DE69533651T2

DE69533651T2 - Klebeband für rauhe oberflächen

Info

Publication number: DE69533651T2
Application number: DE69533651T
Authority: DE
Inventors: D. Clyde CALHOUN; G. James BERG
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1994-12-30
Filing date: 1995-11-30
Publication date: 2005-11-17
Anticipated expiration: 2015-12-01
Also published as: US5643668A; EP0800561A1; JPH10512001A; JP3645268B2; DE69533651D1; EP0800561B1; WO1996020984A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Klebeband zum Befestigen an einer rauen Oberfläche, und insbesondere ein Klebeband, das an einer rauen Oberfläche klebt, während die Unterlagsschicht im Wesentlichen glatt und flach bleibt.
Allgemeiner Stand der Technik
Es ist schwierig, herkömmliche Klebebandkonstruktionen an Substrate mit rauen Oberflächen zu kleben, ohne entweder auf eine starke Klebebindung an das Substrat oder ein glattes, flaches Erscheinungsbild der Unterlagsschicht zu verzichten. Bei den herkömmlichsten Bandkonstruktionen bewirkt der Anbringungsdruck, dass die Unterlagsschicht des Bandes und der Klebstoff sich verzerren und sich allgemein an die Oberflächentopologie der Substratoberfläche anpassen. Bei Entfernung dieses Drucks versucht das Band aufgrund der elastischen und unelastischen Eigenschaften der Unterlagsschicht und des Klebstoffs, in seinen ursprünglichen unverformten Zustand zu gelangen, wodurch Spannungen an den Grenzflächen zwischen Klebstoff/Unterlagsschicht und Klebstoff/Substratoberfläche entstehen. Wenn Bandkonstruktionen mit steifen, aber dennoch verformbaren Unterlagsschichten an raue Substratoberflächen geklebt werden, bewirkt der Versuch, in die ursprüngliche, unverzerrte Form zu gelangen, für gewöhnlich ein Versagen des Klebstoffs an der Grenzfläche von Klebstoff/Substratoberfläche, da der Klebstoff aus den Vertiefungen der Substratoberfläche gezogen wird, wenn die Unterlagsschicht wieder eine glatte, flache Form annimmt. Daher kann die Kontaktfläche zwischen dem Klebstoff und dem Substrat bis zu dem Punkt verringert werden, dass das Klebeband nicht an der Substratoberfläche haftet. Bandkonstruktionen, die weichere, leicht verformbare Unterlagsschichten in Kombination mit Klebstoffen verwenden, die sehr starke Klebebindungen mit der rauen Substratoberfläche herstellen, sind für gewöhnlich nicht imstande, wieder eine glatte, flache Form anzunehmen, da die Stärke der Klebebindung größer als die Wiederherstellungskräfte der Unterlagsschicht sind.
Eine Methode zur Verringerung der Probleme eines Klebstoffversagens an der Grenzfläche zwischen Klebstoff/Substratoberfläche beinhaltet die Verwendung einer dickeren Schicht eines anpassungsfähigeren Klebstoffs als für gewöhnlich in herkömmlichen Bandkonstruktionen verwendet wird. Die Erhöhung der Klebstoffdicke steigert jedoch die Kosten des Bandes und führt häufig zum Aussickern oder Ausfließen des Klebstoffs über die Unterlagsschicht hinaus. Ein Aussickern oder Ausfließen von Klebstoff ist äußerst unerwünscht, wenn die Klebstoffkonstruktion ein dekoratives Material oder eine Wandbekleidung ist. Ein Aussickern von Klebstoff ist auch ein ernsthaftes Problem, wenn eine Bandkonstruktion zu Versandzwecken zu einer Rolle gebildet wird. Wenn Druck auf die Unterlagsschicht ausgeübt wird, nachdem das Band auf die raue Substratoberfläche aufgebracht wurde, kann schließlich ein zusätzliches Aussickern von Klebstoff entlang den Rändern der Unterlagsschicht eintreten.
Ein weiterer Versuch, das Problem eines Klebstoffversagens an der Grenzfläche zwischen Klebstoff/Substratoberfläche zu beheben, ist die Verwendung einer Unterlagsschicht, die sich durch plastische Verformung verformt, wie einer geglühten Metallfolien-Unterlagsschicht. Unterlagsschichten dieser Art haben für gewöhnlich, wenn überhaupt, geringe Erholungskräfte, so dass die Bandkonstruktion an die Topologie der rauen Substratoberfläche angepasst bleibt, wenn die Anbringungskräfte entfernt werden.
Diese Lösung wird jedoch keine Unterlagsschicht bereitstellen, die eine im Wesentlichen glatte und flache Form nach der Befestigung an der rauen Oberfläche annimmt.
Ein weiterer Versuch, die zuvor erwähnten Probleme zu lösen, ist in US-A-4 705 715 oder JP-A-62-86079 offenbart, wobei eine Schaumzwischenschicht zwischen der Unterlagsschicht und dem Klebstoff verwendet wird, die ermöglicht, dass der Klebstoff mit der Substratoberfläche in Kontakt bleibt, während die Unterlagsschicht in eine glatte, flache Form zurückkehren kann. Es ist jedoch eine verhältnismäßig dicke Schicht eines nachgiebigen Schaumstoffs erforderlich, um das gewünschte Gleichgewicht zwischen Anpassungsfähigkeit an die raue Oberfläche und Möglichkeit zur Rückkehr zu einer glatten, flachen Form für die Unterlagsschicht des Bandes zu erreichen.
Kurzdarstellung der Erfindung
Somit ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Band zum Ankleben an raue Oberflächen bereitzustellen. Diese Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale der Ansprüche gelöst.
Die vorliegende Erfindung betrifft Klebebandkonstruktionen zum Ankleben an raue Oberflächen, wobei eine Klebeschicht an einer Unterlagsschicht derart angebracht wird, dass Befestigungsdiskontinuitäten zwischen der Unterlagsschicht und der Klebeschicht möglich sind. Die Unterlagsschicht ist verformbar und hat elastische und unelastische Eigenschaften ausreichender Größe, dass eine Erholungskraft erzeugt wird, die der Bandunterlagsschicht ermöglicht, im Wesentlichen in ihre ursprüngliche flache Form zurückzukehren. Die Verformbarkeit ermöglicht der Bandkonstruktion, sich im Allgemeinen an die raue Oberfläche unter Anbringungsdruck anzupassen. Die Erholungskraft und die Befestigungsdiskontinuitäten ermöglichen, dass die Unterlagsschicht eine im Wesentlichen flache und glatte Form einnimmt, ohne das Klebeband von der rauen Oberfläche zu lösen, wenn der Anbringungsdruck entfernt wird, obwohl offensichtlich ist, dass ein begrenztes Maß an örtlicher Ablösung auftreten kann.
Die Befestigungsdiskontinuitäten können durch Verwendung einer Zwischenschicht zwischen der Klebeschicht und der Unterlagsschicht erreicht werden, die diskontinuierlich an der Unterlagsschicht befestigt ist. Wie die Unterlagsschicht ist die Zwischenschicht vorzugsweise verformbar, obwohl sie für gewöhnlich eine Erholungskraft hat, die geringer als die Erholungskraft der Unterlagsschicht ist. Auf diese Weise kann sich die Zwischenschicht an die Substratoberfläche anpassen, während sich die Unterlagsschicht erholt, um eine im Wesentlichen flache und glatte Form anzunehmen. In einer alternativen Ausführungsform kann eine Schicht Trennmaterial zwischen der Unterlagsschicht und dem Klebstoff eingesetzt sein. In dieser Ausführungsform kann das Trennmaterial ein Muster sein, das auf die Unterlagsschicht oder auf den Klebstoff aufgetragen ist, um Bereiche ohne Trennmaterial zu bilden, so dass eine Befestigung des Klebstoffs direkt an der Unterlagsschicht nur an diesen vorbestimmten Stellen möglich ist. Als Alternative kann ein kontinuierliches Trennmaterial so behandelt werden, dass es ein Muster aus Nicht-Trennbereichen bildet, an welchen der Klebstoff anhaften kann, so dass eine Befestigung des Klebstoffs direkt an der Unterlagsschicht nur an diesen vorbestimmten Stellen möglich ist. Somit umfasst die vorliegende Erfindung Ausführungsformen, in welchen die Klebeschicht direkt an der Unterlagsschicht befestigt ist wie auch an der Unterlagsschicht durch eine Zwischenschicht befestigt ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch Artikel, wie eine Dekoration oder ein Zeichen, die an eine raue Oberfläche angeklebt werden können. Eine Seite der Unterlagsschicht kann Anzeigen, Wanddekorationen, wie Tapeten, oder andere dekorative Artikel enthalten, während die andere Seite der Unterlagsschicht eine Klebeschicht enthält, die derart angeklebt wird, dass Diskontinuitäten im Anhaften zwischen der Unterlagsschicht und dem Klebstoff möglich sind.
In dieser Anmeldung:
bezieht sich "Klebstoff" auf die Klebstoffzusammensetzung und kann sich auch auf die Klebeschicht eines Klebebandes beziehen;
bezieht sich "Unterlagsschicht" auf eine verformbare, dünne, flexible Schicht oder Trägerbahn mit elastischen und unelastischen Eigenschaften ausreichender Größe, um eine Erholungskraft zu erzeugen, die der Unterlagsschicht ermöglicht, im Wesentlichen in ihre ursprüngliche flache Form zurückzukehren;
bezeichnet "Erholungskraft" die elastischen oder unelastischen Kräfte, die durch Verformung der Unterlagsschicht aus ihrer ursprünglichen unverformten Form erzeugt werden;
bedeutet "Schicht" eine dünnes Band mit großer Oberfläche, das eine rechteckige Form oder eine andere Gestalt, wie alphanumerische Zeichen, aufweisen kann;
bedeutet "Klebung" eine sofortige Kontakthaftung zwischen dem Klebstoff und der Substratoberfläche, wobei die Klebung substratspezifisch sein kann; und
bezieht sich "raue Oberfläche" auf eine Vielzahl von Oberflächen auf Substraten mit erhöhten und vertieften Bereichen, einschließlich zum Beispiel Zylinderblöcken, Beton, Schaumisolierung, raue Holzoberflächen, wie Spanplatte oder Sperrholz, Wellpappe oder texturierte Wandbekleidungen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1a ist eine Schnittansicht einer beispielhaften Ausführungsform eines Klebebandes für raue Oberflächen vor dem Ankleben an ein Substrat;
1b ist eine Schnittansicht des Klebebandes von 1a kurz nach dem Ankleben an eine raue Oberfläche;
1c ist eine Schnittansicht des Klebebandes von 1b nach einem Zeitraum;
2 ist eine Schnittansicht eines Beispiels eines Klebebandes für raue Oberflächen, wobei ein Klebstoff an vorbestimmten Stellen sowohl auf der Unterlagsschicht als auch der Zwischenschicht verteilt ist;
3 ist eine Schnittansicht einer alternativen Ausführungsform eines Klebebandes für raue Oberflächen, wobei der Klebstoff infolge eines Trennmaterials selektiv an der Unterlagsschicht angebracht ist; und
4 ist eine Schnittansicht einer alternativen Ausführungsform eines Klebebandes für raue Oberflächen, wobei der Klebstoff infolge eines teilchenförmigen Trennmaterials selektiv an der Unterlagsschicht angebracht ist.
Ausführliche Beschreibung
Die Klebebänder der vorliegenden Erfindung sind zum Aufbringen auf Substrate mit rauen Oberflächen bestimmt. Das heißt, die Klebebänder sind so gestaltet, dass sie starke Klebebindungen an rauen Oberflächen erreichen, aber dennoch eine im Wesentlichen glatte und flache Unterlagsschicht haben. Im Allgemeinen verwenden die Klebebänder eine verformbare Unterlagsschicht mit elastischen und unelastischen Eigenschaften ausreichender Größe, um eine Erholungskraft zu erzeugen, die der Bandunterlagsschicht ermöglicht, im Wesentlichen in ihre ursprüngliche flache Form zurückzukehren, und eine Klebeschicht, die an einer ersten Oberfläche der Unterlagsschicht derart befestigt ist, dass Befestigungsdiskontinuitäten zwischen der Unterlagsschicht und der Klebeschicht möglich sind. Wenn das Band einem Anbringungsdruck, wie Fingerdruck, ausgesetzt wird, passt es sich im Wesentlichen der Topologie der rauen Oberfläche an, wodurch ein Kontakt zwischen der Klebeschicht und der Oberfläche hergestellt wird. Bei Entfernung dieses Drucks ermöglichen die Erholungskraft und die Befestigungsdiskontinuitäten, dass die Unterlagsschicht eine im Wesentlichen flache und glatte Form annimmt, ohne die Klebeschicht von der rauen Oberfläche zu lösen, obwohl ein geringes Ausmaß an örtlicher Ablösung des Klebestoffs von der rauen Oberfläche auftreten kann. Wie in dieser Anmeldung verwendet, bedeutet die Phrase "im Wesentlichen flache und glatte Form", dass die Bandunterlagsschicht ein ebenes Erscheinungsbild hat, das eine geringfügige Anzahl von runden Wellen enthalten kann und im Wesentlichen frei von spitzen Wellen und Grübchen ist.
Als ein Beispiel können die Befestigungsdiskontinuitäten durch Verwendung einer Zwischenschicht zwischen der Klebeschicht und der Unterlagsschicht erreicht werden. Diese Zwischenschicht ist diskontinuierlich an der Unterlagsschicht befestigt. Die Zwischenschicht ist verformbar, obwohl sie für gewöhnlich eine Erholungskraft hat, die geringer ist als die Erholungskraft der Unterlagsschicht. Auf diese Weise kann sich die Zwischenschicht im Allgemeinen an die raue Substratoberfläche anpassen, während sich die Unterlagsschicht erholt, um eine im wesentlichen flache und glatte Form anzunehmen. Wie in dieser Anmeldung verwendet, bedeutet die Phrase "sich im Allgemeinen anpassen", dass die Zwischenschicht der Topographie des Substrates folgt, mit Ausnahme der tieferen Vertiefungen, wo sie nur den oberen Abschnitten der Vertiefungswände folgt und dann eine Brücke zu der gegenüberliegenden Wand der Vertiefung bildet. Als Alternative könnte eine anfänglich kontinuierliche Zwischenschicht mit begrenzter Anpassungsfähigkeit und/oder Kohäsionskraft reißen, wenn sie dem Anbringungsdruck ausgesetzt wird, um ein ähnliches Ergebnis zu erzeugen. Ferner könnte die Zwischenschicht diskontinuierlich sein. Die Erholungskraft der Zwischenschicht sollte die Klebeschicht nicht von der rauen Substratoberfläche in einem solchen Maße lösen, dass sich das Klebeband von der Oberfläche löst. Das heißt, die Zwischenschicht sollte so gewählt werden, dass eine örtliche Ablösung nicht ausreicht, eine Lösung des Bandes von der Oberfläche zu verursachen.
In einem Aspekt der Erfindung ist ein Trennmaterial oder ein Teilchenmaterial zwischen der Unterlagsschicht und der Klebeschicht angeordnet. Das Trennmaterial oder Teilchenmaterial kann auf die Unterlagsschicht oder auf den Klebstoff aufgebracht werden. Zum Beispiel kann ein Trennmaterial in einem Muster auf der Unterlagsschicht aufgetragen werden, um Flächen auf der Unterlagsschicht ohne Trennbeschichtung zu bilden, oder eine kontinuierliche Trennbeschichtung kann so behandelt werden, dass ein Muster aus Nicht-Trennflächen entsteht, an welchen der Klebstoff haften kann. Auf diese Weise wird der Klebstoff diskontinuierlich an der Unterlagsschicht befestigt und somit kann die Unterlagsschicht im Wesentlichen zu einer glatten, flachen Oberfläche zurückkehren. Als weiteres Beispiel kann eine Schicht aus einem Teilchenmaterial, wie Glaskügelchen, diskontinuierlich auf den Klebstoff aufgetragen werden. Bei Verwendung des Teilchenmaterials können zusätzliche Bindungsstellen zwischen der Unterlagsschicht und dem Klebstoff auch den erhabenen Abschnitte der rauen Oberfläche zu dem Zeitpunkt zugeordnet werden, zu dem das Klebeband auf die Oberfläche aufgebracht wird. Als Alternative können das Trennmaterial und das Teilchenmaterial in Kombination verwendet werden.
Die Klebebänder der vorliegenden Erfindung können die Form von zum Beispiel Schichten, Filmen wie auch Maskierungsbändern, photographischen und anderen Layout-Bändern aufweisen. Sie können in einer Reihe von Anwendungen, wie für dekorative und informative Aufschriften auf Fahrzeugen, Signage, Gebäude, Simse, Zeltbahnen, Tapeten und dergleichen verwendet werden. Die Unterlagsschicht kann zusätzliche funktionelle und dekorative Schichten, wie transparente Beschichtungen, dekorative Klebeschichten, siebdruckbare Tinten, Sperrschichten, Haftverstärker, Mehrfachlagen durchscheinender Filme und dergleichen enthalten. Derartige funktionelle und dekorative Schichten sind in der Technik bekannt und können gemäß den Techniken, die dem Fachmann bekannt sind, verwendet oder laminiert werden.
1a bis 1c zeigen ein Klebeband 10 der Erfindung zur Ankleben an ein Substrat 12 mit einer rauen Oberfläche. Das Klebeband 10 hat eine Unterlagsschicht 14, eine Zwischenschicht 16 mit einer ersten Oberfläche 15 und einer zweiten Oberfläche 17, und eine Klebeschicht 20. Die Unterlagsschicht 14 wird selektiv an der zweiten Oberfläche 17 der Zwischenschicht 16 an mehreren Befestigungsstellen 18 befestigt, wie in der Folge ausführlicher besprochen wird. Die Klebeschicht 20 wird an die erste Oberfläche 15 der Zwischenschicht 16 zur Befestigung an dem Substrat 12 angeklebt (siehe 1b und 1c).
In der Ausführungsform von 1a kann ein Klebematerial an einer ersten Oberfläche 19 der Unterlagsschicht 14 oder an der zweiten Oberfläche 17 der Zwischenschicht 16 durch einen Stift oder eine Maske mit Öffnungen, die den Befestigungsstellen 18 entsprechen, aufgetragen werden. Die Zwischenschicht 16 wird somit nur an den Stellen 18 an der Unterlagsschicht 14 befestigt. Als Alternative kann die Zwischenschicht 16 durch mechanische oder thermomechanische Techniken an die Unterlagsschicht der Befestigungsstellen 18 punktgeschweißt werden. Vorzugsweise ist der Abstand zwischen den Mitten der Befestigungsstellen größer als der Abstand zwischen den Mitten der hohen Punkten auf der rauen Oberfläche.
Der Klebstoff der Schicht 20 kann jeder Klebstoff sein, der zur Begestigung an dem Substrat 12 geeignet ist. Er kann ein druckempfindlicher Klebstoff, ein Heißschmelzklebstoff, usw., sein. Er kann auf die gesamte erste Oberfläche 15 der Zwischenschicht 16 aufgetragen werden, oder er kann auf vorbestimmte Stellen auf der ersten Oberfläche der Zwischenschicht aufgetragen werden (siehe 2). In jedem Fall kann der Klebstoff durch eine Reihe von Techniken aufgetragen werden.
In 1b wird das Klebeband 10 gegen die raue Oberfläche des Substrats 12 mit einem ausreichenden Druck gepresst, so dass die Unterlagsschicht 14, die Zwischenschicht 16 und die Klebeschicht 20 sich alle der Topologie des Substrates 12 anpassen. In 1c wurde der Anbringungsdruck entfernt, und die Unterlagsschicht 14 hat sich auf eine im Wesentlichen glatte, flache Oberfläche infolge der Erholungskraft erholt, die durch ihre elastischen und unelastischen Kräfte erzeugt wird, und hat sich im Allgemeinen von der Zwischenschicht 16 getrennt, außer an den Befestigungsstellen 18. Die Zwischenschicht 16 und die Klebeschicht 20 folgen weiterhin im Allgemeinen der Topologie des Substrates 12. Es ist jedoch offensichtlich, dass die Unterlagsschicht 14 und/oder die Zwischenschicht 16 eine ausreichende Erholungskraft haben können, um die Klebeschicht 20 von einem Teil des Substrates 12, wie an der Stelle 22, zu trennen, obwohl die Gesamtfläche solcher Trennungen nicht ausreicht, um das Klebeband von der rauen Oberfläche zu lösen. Vorzugsweise tritt eine örtliche Ablösung nur ein, wenn sich eine Befestigungsstelle 18 zwischen der Unterlagsschicht 14 und der Zwischenschicht 16 über einer Vertiefung in der rauen Oberfläche befindet.
Unter Bezugnahme auf 1a bis 1c gibt es fünf allgemeinen Kräfte, die bei der Auswahl von Materialien für die Unterlagsschicht, die Zwischenschicht und den Klebstoff zu beachten sind: (1) die Klebebindung zwischen der Klebeschicht und der Oberfläche des Substrates; (2) die Klebebindung zwischen der Klebeschicht und der Zwischenschicht; (3) die Erholungskraft der Zwischenschicht; (4) die Bindung zwischen der Zwischenschicht und der Unterlagsschicht; und (5) die Erholungskraft der Unterlagsschicht. Die Erholungskraft der Unterlagsschicht sollte die stärkste der fünf Kräfte sein. Die Bindung zwischen der Zwischenschicht und der Unterlagsschicht sollte stärker als eine der Kräfte (1) bis (3) sein. Die Klebebindung zwischen der Klebeschicht und der Zwischenschicht sollte stärker als die Erholungskraft der Zwischenschicht sein. Schließlich kann die Klebebindung zwischen der Klebeschicht und der Oberfläche des Substrates gleich der Klebebindung zwischen der Klebeschicht und der Zwischenschicht sein. Vorzugsweise ist die Klebebindung zwischen der Klebeschicht und der Zwischenschicht stärker als die Klebebindung zwischen der Klebeschicht und der Oberfläche des Substrates, um eine Entfernung des Bandes zu erleichtern, und einen Klebstoffrest auf der Substratoberfläche zu minimieren. Für den Fachmann ist offensichtlich, dass diese Qualifikationen für die Ausführungsform gelten, in der die Zwischenschicht kontinuierlich und verformbar ist. Ferner ist offensichtlich, dass die Stärke der Bindung zwischen dem Klebstoff und dem Substrat und/oder dem Klebstoff und der Zwischenschicht mit der Zeit zunehmen kann.
2 ist ein Beispiel, in dem eine Zwischenschicht 31 eines Klebebandes 30 an einer Unterlagsschicht 32 an mehreren Befestigungsstellen 34 entweder durch die Verwendung eines Klebematerials oder durch Punktschweißen befestigt ist, wie zuvor besprochen. Eine erste Oberfläche 36 der Zwischenschicht 31 hat jedoch auch eine diskontinuierliche Klebeschicht, d. h., einen Klebstoff nur an vorbestimmten Stellen. Somit bildet in dieser Ausführungsform die Klebeschicht diskontinuierliche Bindungsstellen 38. Vorzugsweise ist die Periodizität dieser Bindungsstellen gleich oder kleiner der Periodizität der Befestigungsstellen zwischen der Unterlagsschicht und der Zwischenschicht. Ebenso ist die Periodizität dieser Bindungsstellen vorzugsweise größer als die Periodizität der hohen Punkte auf der rauen Oberfläche.
Ferner sind in dem in 2 dargestellten Beispiel die Bindungsstellen 38 vorzugsweise von den Befestigungsstellen 34 versetzt, so dass die Zwischenschicht 31 sich ausreichend verformen kann, damit die Unterlagsschicht 32 eine im Wesentliche flache und glatte Oberfläche bilden kann. Es versteht sich, dass die Zwischenschicht 31 sich zunächst als unitäre Struktur im möglichen Ausmaß verformt. Unter gewissen Umständen jedoch kann die Topologie einer rauen Oberfläche ausreichend groß sein, so dass die Zwischenschicht bricht, z. B. reißt.
3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Klebebandes 50, in dem eine Schicht aus Trennmaterial 56 auf eine erste Oberfläche 52 einer Unterlagsschicht 54 aufgetragen ist. Das Trennmaterial 56 ermöglicht, dass die Klebeschicht 58 an der Unterlagsschicht 54 nur an vorbestimmten Stellen 66 klebt, während der Klebstoff sich von der Unterlagsschicht 54 an Stellen 60 trennen kann. Die Klebeschicht 58 passt sich der Topologie des Substrates 62 an, wenn das Klebeband 50 aufgebracht wird. Die Erholungskraft der Unterlagsschicht 54 trennt jedoch die Klebeschicht 58 von dem Substrat 62 an Stellen 64. Es ist offensichtlich, dass es wünschenswert ist, einen Klebstoff 58 mit einer Erholungskraft zu wählen, die im Allgemeinen geringer als die Erholungskraft der Unterlagsschicht ist, um eine Ablösung des Bandes von der rauen Oberfläche des Substrates zu verhindern.
In einer Ausführungsform kann die Schicht Trennmaterial 56 eine gemusterte Trennbeschichtung sein, die an der Unterlagsschicht 54 befestigt wird. Die Klebeschicht 58 haftet an der Unterlagsschicht 54, aber nicht an der Schicht Trennmaterial 56. Das Trennmaterial kann eine Schicht aus zum Beispiel Silikon sein, dessen Trenneigenschaften durch die Verwendung von Teilchen, wie Glaskügelchen, modifiziert werden können. Neben der Musterung dieses Trennmaterials, so dass die Klebeschicht 58 an der Unterlagsschicht 54 an Stellen 66 haften kann, kann das Trennmaterial an bestimmten Stellen chemisch oder thermisch behandelt werden, um ein Anhaften der Klebeschicht 58 nur an diesen Stellen zu ermöglichen. In dieser Ausführungsform ist der Klebstoff eine kontinuierliche Schicht, die diskontinuierlich an die Unterlagsschicht gebunden ist. Die Erholungskräfte der Unterlagsschicht bewirken für gewöhnlich, dass diese kontinuierliche Klebeschicht diskontinuierlich an die raue Oberfläche bindet.
Als Alternative kann eine Schicht aus Teilchenmaterial, wie Glaskügelchen, zwischen der Unterlagsschicht und der Klebeschicht eingefügt werden. Solche Teilchen ermöglichen die Bildung eines selbstzuordnenden Klebebandes, wo Punktbindungen an der Grenzfläche zwischen Klebstoff/Substrat entsprechend den hohen Punkten der Oberfläche gebildet werden können. 4 zeigt ein Klebeband 70, in dem eine Schicht aus Teilchenmaterial 76 an einer ersten Oberfläche 72 einer Klebeschicht 78 befestigt ist. Das Teilchenmaterial 76 ermöglicht, dass die Klebeschicht 78 an der Unterlagsschicht 74 nur an vorbestimmten Stellen 86 haftet, während die Klebeschicht 78 sich an Stellen 80 von der Unterlagsschicht 74 trennen kann. Wie in der Ausführungsform in 3 passt sich die Klebeschicht 78 der Topologie des Substrates 82 an, wenn das Klebeband 70 daran angebracht wird; die Erholungskraft der Unterlagsschicht 74 trennt jedoch die Klebeschicht 78 an Stellen 84 von dem Substrat 82.
Wie bei der in 3 dargestellten Ausführungsform kann die Schicht aus Teilchenmaterial 76 eine gemusterte Schicht sein. Obwohl sie auf der Unterlagsschicht aufgebracht werden könnte, ist es häufiger praktischer, das Teilchenmaterial auf der Klebeschicht 78 aufzubringen. Als Alternative kann das Teilchenmaterial 76 auf der Unterlagsschicht 74 oder der Klebeschicht 78 in einer kontinuierlichen Schicht aufgebracht werden. Beim Aufbringen des Klebebandes auf eine raue Oberfläche kann das Teilchenmaterial aufgrund der hohen Punkte auf der rauen Oberfläche, die eine Klebebindung zwischen der Klebstoff- und Unterlagsschichtbindung an diesen Stellen erzeugen, unter die Oberfläche des Klebstoffes geschoben werden. Diese Ausführungsform wird hierin als selbstzuordnendes Klebeband bezeichnet.
Die Unterlagsschicht kann aus einer Vielzahl von Materialien gebildet werden, die sich unter Anbringungsdruck verformen, z. B. dehnen, aber bei Entfernung des Anbringungsdrucks infolge ihrer elastischen und unelastischen Eigenschaften wieder in ihre ursprüngliche Form zurückkehren. Die Unterlagsschicht kann aus natürlichen oder synthetischen Materialien hergestellt sein. Vorzugsweise besteht die Unterlagsschicht aus einem synthetischen Polymermaterial. Zu geeigneten Polymermaterialien zählen, ohne darauf beschränkt zu sein,: Polyolefine, wie Polypropylen, Polyethylen hoher Dichte, Polyethylen geringer Dichte; Polyolefin-Copolymere, wie Ethylen/Ethylacrylat-Copolymere, Ethylen/Acrylsäure-Copolymere und Ethylen/Vinylsäure-Copolymere; Fluorpolymere, wie Polyvinylidenfluorid und Ethylen/Tetrafluorethylen-Copolymere; Polyester; Nylon; Polyvinylchorid; und Natur- oder Synthesegummi. Die Dicke der Unterlagsschicht hängt von der Rauheit der Oberfläche und der erforderlichen Erholungskraft ab. Somit kann die Unterlagsschicht jede gewünschte Dicke aufweisen; vorzugsweise jedoch liegt sie im Bereich von etwa 25 μm bis etwa 250 μm, und insbesondere von etwa 25 μm bis etwa 100 μm.
Die Zwischenschicht kann ein Material sein, das eine größere Anpassungsfähigkeit an das Substrat hat als das Unterlagsschichtmaterial, obwohl dies keine Voraussetzung ist. Vorzugsweise hat die Zwischenschicht eine Erholungskraft, die geringer als die Erholungskraft des Unterlagsschichtmaterials ist. Ferner sollte die Erholungskraft dieser Art von Zwischenschicht gering genug sein, dass der Klebstoff sich nicht wesentlich von dem rauen Substrat ablöst, obwohl verständlich ist, dass ein geringfügiges Maß an örtlicher Ablösung toleriert werden kann, ohne ein Ablösen des Bandes von der rauen Oberfläche zu verursachen. Diese Art von Zwischenschicht kann zum Beispiel gewebte Materialien, wie Textilien, und Vliesmaterialien, wie Tissue-Papier, spinngebundene Bahnen und schmelzgeblasene Mikrofasermedien umfassen. Die Zwischenschicht kann auch aus anderen Materialien hergestellt sein, einschließlich, ohne aber darauf beschränkt zu sein, zusaμμenfallbare Schaumstoffe, dünne Metallfolien usw.. Bei Verwendung eines zusammenfallbaren Schaumstoffs können die Bindungsabschnitte zwischen der Zwischenschicht und dem Klebstoff auch den erhabenen Abschnitten der rauen Oberfläche zu dem Zeitpunkt zugeordnet werden, wenn das Klebeband auf die Oberfläche aufgebracht wird. Die Dicke der Zwischenschicht hängt von der Rauheit der Oberfläche und der Festigkeit des Materials ab. So kann die Zwischenschicht jede gewünschte Dicke aufweisen, die aber vorzugsweise von etwa 20 μm bis etwa 150 μm reicht, und insbesondere von etwa 20 μm bis etwa 75 μm.
Wie zuvor beschrieben, kann diese Zwischenschicht an die Unterlagsschicht unter Verwendung eines Klebematerials geklebt werden, welches dasselbe oder ein anderes als das Material in der Klebeschicht sein kann, oder kann auf die Unterlagsschicht punktgeschweißt werden. Die Klebeschicht auf der gegenüberliegenden Oberfläche der Zwischenschicht kann kontinuierlich oder diskontinuierlich sein, d. h., der Klebstoff kann eine Mehrzahl von Bindungspunkten definieren.
Nützliche Trennmaterialien umfassen, ohne aber darauf beschränkt zu sein: Silikone; fluorhaltige Verbindungen, wie Polyfluorpolyether und Fluorsilikone; Polyvinylcarbamate; Acetate; und Acrylate. Verschiedene Materialien und Zusammensetzungen, die als Trennmaterialien nützlich sind, sind im Handel erhältlich und in der Literatur besprochen. Siehe zum Beispiel U.S. Patent Nr. 2,532,011, 3,240,330, 3,318,852, 3,967,031, 3,978,274, 4,822,687, 4,889,753, 5,144,051, 5,217,805, und 5,273,805. Herkömmliche Beschichtungstechniken, wie auch Musterbeschichtungstechniken können zum Auftragen der Trennmaterialien auf die Bänder der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Glaskügelchen oder ein anderes Teilchenmaterial können gemeinsam mit dem Trennmaterial zur Bildung von Bereichen verwendet werden, in welchen der Klebstoff nicht an die Unterlagsschicht gebunden wird, um einen zusätzlichen Vorteil zu erreichen. Als Alternative können Glaskügelchen oder ein anderes Teilchenmaterial alleine verwendet werden, um Diskontinuitäten in der Haftung zwischen der Unterlagsschicht und der Klebeschicht zu schaffen. Für gewöhnlich hat ein solches Teilchenmaterial eine Größe im Bereich von 1 bis 25 μm, vorzugsweise 2 bis 20 μm. Zu nützlichen Teilchenmaterialien zählen, ohne darauf beschränkt zu sein: Glaskügelchen, CaCO₃ und Al₂O₃.
Der Klebstoff, der in den Bändern der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist nicht kritisch einschränkend. Der Klebstoff kann im Wesentlichen bei Raumtemperatur nicht klebrig sein, wenn er bei einer erhöhten Temperatur, bei der er verwendet werden soll, klebrig wird. Als Alternative kann der Klebstoff bei Berührung nicht klebrig sein, aber bei anderen Substraten aggressiv klebrig sein. Diese Klebstoffe sind substratspezifisch und bieten eine geeignete Klebebindung zwischen dem Substrat und dem Klebeband. Die Dicke der Klebeschicht hängt von der Rauheit des Substrates und dem gewünschten Ausmaß der Klebestärke ab. So kann die Klebeschicht jede gewünschte Dicke aufweisen; vorzugsweise liegt diese jedoch im Bereich von etwa 10 μm bis etwa 150 μm, und insbesondere von etwa 20 μm bis etwa 50 μm.
Druckempfindliche Klebstoffe sind zur Verwendung in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bevorzugt. Nicht druckempfindliche Klebstoffe, wie thermisch aktivierte oder durch Lösemittel aktivierte Klebstoffe, können verwendet werden, sind aber weniger bevorzugte Ausführungsformen als druckempfindliche Klebstoffe. Der Vorteil eines druckempfindlichen Klebstoffs sind seine natürliche Flexibilität und Dehnungseigenschaften. Während für die Klebebänder der vorliegenden Erfindung eine Vielzahl von druckempfindlichen Klebstoffen verwenden werden können, die in der Wissenschaft bekannt sind, ist der druckempfindliche Klebstoff vorzugsweise einer, der aggressiv klebrig ist und starke Bindungen bei Kontakt mit Substraten bildet.
Druckempfindliche Klebstoffe sind in der Wissenschaft als Standardklasse von Materialien anerkannt. Dies sind Klebstoffe, die in lösemittelfreier Form bei Raumtemperatur (z. B., 20 bis 30°C) dauerhaft klebrig sind und an einer Reihe verschiedener Oberflächen bei Kontakt fest kleben. In einigen Anwendungen ist es wünschenswert, dass die Stärke der Bindung zwischen dem Klebstoff und der Substratoberfläche im Laufe der Zeit zunimmt. Diese Fähigkeit ist erwünscht, da sie anfänglich eher eine örtliche Ablösung an der Grenzfläche zwischen Klebstoff/Substratoberfläche ermöglicht, so dass die Bandunterlagsschicht zu einer glatteren, flacheren Form zurückkehren kann, ohne auf die ultimative Festigkeit der Klebebindung an dem Substrat zu verzichten. Die druckempfindlichen Klebstoffe benötigen auch keine Aktivierung durch Wasser, Lösemittel oder Wärme, um eine starke Klebstoffhaltekraft gegenüber Materialien wie Papier, Zellophan, Glas, Kunststoff, Holz und Metallen auszuüben. Die Klebstoffe haben vorzugsweise eine ausreichende Kohäsionskraft und elastische Eigenschaften, so dass sie trotz ihrer aggressiven Klebrigkeit leicht gehandhabt und von glatten Oberflächen entfernt werden können, ohne einen nennenswerten Rückstand zu hinterlassen. Eine Vielzahl von Materialien und Zusammensetzungen, die als druckempfindliche Klebstoffe nützlich sind, sind im Handel erhältlich und in der Literatur ausführlich besprochen. Siehe zum Beispiel US Patent Nr. 24,906; 3,551,391; 3,239,478; 3,897,295; 4,181,752; 4,223,067; 4,629,663; 4,780,367 und 4,833,179. Spezifische Beispiele bevorzugter Arten von Klebstoffen umfassen Acrylate, z. B. Isooctylacrylat/Acrylsäure-Copolymere und klebrig gemachte Copoylmere; Natur- und Synthesegummiharze, wie Nitrilgummis, z. B. Acrylonitrilbutadien; Klebstoffe auf Silikonbasis, z. B. Polysiloxane; Poylolefine; Polyester; Polyamide und Poylurethane.
Herkömmliche Beschichtungstechniken, die in der Herstellung von Klebebandkonstruktionen verwendet werden, können zum Auftragen der Klebstoffzusammensetzungen auf die Klebebänder der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Diese Techniken umfassen, ohne aber darauf beschränkt zu sein, den Rakelauftrag, die Walzenbeschichtung, die Umkehr-Walzenbeschichtung und Gravurstreichtechniken. Die erhaltene Beschichtung wird dann durch einen Wärmezyklus geleitet, um das Lösemittel oder Wasser zu entfernen, um die Klebstoffkonstruktion zu schaffen. Als Alternative kann ein lösemittelloser, härtbarer Klebstoff (häufig als 100 Feststoff-Klebstoff bezeichnet) unter Verwendung des Rakelauftrags oder dosierter Beschichtungstechniken ähnlich den zuvor beschriebenen aufgebracht und anschließend durch Bestrahlung mit Ultraviolettstrahlen oder Wärme zu einem Klebezustand gehärtet werden. Ebenso kann der Klebstoff unter Verwendung einer Übertragungsklebstoffkonstruktion aufgebracht werden.
Aufgaben und Vorteile dieser Erfindung werden durch die folgenden Beispiele näher veranschaulicht, wobei aber die besonderen Materialien und deren Mengen, die in diesen Beispielen angeführt sind, wie auch andere Bedingungen und Einzelheiten, nicht als ungebührliche Einschränkung dieser Erfindung verstanden werden sollen. Alle Materialien sind im Handel erhältlich, falls nicht darauf hingewiesen oder auf andere Weise verdeutlicht wird.
Beispiel 1
Eine Schicht aus perforiertem Metall mit einer quadratischen Gitteranordnung von 0,16 cm Löchern auf 0,95 cm Zentren wurde mit einem 0,05 mm dicken Polypropylenfilm in Kontakt gebracht und 3M Brand SUPER 77 Sprühklebstoff (von 3M, St. Paul, MN, erhältlich) wurde durch die Löcher in dem perforierten Metall auf den Film gesprüht. Eine Zwischenschicht, die ein Stück 16,4 g/m² Tissue-Papier (#35906, erhältlich von James River Corporation, Grouverneur, NY) enthielt, wurde auf eine 0,05 mm dicke Lage eines druckempfindlichen Acrylat-Klebstoffs laminiert, die von einem Trennpapier getragen wurde. Die Klebstoffzusammensetzung ist in Beispiel 2 von US Patent Nr. 4,548,862 (Hartman) beschrieben, die hierin zum Zwecke der Bezugnahme zitiert wird. Der mit Klebstoff beschichtete Polypropylenfilm wurde anschließend auf die klebstofffreie Fläche der Zwischenschicht laminiert, um eine Bandkonstruktion ähnlich jener zu erzeugen, die in 1a dargestellt ist. Nach Entfernung des Trennpapiers wurde die Bandkonstruktion auf eine gestrichene Schlackensteinwand unter Anwendung von ausreichendem Fingerdruck aufgebracht, um einen guten Kontakt zwischen dem Klebstoff und der Steinoberfläche zu garantieren. Die Polypropylenunterlagsschicht nahm rasch wieder eine im Wesentlichen glatte, flache Form an und das Band blieb an der Schlackensteinoberfläche kleben, bis es mehrere Monate später entfernt wurde.
Vergleichsbeispiel 1
Eine herkömmliche druckempfindliche Bandkonstruktion wurde unter Verwendung derselben Polypropylenunterlagsschicht und des Acrylat-Klebstoffs von Beispiel 1 durch direktes Laminieren des Klebstoffs auf die Polypropylenunterlagsschicht hergestellt, ohne Zwischenschicht aus Tissue-Papier. Als diese Bandkonstruktion auf eine gestrichene Schlackensteinwand mit Fingerdruck, der mit jenem vergleichbar war, der zum Aufbringen der Bandkonstruktion von Beispiel 1 angewendet wurde, aufgebracht wurde, behielt die Polypropylenunterlagsschicht eine Oberfläche mit Grübchen und das Band haftete sehr schlecht an der Steinoberfläche.
Beispiel 2
Ein Polypropylenfilm mit einer gleichmäßigen Anordnung von Klebepunkten und ein Tissue-Papier, ebenso mit einer gleichmäßigen Anordnung von Klebepunkten, wurden durch Sprühen von Klebstoff auf den Film und das Tissue durch perforiertes Metall, wie in Beispiel 1 beschrieben, hergestellt. Eine druckempfindliche Klebebandkonstruktion, ähnlich der in 2 dargestellten, wurde durch Laminieren des klebstoffbeschichteten Tissue-Papiers auf den Polypropylenfilm in derartiger Weise hergestellt, dass die Klebepunkte auf dem Tissue-Papier zu den Klebepunkten auf dem Polypropylenfilm versetzt waren. Die Bandkonstruktion wurde auf eine gestrichene Schlackensteinoberfläche mit Fingerdruck aufgebracht, um einen guten Kontakt zwischen dem Klebstoff und der Steinoberfläche zu garantieren. Die Polypropylenunterlagsschicht kehrte rasch zu einer im Wesentlichen glatten, flachen Form zurück und das Band blieb an der Schlackensteinoberfläche kleben, bis es mehrere Monate später entfernt wurde.
Beispiel 3
Ein schmelzgeblasenes Polypropylenfiltermedium (0,6 oz/yd², 20 gm/m², erhältlich von Kimberly-Clark, Roswell, GA, unter der Handelsbezeichnung CYCLEAN) wurde mit Hilfe von Ultraschall auf einen 12 μm dicken, biaxial orientierten Poly(ethylenterephthalat)-(PET-)Film unter Verwendung eines Branson Ultra Sonic Welder (erhältlich von Branson Ultrasonics Corp., Danbury, CT) punktgebunden. Die Punktbindungen hatten einen Durchmesser von etwa 1 mm und waren in einer annähernd quadratischen Gitteranordnung mit einer Seitenlänge von etwa 1 cm angeordnet. Ein 75 μm dicker Film des in Beispiel 1 beschriebenen, druckempfindlichen Acrylatklebstoffs wurde auf die schmelzgeblasene Bahn als kontinuierlicher Film laminiert. Die erhaltene Bahnkonstruktion wurde auf eine gestrichene Schlackensteinoberfläche mit Fingerdruck aufgebracht, um die PET-Unterlagsschicht durchzubiegen und den Kontakt des Klebstoffs mit der Steinoberfläche zu verbessern. Der Klebstoff behielt diesen verbesserten Kontakt mit der Steinoberfläche, wenn nicht eine Punktbindung direkt über einer großen Vertiefung lag, wobei sich in diesem Fall der Klebstoff von dem Schlackenstein löste und dem PET-Film ermöglichte, in eine im Wesentlichen glatte, flache Form zurückzukehren.
Dieses Beispiel zeigt, dass a) Ultraschallschweißen zur Bildung von Punktbindungen zwischen der Unterlagsschicht und der Zwischenschicht verwendet werden kann; b) Unterlagsschichten, die schwierig zu dehnen oder zu verformen sind, ausreichend örtlich durchgebogen werden können, um funktionelle Bänder zu erhalten; und c) druckempfindliche Klebstoffe eine örtliche Ablösung erleichtern können, so dass eine Erholung der Unterlagsschicht zu einer im Wesentlichen glatten, flachen Form ohne Ablösen des Klebebandes von der Substratoberfläche möglich ist.
Beispiel 4
Ein Trennpapier (erhältlich als POLYSLIK #SP8226) von Release International, Bedford Park, IL) wurde mechanisch mit einem röhrenförmigen Stanzwerkzeug mit 4 mm Durchmesser zu einer quadratischen Gitteranordnung mit einem Abstand von 1,75 cm geschnitten. Das perforierte Trennpapeir wurde dann mit einer Monoschicht aus Glaskügelchen (90% der Kügelchen mit einem Durchmesser < 20 μm und 10% der Kügelchen mit einem Durchmesser < 5 μm, wobei die Kügelchen einen durchschnittlichen Durchmesser von 10 μm hatten, erhältlich als #5000 unbeschichtete Kügelchen von Potters Industries Inc., Cleveland, OH). Eine 50 μm dicke Schicht aus stark klebrigem, druckempfindlichem Acrylklebstoff-(PSA-)Film auf Trennpapier (erhältlich von 3M, St. Paul, MN als SCOTCH #9472 Laminating Adhesive) wurde dann auf die mit Glaskügelchen beschichtete Oberfläche des perforierten Trennpapiers laminiert und das perforierte Trennpapier wurde entfernt. Der in Mustern aufgetragene Klebstoff wurde dann von seinem Trennpapier entfernt und auf einen etwa 12 cm quadratischen Abschnitt einer 150 μm dicken Schicht aus Gummi gelegt, der aus einem chirurgischen Handschuh (erhältlich von Baxter Health Care Corp., Valevia, CA) geschnitten worden war, der auf eine Tischoberfläche in leicht gedehnter Form mit einem Maskierungsband geklebt worden war. Die Seite des PSA, die das Glaskügelchenmuster aufwies, wurde dann auf die Gummischicht laminiert, um eine gummiunterlegte Bandkonstruktion ähnlich der in 3 dargestellten zu erzeugen. Die Bandkonstruktion wurde einschließlich der Maskierungsbandumrandung von der Tischoberfläche entfernt und mit Fingerdruck auf eine gestrichene Schlackensteinoberfläche aufgebracht. Die Maskierungsbandumrandung, die die Bandkonstruktion weiterhin in einer leicht gedehnten Form hielt, wurde anschließend von der Konstruktion entfernt, indem das gummiunterlegte Band mit einer Rasierklinge unmittelbar innerhalb der Maskierungsbandumrandung ausgeschnitten wurde.
Die Untersuchung der Gummiunterlagsschicht mit einem 10× Okular zeigte, dass sie im Wesentlichen glatt und flach war, außer an einer Stelle, wo eine Punktbindung über einer Vertiefung auftrat, die eine relativ große Fläche aber nur eine durchschnittliche Tiefe hatte. In den etwa 30 Minuten, die sich dieses gummiunterlegte Band auf der Wand befand, schien es, als ob die Stärke der Klebebindung zwischen dem PSA und der Schlackensteinwand die Erholungskraft der Gummiunterlagsschicht überschritt. Die Bandkonstruktion wurde dann langsam von der Wand gezogen, während die abgezogene Vorderseite mit Hilfe des 10× Okulars beobachtet wurde. Aus dieser Prüfung ging hervor, dass eine Trennung zwischen der Gummiunterlagsschicht und dem PSA in jenen Bereichen stattgefunden hatte, wo die Glaskügelchen von dem perforierten Trennpapier auf den PSA-Film übertragen worden waren. Diese Trennungen ermöglichten dem PSA, einen stärkeren Kontakt mit der Schlackensteinoberfläche herzustellen und somit die Hafteigenschaften des Bandes an einer rauen Oberfläche infolge der größeren Kontaktfläche zwischen dem PSA und der rauen Oberfläche zu verbessern.
Die Fläche der Grenzfläche zwischen PSA/Gummiunterlagsschicht (Punktbindungen) war signifikant kleiner als die Fläche der Grenzfläche zwischen PSA/Steinoberfläche in der zuvor beschriebenen Bandkonstruktion. Diese Tatsache, gemeinsam mit der starken Klebebindung, die zwischen dem PSA und der gestrichenen Steinoberfläche gebildet wurde, ermöglichte, dass sich PSA-Schicht von der Unterlagsschicht trennte und auf der Wand verblieb. Dieses Problem kann jedoch überwunden werden, indem die Fläche der Grenzfläche zwischen Unterlagsschicht/PSA vergrößert und/oder ein anderer Klebstoff gewählt wird, der eine stärkere Klebebindung an der Grenzfläche zwischen Unterlagsschicht/PSA bildet als an der Grenzfläche zwischen PSA/gestrichener Steinoberfläche. Es wurde auch festgehalten, dass die Oberseiten einiger Oberflächenerhebungen auf der Wand an die Gummischicht an Stellen gebunden wurden, wo keine Punktbindung vorhanden war. Es wird angenommen, dass der Druck an diesen Stellen ausreichend war, um die Glaskügelchen in den Klebstoff zu pressen, wodurch eine gewisse Bindung auftrat. Die Prüfung des Klebstoffs, der auf der Wand verblieb, zeigte auch, dass das PSA den Boden der großen Vertiefungen in der Schlackensteinwand nicht kontaktierte, sondern mit den Seitenwänden dieser Vertiefungen in Kontakt war, wodurch die Kontaktfläche der Grenzfläche zwischen PSA/Schlackensteinoberfläche im Vergleich zu einem planaren herkömmlichen Band unter Verwendung desselben Klebstoffs und derselben Klebstoffdicke vergrößert war.
Dieses Beispiel zeigt, dass, wenn Bänder dieser Erfindung konstruiert werden, der Klebstoff sorgfältig gewählt werden sollte, so dass die Stärke der Grenzfläche zwischen PSA-/rauer Oberfläche größer sein kann als die Klebestärke der Grenzfläche zwischen PSA/Unterlagsschicht (Punktbindung) und/oder die Erholungskraft (d. h., die elastischen und unelastischen Eigenschaften) der Unterlagsschicht.
Beispiel 5
Es wurde ein Band wie in Beispiel 4 konstruiert, mit der Ausnahme, dass ein 0,2 mm dicker, biaxial orientierter PET-Film anstelle der Gummischicht verwendet wurde, die als Bandunterlagsschicht diente. Diese viel steifere Unterlagsschicht erschwerte die Verformung der Bandkonstruktion und ermöglichte dem Klebstoff, mit den Vertiefungen auf der Steinoberfläche in Kontakt zu gelangen. Die Bandunterlagsschicht blieb im Wesentlichen glatt und flach, und die Bandkonstruktion zeigte eine minimale Zunahme in der Klebeleistung an der Schlackensteinwand im Vergleich zu herkömmlichen Bandkonstruktionen.
Dieses Beispiel zeigte, dass Bandunterlagsschichten für die Bandkonstruktionen der Erfindung ausreichend elastisch sein sollten, so dass das PSA in Vertiefungen auf der Oberfläche gepresst werden kann, und somit die Fläche der Grenzfläche zwischen PSA/rauer Oberfläche vergrößert wird.
Beispiel 6
Ein etwa 12 cm quadratischer Abschnitt des stark klebrigen Acryl-PSA von Beispiel 4 wurde auf eine gestrichene Schlackensteinwand übertragen. Ein gleich großer Abschnitt des mit Silikon beschichteten Trennpapiers wurde mit den Glaskügelchen wie in Beispiel 4 beschichtet, und die Kügelchen auf den freiliegenden Klebstoff übertragungslaminiert. Ein etwa 12 cm quadratisches Stück eines 75 μm dicken, biaxial orientierten PET-Films wurde dann über dem mit Glaskügelchen beschichteten Klebstoff angeordnet und der PET-Film wurde gegen die Glaskügelchenbeschichtung gepresst, indem eine von Hand gehaltene Gummiwalze (4,7 cm breit und 3,7 cm im Durchmesser) mehrere Male über die Laminatkonstruktion mit mäßigem Handdruck geführt wurde, um das PET an den mit Kügelchen beschichteten Klebstoff zu heften. Die Laminatkonstruktion wurde anschließend etwa 10 Minuten "entspannen" gelassen und dann von der Steinoberfläche entfernt. Eine Prüfung der Bandkonstruktion zeigte, dass sich Bindungen zwischen dem Klebstoff und dem PET an den hohen Punkten auf der Wand gebildet hatten, wodurch die Beobachtung von Beispiel 4 bestätigt wurde, dass die Glaskügelchen in den Klebstoff gepresst werden können, wodurch sich eine Bindung an den Oberseiten der Oberflächenerhebungen bilden kann.
Dieses Beispiel zeigt, dass die vorliegende Erfindung selbstzuordnende Bänder bereitstellen kann, wobei die selbstzugeordneten Befestigungsstellen die Punktbindungen zwischen dem PSA und der Bandunterlagsschicht ergänzen. Solche selbstzuordnenden Bänder würden in Bezug auf ein Band, das für einen weiten Bereich von Oberflächentopographien nützlich ist, dem Abstand der Punktbindungen weniger Bedeutung zumessen.
Die gesamten Offenbarungen jedes Patents, jeder Patenschrift und Veröffentlichung werden hier zum Zwecke der Bezugnahme so zitiert, als wäre jedes einzelne zum Zwecke der Bezugnahme zitiert. Obwohl die Erfindung in Bezug auf spezifische bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde, sollte offensichtlich sein, dass andere Ausführungsformen, die das Konzept der vorliegenden Erfindung verwenden, möglich sind, ohne vom Umfang der Erfindung Abstand zu nehmen. Die Erfindung soll zum Beispiel nicht auf die spezifischen Klebebänder beschränkt sein, die in den bevorzugten Ausführungsformen offenbart sind, sondern die Erfindung wird vielmehr durch die Ansprüche und deren Äquivalente definiert.

Claims

Klebeband zum Ankleben an raue Oberflächen, umfassend: (a) eine verformbare Unterlagsschicht; (b) eine Klebeschicht, die an einer ersten Oberfläche der Unterlagsschicht so angebracht ist, dass an vorbestimmten Stellen Diskontinuitäten in der Haftung zwischen der Unterlagsschicht und der Klebeschicht möglich sind, so dass sich die Klebeschicht und Unterlagsschicht unter Anwendung von Druck verformen, um sich an eine raue Oberfläche anzupassen, und die Unterlagsschicht sich bei Aufhebung des Drucks erholt, um eine im Wesentlichen flache und glatte Oberfläche zu bilden; und ein Trennmaterial auf der ersten Oberfläche der Unterlagsschicht; und/oder eine Schicht aus Teilchenmaterial, die zwischen der Klebeschicht und der ersten Oberfläche der Unterlagsschicht eingefügt ist.
Band nach Anspruch 1, wobei die Klebeschicht eine kontinuierliche Klebeschicht umfasst.
Band nach Anspruch 1, wobei das Trennmaterial Silikon umfasst.
Band nach Anspruch 1, wobei wenigstens einige der Haftstellen zwischen der Klebeschicht und der Unterlagsschicht den hohen Punkten der rauen Oberfläche zugeordnet sind.
Band nach Anspruch 1, wobei eine zweite Oberfläche der Unterlagsschicht eine Wanddekoration umfasst.
Klebeband zum Ankleben an raue Oberflächen, umfassend: (a) eine verformbare Unterlagsschicht; (b) eine kontinuierliche Klebeschicht; und (c) ein Trennmaterial, zumindest auf Abschnitten einer ersten Oberfläche der Unterlagsschicht, wobei das Trennmaterial ein Anhaften zwischen der Klebeschicht und der Unterlagsschicht nur an ausgewählten Stellen ermöglicht, so dass die Unterlagsschicht eine im Allgemeinen flache und glatte Oberfläche definiert, wenn das Band an eine raue Oberfläche geklebt wird.
Verfahren zur Herstellung eines Klebebandes nach Anspruch 6 zum Ankleben an raue Oberflächen, umfassend: (a) Bereitstellen einer verformbaren Unterlagsschicht; (b) Anbringen eines Trennmaterials an vorbestimmten Stellen einer ersten Oberfläche der Unterlagsschicht; und (c) Auftragen eines Klebstoffs auf eine freiliegende Oberfläche des Trennmaterials.