührt. Damit wirken sie als Abstandshalter, obwohl sie nicht Teil des Trägerfilms sind. Anschließend wird eine ausreichende Wärmemenge auf den wärmeaktivierbaren Klebeartikel ausgeübt, um die im wesentlichen nichtklebenden Teilchen so zu modifizieren, daß sie es ermöglichen, daß die Klebeschicht den Untergrund berührt. In einer bevorzugten Ausführungsform können die im wesentlichen nichtklebenden Teilchen z. B. sublimieren, schmelzen, zusammenfallen oder schrumpfen, damit der Kleber den Untergrund berühren kann. Das heißt, wie bei den Abstandshaltern als Teil des Trägerfilms lassen sich diese Teilchen so modifizieren, daß die Höhe, in der sie über der Oberfläche des Klebers vorstehen, bei Wärmeeinwirkung so ausreichend reduziert wird, daß der Kleber den Untergrund berühren kann.
Bei solchen Verfahren, in denen die Klebeartikel im wesentlichen nichtklebende Teilchen haben, mit denen sie beschichtet sind, entsprechen der Trägerfilm und die Kleber der vorstehenden Beschreibung. Vorzugsweise ist der Kleber ein Haftkleber. Die im wesentlichen nichtklebenden Teilchen haben eine Höhe und einen Abstand, die eine Berührung zwischen Klebeschicht und Untergrund verhindern. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform haben die Teilchen Abstände, die größer als etwa der doppelte Teilchendurchmesser sind. Vor Wärmemodifizierung, d. h. Verformung, der Teilchen haben die Teilchen eine Größe, die größer als die Kleberdicke ist. Vorzugsweise liegt die Größe der Teilchen über etwa 10 um, stärker bevorzugt über etwa 20 um. Nach Wärmeverformung der Teilchen haben sie eine Größe, die kleiner als die Dicke des Klebers ist (wenn sie noch einzelne Teilchen sind).
In den Ausführungsformen, in denen eine Schicht aus im wesentlichen nichtklebenden Teilchen auf der Oberfläche der Klebeschicht vorhanden oder teilweise darin eingebettet ist, können die Teilchen durch vielfältige Mechanismen bei Wärmeeinwirkung modifiziert werden. Zum Beispiel können sie sublimiert oder verdampft werden, wie dies bei Ammoniumbicarbonatteilchen der Fall ist. Alternativ können sie geschmolzen, zum Zusammenziehen, Schrumpfen usw. gebracht werden. Solange die Teilchen durch Wärmeeinwirkung so modifiziert werden, daß der Kleber den Untergrund bei einer Temperatur unter der Erweichungstemperatur des Trägerfilms berühren kann, sind die Teilchen in der Erfindung verwendbar. Solche Teilchen sollten im wesentlichen nichthygroskopisch und bei Raumtemperatur (d. h. 20-30ºC) im wesentlichen nichtverformbar sein. Sie sollten keine wesentlichen Haftungseigenschaften so einführen, daß sie die Gesamthaftung des Artikels beeinträchtigen, wenngleich es sehr vereinzelte Punkte von Nichthaftung geben kann. Vorzugsweise haben sie eine Schmelz- oder Sublimationstemperatur über etwa 120ºF (49ºC) und unter der Schmelztem peratur des Trägerfilms. Stärker bevorzugt sind die Teilchen nicht toxisch und nicht korrodierend.
Zu Beispielen für geeignete Teilchen gehören u. a. Salze oder kleine Moleküle, z. B. Ammoniumbicarbonat, Ammoniumnitrit, Azidsalze (Ammonium-, Lithium-; Natrium-, Kaliumsalze), Oxalsäure sowie Polymerbrocken oder -schäume mit geeigneten Erweichungstemperaturen, z. B. Poly(styrol), Poly(methylmethacrylat), Poly(vinylchlorid), Poly(carbonat) und Poly(vinylacetat). Verständlich sollte sein, daß die im wesentlichen nichtklebenden Teilchen geringfügig klebrig sein können, entweder als Ergebnis des Materials, aus dem die Teilchen hergestellt sind, oder als Ergebnis einer Dünnschicht aus einem Kleber auf ihnen, was zuvor im Hinblick auf den vertieften Oberflächenabschnitt diskutiert wurde.
Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden durch die nachstehenden Beispiele näher veranschaulicht, wobei aber die in diesen Beispielen angegebenen speziellen Materialien und ihre Mengen sowie weitere Bedingungen und Einzelheiten nicht als unzulässige Einschränkung der Erfindung aufzufassen sind. Sofern nicht anders angegeben oder anderweitig verdeutlicht, sind sämtliche Materialien handelsüblich.

BEISPIEL 1

Ein mit Erhebungen/Vertiefungen geprägter Polyvinylchloridfilm (PVC, bezeichnet als POLYTHERMTM UG 45/60201, zu beziehen von Lake Crescent, Inc., Fairlawn, NJ) mit etwa 36 Ausstülpungen je cm², angeordnet in einer quadratischen Gittergruppierung, jede Ausstülpung etwa 0,25 mm hoch, 1,27 mm an der Basis und mit einer abgerundeten Oberseite, wurde mit AROSETTM 2551-W-52, einem Acryllatexkleber, erhältlich von Ashland Chemical (Columbus, OH), auf eine Naßdicke beschichtet, die gleich der Ausstülpungshöhe war. Nach etwa 15minütigem Trocknen bei 65ºC waren die Spitzen der Ausstülpungen nahezu frei von Kleber und erstreckten sich über der Dicke der kontinuierlichen Klebeschicht. Das Band war stark positionierbar, d. h., es konnte sehr aggressiv ohne Verkleben gehandhabt werden, und bei Erwärmen auf eine Temperatur über 90ºC zogen sich die Ausstülpungen zurück, und der Kleber be deckte vollständig Glas- oder Aluminiumuntergründe, um eine aggressive Verbindung einzugehen.

BEISPIEL 2

Eine Bandprobe wurde wie im Beispiel 1 mit der Ausnahme hergestellt, daß der PVC-Film mit SYL-OFFTM 292 Silicone, einer Silikon-Trennbeschichtungszusammensetzung von Dow Corning (Midland, MI), beschichtet, getrocknet und 10 Minuten bei 65ºC gehärtet wurde. Dem schloß sich eine etwa 8-10stündige Nachhärtung bei Raumtemperatur an, bevor die Klebeschicht auf die trennbeschichtete Oberfläche des Films aufgetragen wurde. Der resultierende Aufbau mit Klebebeschichtung wirkte als wärmeaktivierbares positionierbares Übertragungsklebeband bei Erwärmung auf eine Temperatur über 90ºC.

BEISPIEL 3

Feine Polystyrolbrocken, hergestellt durch leichtes Schleifen der Oberfläche einer Schaumpolystyrolisolierung mit Sandpapier WET OR DRYTM der Güte 220, erhältlich von Minnesota Mining & Manufacturing (St. Paul, MN), wurden durch Tropfenbeschichtung auf die Klebefläche eines Filamentbands 898 der Marke SCOTCHTM (zu beziehen von Minnesota Mining & Manufacturing, St. Paul, MN) aufgetragen, und die Brocken wurden an den Kleber geklebt, indem sie leicht an den Kleber gedrückt wurden. Der resultierende positionierbare Bandaufbau ließ sich leicht in seine Position auf einer Aluminiumplatte vor seinem Erwärmen auf etwa 120ºC schieben, wobei sich an diesem Punkt die Polystyrolbrocken zusammenzogen, wodurch der Kleber die Aluminiumplatte berühren und eine starke Verbindung herstellen konnte. Dieses Beispiel zeigt einen Aufbau mit Teilchen, die als Abstandshalter auf dem Kleber und nicht als Teil des Trägerfilms wirken.

BEISPIEL 4

Ein der Beschreibung im Beispiel 3 ähnelnder Aufbau wurde mit der Ausnahme hergestellt, daß anstelle der Polystyrolbrocken Ammoniumbicarbonatkristalle mit etwa gleicher Größe wie Speisesalzkristalle zum Einsatz kamen (erhältlich als AX1230: CB130 von Matheson, Colleman and Bell, Norwood, OH). Bei Erwärmung dieses positionierbaren Bandaufbaus auf etwa 120ºC sublimierten die Ammoniumbicarbonatkristalle, wodurch der Kleber die Aluminiumplatte berühren und eine starke Verbindung herstellen konnte.

BEISPIEL 5

Eine Lösung wurde hergestellt durch Mischen von 6 g BOS- TICTM 5303 AC, einem modifizierten Ethylen-Vinylacetat-copolymerkleber, erhältlich von Bostic (Middleton, MA), 5 g Dibutylphthalat und 17 g Heptan sowie Erwärmen der resultierenden Suspension auf 45ºC, um eine klare Lösung herzustellen. Diese Lösung wurde durch Rakelbeschichten (Spalt 0,25 mm) auf den geprägten PVC-Film von Beispiel 1 aufgetragen und 5 Minuten bei 65ºC getrocknet, um eine Beschichtung herzustellen, die ein nichtklebriger Heißschmelzkleber bei Raumtemperatur war. Der resultierende Kleberaufbau wurde durch Schleifauftrag auf eine Naßklebeschicht (40 um Naßdicke) aufgebracht, die hergestellt war durch Rakelbeschichten einer Klebezusammensetzung aus Isooctylacrylat/Octylacrylamid/Natriumstyrolsulfonat, hergestellt gemäß der Beschreibung in der US-A-4629663, Beispiel 1, die hierin durch Verweis eingefügt ist, auf die nichtsilikonisierte Mattseite einer mit PE (Polyethylen) beschichteten Papierbahn. Dies geschah innerhalb von 30 Sekunden nach Auftragen der Latexzusammensetzung auf die PE- beschichtete Papierbahn. Der resultierende PVC-Filmaufbau wurde 15 Minuten bei 25ºC getrocknet, um einen neupositionierbaren Bandaufbau herzustellen. Bei Untersuchung des PVC- Films unter einem optischen Mikroskop bestätigte sich, daß nur die Spitzen der Ausstülpungen mit dem zweiten Kleber (einem Haftkleber) beschichtet waren.
Eine Probe dieses Bands wurde auf eine in einem Winkel von 60 bis 75 Grad zur Horizontalen geneigte Al-Platte in einem auf 100ºC gehaltenen Ofen gelegt. Nach einer Periode von 10 Minuten wurde keinerlei Bandbewegung beobachtet, wobei nur der Haftkleber das Band an der Al-Platte hielt. (Die Heißschmelze war bei 100ºC sehr klebrig, aber die Ausstülpungen auf dem geprägten PVC-Film hatten sich nicht zurückgezogen, damit der Heißschmelzkleber die Al-Platte berühren konnte.) Die Ofentemperatur wurde auf etwa 160ºC erhöht, wodurch sich die Ausstülpungen auf dem geprägten PVC-Film zurückziehen könnten und die klebrige Heißschmelze die Al-Platte berühren und dadurch eine starke Verbindung bilden konnte. (Der Grund dafür, daß eine höhere Aktivierungstemperatur in diesem Beispiel gegenüber Beispiel 1 erforderlich war, ist unbekannt.) Ferner wurde ein Abschnitt des Bands an der Unterseite einer waagerechten Glasplatte befestigt, wo er durch den Haftkleber auf den Spitzen der Ausstülpungen an Ort und Stelle gehalten wurde. Danach wurde das Band mit Heißluftpistole erwärmt, um den Heißschmelzkleber klebrig zu machen und einen Rückzug der Ausstülpungen zu bewirken, damit die Heißschmelze das Glas benetzte und eine starke Klebeverbindung bildete. Dieses Beispiel veranschaulicht einen neupositionierbaren Bandaufbau unter Ausnutzung eines Heißschmelzklebers in den Vertiefungen des Trägerfilms und eines neupositionierbaren Klebers auf den Spitzen der Ausstülpungen. Außerdem demonstriert es, daß das Band durch den Haftkleber an Ort und Stelle gehalten und wärmeaktiviert werden kann, um entgegen der Schwerkraft eine starke Verbindung einzugehen.

BEISPIEL 6

Eine Serie aus acht positionierbaren Bandaufbauten wurde gemäß dem Verfahren von Beispiel 1 mit der Ausnahme hergestellt, daß der Beschichtungsspalt einer Rakelbeschichtungsmaschine von 0,225 mm auf 0,5 mm zunehmend vergrößert wurde. (Beim Beschichtungsspalt von 0,225 mm drückte die Beschichtungsrakel die Ausstülpungen des geprägten PVC-Films leicht zusammen.) Jedes Band wurde bei 65ºC getrocknet, bis die Klebebeschichtung ihr milchiges Aussehen verlor (etwa 5-30 Minuten), und die Proben wurden auf ihre Positionierbarkeit und Neupositionierbarkeit hin qualitativ bewertet. Der mit dem kleinsten Beschichtungsspalt (0,225 mm) hergestellte Bandaufbau war nahezu verschiebbar, zeigte gewisse Haftung, klebte aber nicht an der Unterseite einer waagerechten Glasplatte. Der mit dem größten Beschichtungsspalt (0,5 mm) hergestellte Bandaufbau war sehr klebrig, leicht neupositionierbar und hielt sein Eigengewicht beim Ankleben an die Unterseite einer waagerechten Glasplatte. Aus einer mikroskopischen Untersuchung der beiden Proben ging hervor, daß wenig Kleber auf der Oberseite der Ausstülpungen der mit dem Beschichtungsspalt von 0,225 mm hergestellten Probe verblieb, während erheblicher Kleber auf der Oberseite der Ausstülpungen der mit dem Beschichtungsspalt von 0,5 mm hergestellten Probe verblieb. Mit Zwischenbeschichtungsspalten hergestellte Proben zeigten eine zunehmende Erhöhung der Klebrigkeit bei Dickenzunahme des auf der Oberseite der Ausstülpungen verbleibenden Klebers (d. h. entsprechend den größeren Beschichtungsspalten). Diese Aufbauten wurden keiner Wärme ausgesetzt, um den Formerinnerungseffekt der Rückschicht wie im Beispiel 1 hervorzurufen. Dieses Beispiel weist nach, daß wärmeaktivierte neupositionierbare Bandaufbauten aus einem einzelnen Kleber hergestellt werden können, der unter Normalbedingungen kein neupositionierbarer Kleber ist, aber Neupositionierbarkeit durch Steuern der Dicke des auf der Oberseite der Vorsprünge verbleibenden Klebers zeigt. Dies gilt auch für Trägerfilme, die nicht wärmeaktivierbar sind, sowie für Übertragungsbänder, die nicht wärmeaktivierbar sind, d. h. Trägerfilme, die in Standardbandaufbauten zum Einsatz kommen.
Obwohl die Erfindung im Hinblick auf spezifische Ausführungsformen beschrieben wurde, sollte deutlich sein, daß andere Ausführungsformen unter Ausnutzung des Konzepts der Erfindung möglich sind, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel soll die Erfindung nicht auf die in den bevorzugten Ausführungsformen offenbarten spezifischen Klebeartikel beschränkt sein. Die Erfindung soll nicht auf die hierin beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen beschränkt sein; statt dessen ist die Erfindung durch die Ansprüche festgelegt.

Claims

1. Wärmeaktivierbarer Klebeartikel mit:

(a) einem im wesentlichen seitenstabilen wärmerückformbaren Trägerfilm mit mindestens einer Oberfläche, die einen vertieften Oberflächenabschnitt und einen erhöhten Oberflächenabschnitt darin aufweist; und

(b) einer Klebeschicht in oder auf dem vertieften Oberflächenabschnitt in einer solchen Menge, daß sich der Kleber nicht oberhalb des erhöhten Oberflächenabschnitts erstreckt, wodurch ein freiliegender erhöhter Oberflächenabschnitt gebildet ist.

2. Wärmeaktivierbarer Klebeartikel nach Anspruch 1, wobei der freiliegende erhöhte Oberflächenabschnitt im wesentlichen so nichtklebrig ist, daß der Artikel positionierbar ist.

3. Wärmeaktivierbarer Klebeartikel nach Anspruch 1, wobei der freiliegende erhöhte Oberflächenabschnitt eine Klebebeschichtung darauf hat, die ausreichend klebrig ist, um den Artikel wiederpositionierbar zu machen.

4. Wärmeaktivierbarer Klebeartikel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der vertiefte Oberflächenabschnitt mehrere Vertiefungen in einer im wesentlichen beabstandeten Beziehung zueinander aufweist.

5. Wärmeaktivierbarer Klebeartikel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Trägerfilm ein geformtes Memorymaterial aufweist.

6. Wärmeaktivierbarer Klebeartikel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Trägerfilm mit einem erhöhten Oberflächenabschnitt ein Rückschichtmaterial mit daran haftenden Abstandshaltern aufweist.

7. Wärmeaktivierbarer Klebeartikel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der im wesentlichen seitenstabile wärmerückformbare Trägerfilm ferner aufweist:

(a) eine zweite Oberfläche mit einem vertieften Oberflächenabschnitt und einem erhöhten Oberflächenabschnitt; und

(b) einen Kleber im vertieften Oberflächenabschnitt der zweiten Oberfläche in einer solchen Menge, daß sich der Kleber nicht oberhalb des erhöhten Oberflächenabschnitts erstreckt, wodurch ein freiliegender erhöhter Oberflächenabschnitt gebildet ist.

8. Wärmeaktivierbarer Klebeartikel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner mit einer Trennbeschichtung zwischen dem Trägerfilm und dem Haftkleber, wodurch ein Übertragungsartikel gebildet ist.

9. Wärmeaktivierbarer Klebeartikel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Klebeschicht eine nicht wiederpositionierbare Haftklebeschicht ist und eine Schicht aus dem gleichen Kleber auf dem freiliegenden erhöhten Oberflächenabschnitt in einer solchen Menge vorgesehen ist, daß der Artikel wiederpositionierbar ist.

10. Verfahren zum Ankleben eines wärmeaktivierbaren Klebeartikels an ein Substrat mit den folgenden Schritten:

(a) Auftragen des wärmeaktivierbaren Klebeartikels auf das Substrat; wobei der wärmeaktivierbare Klebeartikel einen Trägerfilm, eine darauf aufgetragene Klebeschicht und eine Schicht aus im wesentlichen nichtklebenden Teilchen aufweist, mit denen die Klebeschicht beschichtet ist; und

(b) Einwirkenlassen einer ausreichenden Wärmemenge auf den wärmeaktivierbaren Klebeartikel, um die im wesentlichen nichtklebenden Teilchen so zu modifizieren, daß sie der Klebeschicht erlauben, das Substrat zu berühren.