DE69833799T2

DE69833799T2 - Klebefolie und verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: DE69833799T2
Application number: DE69833799T
Authority: DE
Inventors: Hidetoshi Abe
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1998-01-05
Filing date: 1998-12-21
Publication date: 2006-11-02
Anticipated expiration: 2018-12-22
Also published as: EP1045888A1; DE69833799D1; JPH11209704A; JP4034866B2; EP1045888B1; AU2023699A; WO1999035201A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung einer Klebefolie, welche eine spezifische unebene Struktur auf ihrer Klebefläche aufweist und an ein Klebeteil geklebt werden kann, ohne überflüssige Luft zwischen der Klebefläche und der Oberfläche des Klebeteils einzuschließen.
Es sind Klebefolien bekannt, welche an Klebeteile gebunden oder geklebt werden können, ohne überflüssige Luft zwischen der Klebefläche und der Oberfläche des Klebeteils einzuschließen.
Ein Beispiel für solch eine Klebefolie (welche einen Klebstofffilm aufweist) umfasst eine Substratfolie und eine Klebeschicht, welche mit mindestens einer der Hauptflächen der Substratfolie in Berührung ist und eine regelmäßig gemusterte unebene Struktur aufweist, mit (i) mehreren Erhebungen, die in Berührung mit einem Klebeteil sein werden, und (ii) Nuten, die zwischen benachbarten Erhebungen gebildet sind und nach außen hin in Verbindung stehen, wenn die Erhebungen mit einem Klebeteil in Berührung sind.
Diese Art von Klebefolie kann die eingeschlossenen Luftbläschen nach außen entweichen lassen, wenn sie mit einem Klebeteil in Berührung ist und Luftbläschen zwischen der Klebefläche der Folie und der Oberfläche des Klebeteils eingeschlossen sind. Demnach kann die Klebefolie erfolgreich an das Klebeteil geklebt werden, ohne die Luft zwischen der Klebefläche der Folie und der Oberfläche des Klebeteils einzuschließen.
Solche Klebefolien, welche Klebeschichten mit solch einer unebenen Struktur umfassen, die zuvor beschrieben wurde, werden zum Beispiel in der japanischen Patentschrift JP-U- (Gebrauchsmuster)-3-67043-A offenbart.
Ein herkömmliches Verfahren zur Herstellung einer Klebefolie wird kurz erläutert.
Zuerst werden eine Abdeckfolie, eine Klebeschicht und eine Substratfolie in dieser Reihenfolge laminiert, um ein Laminat bereitzustellen, das diese drei Schichten umfasst.
Als Nächstes wird ein Prägewerkzeug auf die Abdeckfolienseite des Laminats gedrückt, und das Laminat wird derart verarbeitet, dass eine spezifische unebene Struktur auf der Klebeschicht (Klebefläche) gebildet wird. Daher wird die Abdeckfolie aus einem Material hergestellt, welches durch das zuvor erwähnte Prägen plastisch verformt werden kann, wie beispielsweise eine Harzfolie.
Die Substratfolie der gebräuchlichen Klebefolie wird ebenfalls durch das zuvor erwähnte Prägen plastisch verformt, da sie eine Harzfolie umfasst. Demnach bleiben Prägeabdrücke auf der Hauptfläche der Substratfolie, auf welcher keine Klebeschicht gebildet wird, und das Erscheinungsbild der Klebefolie verschlechtert sich.
Es ist auch bekannt, das eine negative Struktur, die einer Struktur entspricht, welche auf der Oberfläche einer Klebefläche gebildet wird, auf der Oberfläche einer Abdeckfolie gebildet wird, wobei eine Flüssigkeit, die ein Klebstoffpolymer enthält, auf die Strukturfläche der Abdeckfolie aufgetragen und fest werden gelassen wird, um ein Laminat zu bilden, das aus der Abdeckfolie und der verfestigten Klebeschicht besteht, und dann wird eine Harzsubstratfolie auf die Oberfläche der Klebeschicht laminiert, um eine Klebefolie zu bilden (siehe zum Beispiel US-Pat. Nr. 5,650,215 (Mazurek et al.)). In diesem Verfahren werden die Abdeckfolie und die Klebeschicht derart laminiert, dass die positive Struktur auf der Klebefläche und die negative Struktur der Abdeckfolie miteinander in Berührung sind. In diesem Fall bleiben keine Prägeabdrücke auf der Hauptfläche.
Keiner der zuvor erwähnten Stände der Technik lehrt jedoch, dass die Klebeschichten der Klebefolien mit der unebenen Struktur elastische Mikrokügelchen enthalten.
Wie bereits erwähnt, sind die Klebefolien bekannt, welche keine Prägeabdrücke auf der Hauptfläche der Substratfolie, welche nicht mit der Klebeschicht in Berührung ist, aufweisen und welche die Verschlechterung des Erscheinungsbildes wirksam verhindern können.
Bei solch einer Klebefolie jedoch bleibt die unebene Struktur der Klebeschicht (d.h. der Klebefläche) nach dem Ankleben der Klebefolie an das Klebeteil, wodurch die Form der unebenen Struktur auf der Oberfläche der Substratfolie erscheint. Es ist daher schwierig, die Verschlechterung des Erscheinungsbildes der Klebefolie nach dem Ankleben an das Klebeteil zu verhindern. Insbesondere werden bei der flexiblen Substratfolie Vertiefungen in Bereichen der Substratfolie gebildet, welche den vertieften Abschnitten der Klebeschicht entsprechen, wenn die Klebefolie an das Klebeteil geklebt wird, und solche vertiefte Abschnitte bleiben für eine verhältnismäßig lange Zeit nach der Vollendung des Anklebens.
Demnach stellt ein Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Klebefolie bereit, welche eine spezifische unebene Struktur unmittelbar nach dem Ankleben an ein Klebeteil derart aufrechterhalten kann, dass Bläschen wirksam entweichen können, auch wenn die Bläschen eingeschlossen werden, und danach verformt sich die unebene Struktur derart, dass die Verschlechterung des Erscheinungsbildes nach dem Ankleben verhindert werden kann.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Klebefolie bereit, umfassend:

(a) eine flexible Substratfolie;
(b) eine Klebeschicht, die mit mindestens einer der Hauptflächen der flexiblen Substratfolie in Berührung ist und eine unebene Struktur aufweist, mit (i) mehreren Erhebungen, die in Berührung mit einem Klebeteil sein werden, und (ii) Nuten, die zwischen benachbarten Erhebungen gebildet sind und nach außen hin in Verbindung stehen, wenn die Erhebungen mit dem Klebeteil in Berührung sind; und
(c) eine Abdeckfolie, die auf mindestens einer ihrer Flächen eine negative Struktur aufweist, die der unebenen Struktur der Klebeschicht entspricht, und auf die Klebeschicht laminiert ist, derart, dass die negative Struktur und die unebene Struktur auf der Oberfläche der Klebeschicht miteinander in Berührung sind.

Vorzugsweise umfasst die Klebeschicht in einer Ausführungsform ein vernetztes Polymer und erhält die unebene Struktur, unmittelbar nachdem die Klebefolie an das Klebeteil geklebt ist, aufrecht, und die unebene Struktur verformt sich, und eine Berührungsfläche vergrößert sich nach 48 Stunden ab dem Ankleben der Folie an das Klebeteil bei 25 °C auf mindestens 92 %, oder in der zweiten Ausführungsform umfasst die Klebeschicht eine Matrixkomponente, die ein Klebstoffpolymer und elastische Mikrokügelchen enthält, welche in der Matrixkomponente dispergiert sind und einen volumengemittelten Durchmesser von 10 bis 100 μm aufweisen.
Weitere Ausführungsformen werden im Folgenden erörtert.
Klebefolie einer Ausführungsform
Die Klebefolie der ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung weist die folgenden Merkmale auf

(a) die Klebeschicht enthält das vernetzte Polymer, und
(b) die Klebefolie erhält die unebene Struktur, unmittelbar nachdem die Abdeckfolie abgelöst und die Klebefolie an das Klebeteil geklebt ist, aufrecht, und die unebene Struktur verformt sich, und somit vergrößert sich die Berührungsfläche nach 48 Stunden ab dem Ankleben der Folie an das Klebeteil bei 25 °C auf mindestens 92 %.

Das zuvor dargelegte Merkmal (b) wird durch die Verwendung des Formgedächtnisses der Klebeschicht, die das vernetzte Polymer enthält, leicht erreicht. Das heißt, solch ein Merkmal wird dadurch erhalten, dass ermöglicht wird, dass die Klebeschicht sich eine flache Form ohne unebene Struktur als die erste Form merkt, und die Klebefolie dann so geformt wird, dass der Klebeschicht die spezifische unebene Form als die zweite Form verliehen wird. Das leichte und wirksame Verfahren zur Bildung solch einer Klebefolie wird im Folgenden erläutert. In diesem Fall fungiert die zuvor erwähnte Abdeckfolie, das heißt, die Abdeckfolie, welche auf mindestens einer ihrer Oberflächen die negative Struktur aufweist, die der unebenen Struktur der Klebeschicht entspricht, und derart auf die Klebeschicht laminiert ist, dass die negative Struktur und die unebene Struktur auf der Oberfläche der Klebeschicht miteinander in Berührung sind, als eine negative Form zum Verleihen der zuvor erwähnten zweiten Form (positiven Form) und auch als eine Schutzfolie zum Aufrechterhalten der zweiten Form der Klebeschicht während der Lagerung (vor dem Gebrauch).
Die Klebeschicht enthält ein Klebstoffpolymer und weist bei Raumtemperatur (etwa 25 °C) Klebrigkeit auf. Das vernetzte Polymer kann das zuvor erwähnte Klebstoffpolymer, das vernetzt wurde, oder ein getrennt hinzugefügtes nicht klebendes vernetztes Polymer sein.
Das Polymer wird für gewöhnlich mit einem Vernetzungsmittel vernetzt. Die Mengen der Komponenten werden in einem Bereich geeignet ausgewählt, in welchem die Klebekraft der Klebeschicht nicht geringer als ein spezifiziertes Maß ist, die unebene Struktur sich innerhalb eines spezifischen Zeitraums verformt und die Berührungsfläche sich auf 92 % oder mehr vergrößert. Zum Beispiel kann die Klebeschicht aus einer Flüssigkeit (Beschichtungszusammensetzung) für die Klebeschicht gebildet werden, die 0,01 bis 5 Gewichtsanteile des Vernetzungsmittels je 100 Teile des Klebstoffpolymers enthält, das in der Klebeschicht enthalten ist.
Um die Vernetzung des Polymers zu beschleunigen, kann vorzugsweise eine Energie, wie beispielsweise Wärme und Strahlung, verwendet werden. Das Polymer kann durch direktes Reagieren von reaktionsfähigen Stellen der Polymerketten vernetzt werden.
Klebefolie einer anderen Ausführungsform
In der Klebefolie der zweiten Ausführungsform umfasst die Klebeschicht (1) die Matrixkomponente, die das Klebstoffpolymer enthält, und (2) elastische Mikrokügelchen, die in der Matrixkomponente dispergiert sind und einen volumengemittelten Durchmesser von 10 bis 100 μm aufweisen.
Die elastischen Mikrokügelchen fördern die Wiederherstellung der Ausgangsform der Klebeschicht, nachdem die Klebeschicht von der ursprünglich verliehenen Form verformt wird. Wenn zum Beispiel die Klebefolie durch Bilden der Klebeschicht auf der Strukturfläche der Abdeckfolie durch das Auftragen und Trocknen der Flüssigkeit für die Klebeschicht und anschließendes Laminieren der Substratfolie hergestellt wird, wird die Klebeschicht gebildet, welche die unebene Struktur, die der Strukturfläche der Abdeckfolie auf der Klebefläche entspricht, und eine flache Fläche, welche mit der Substratfolie in Berührung ist, aufweist. Wenn solch eine Klebefolie an ein Klebeteil geklebt und dann von Substratfolienseite gegen das Klebeteil gedrückt wird, verformt sich die Klebeschicht, und es werden vertiefte Abschnitte auf der Oberfläche der Substratfolie an Bereichen gebildet, die den vertieften Abschnitten der Klebeschicht (Klebefläche) entsprechen. Die Verformung der Klebeschicht wird jedoch von der elastischen Verformung der elastischen Mikrokügelchen begleitet, und demnach stellt die Klebeschicht die Ausgangsform aufgrund der Formwiederherstellungsfunktion der elastischen Mikrokügelchen wieder her.
Solch eine Formwiederherstellungswirkung kann erwartet werden, wenn die Klebefolie durch das folgende Verfahren hergestellt wird:

(1) die Schicht eines Klebemittels mit einer im Wesentlichen flachen Klebefläche wird auf mindestens einer Oberfläche der Hauptfläche einer Substratfolie gebildet, wobei das Klebemittel eine Matrixkomponente umfasst, die ein Klebstoffpolymer und elastische Mikrokügelchen enthält, die in der Matrixkomponenten dispergiert sind, und
(2) dann werden die Klebefläche der Klebemittelschicht und die Strukturfläche einer Abdeckfolie, welche der negativen Form entspricht, miteinander in Berührung kommen gelassen, um eine Klebeschicht mit einer unebenen Struktur zu bilden, die der positiven Struktur entspricht, welche der negativen Struktur der Abdeckfolie folgt.

Dieses Verfahren kann die Klebefolie herstellen, welche die Verschlechterung des Erscheinungsbildes der Klebefolie nach dem Ankleben wirksam und leicht verhindert.
Quelle der unebenen Struktur
Die unebene Struktur der Klebeschicht ist nicht beschränkt, insofern als die Wirkungen der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt werden.
Die unebene Struktur umfasst Erhebungen, die jeweils einen waagerechten Bereich (einen Querschnitt parallel zur Klebefläche) einer vieleckigen (z.B. viereckigen), runden oder ähnlichen Form aufweisen, und Nuten, welche kontinuierlich ausgebildet sind, um die Erhebungen zu umgeben.
Die Form eines senkrechten Bereichs jeder Erhebung kann viereckig, wie beispielsweise trapezförmig oder rechteckig, halbkreisförmig oder dergleichen sein.
Die Höhe der Erhebung (die Tiefe der Nut) liegt für gewöhnlich zwischen 5 und 200 μm und vorzugsweise zwischen 10 und 100 μm. Wenn die Erhebungen zu niedrig sind, kann es schwierig sein, die Bläschen, die zwischen der Klebefläche und der Klebeteilfläche eingeschlossen werden, zu entfernen. Wenn die Erhebungen zu hoch sind, kann das Erscheinungsbild der Klebefolie nach der Vollendung des Anklebens beeinträchtigt werden.
Die maximale Breite der Erhebung (die maximale Größe in der waagerechten Richtung) liegt für gewöhnlich zwischen 0,1 und 10 mm. Die maximale Breite der Nut (die maximale Entfernung zwischen den benachbarten Erhebungen) liegt für gewöhnlich zwischen 0,05 und 1 mm.
Die Erhebungen werden vorzugsweise regelmäßig angeordnet. Zum Beispiel wird jede Erhebung im Wesentlichen in der Mitte jedes Vierecks eines Schachmusters angeordnet. In diesem Fall werden die Nuten entlang der Linien gebildet, welche das Schachmuster darstellen, und weisen eine oder mehr Öffnungen auf, derart dass mindestens eine Nut, vorzugsweise mehrere Nuten, mit der Außenseite in Verbindung stehen können.
Die Größen mehrerer Erhebungen und Nuten sind vorzugsweise alle dieselben.
Elastische Mikrokügelchen
Hierin ist mit dem „elastischen Mikrokügelchen", welches einfach als „Mikrokügelchen" bezeichnet werden kann, ein Material gemeint, das eine gummiähnliche Elastizität als Ganzes aufweist.
Der volumengemittelte Durchmesser der Mikrokügelchen liegt für gewöhnlich zwischen 10 und 100 μm und vorzugsweise zwischen 20 und 80 μm. Wenn der volumengemittelte Durchmesser unter 10 μm ist, wird die zuvor erwähnte Formwiederherstellungswirkung nicht erreicht. Wenn der volumengemittelte Durchmesser über 100 μm ist, kann die Unebenheit infolge des Vorhandenseins der Mikrokügelchen von der Oberfläche der Substratfolie erkannt werden.
Der volumengemittelte Durchmesser wird durch Messen von Durchmessern von 1.000 Mikrokügelchen unter Verwendung eines Bildanalysators mit einem optischen Mikroskop und Berechnen eines Durchschnittswerts gemäß der folgenden Gleichung (1) abgeleitet: Volumengemittelter Durchmesser (μm) = Σ(di 4 × ni)/Σ(di 3 × ni) (1)wobei d_i ein Durchmesser (μm) eines Mikrokügelchen mit einem i-ten größten Durchmesser ist, und n_i ist die Anzahl von Mikrokügelchen mit dem Durchmesser d_i.
Das Mikrokügelchen kann ein massives oder ein hohles mit mindestens einem Hohlraum sein.
Als ein Material der Mikrokügelchen wird Polyacrylat (Acryl-Copolymer) bevorzugt, da seine gummiähnliche Elastizität und Klebrigkeit leicht steuerbar sind.
Der Kompressionsmodul der Mikrokügelchen liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 1 × 10⁴ und 1 × 10⁶ dyn/cm². In diesem Bereich ist die Formwiederherstellungswirkung der Mikrokügelchen gut.
Der Kompressionsmodul wird unter Verwendung eines Viskoelastizitätsspektrometers RSA II (hergestellt von RHEOMETRIX) bei 20 °C gemessen. Das heißt, die Temperaturabhängigkeit des Moduls wird durch Ändern einer Temperatur von –80 °C bis 150 °C bei Anwenden einer Kompressionsspannung mit einer Frequenz von 1 rad/sec gemessen, und ein Messwert bei 20 °C wird als der Kompressionsmodul verwendet.
Die Mikrokügelchen können klebrig oder nicht klebrig sein. Im Allgemeinen enthalten die Mikrokügelchen ein vernetztes Polymer.
Verfahren zur Herstellung von elastischen Mikrokügelchen
Die elastischen Mikrokügelchen können durch jedes bekannte Verfahren, wie beispielsweise Suspensionspolymerisation, Emulsionspolymerisation, Keimpolymerisation und dergleichen, hergestellt werden. Ein Verfahren zur Herstellung der Mikrokügelchen aus Polyacrylat durch Emulsionspolymerisation wird als Beispiel kurz erläutert.
In einem Reaktor, der mit einem mechanischen Rührwerk ausgestattet ist, werden entionisiertes Wasser, ein Acrylmonomer, ein Radikalkettenpolymerisationsinitiator und andere optionale Zusatzstoffe beigemengt, und der Innenraum des Reaktors wird mit einem Inertgas gereinigt. Dann wird der Reaktor auf eine bestimmte Temperatur erwärmt, um bei Umrühren die Polymerisation des Monomers zu initiieren. Im Allgemeinen beträgt die Rührgeschwindigkeit von 10 bis 700 U/min, und die Reaktionstemperatur beträgt von 30 bis 120 °C. Die Reaktionszeit beträgt für gewöhnlich von mehreren Stunden bis mehrere zehn Stunden.
Als das Acrylmonomer kann eine Mischung aus einem Alkylacrylat (z.B. Isooctylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Isononylacrylat usw.) und einer ungesättigten Acrylsäure (z.B. Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure, Maleinsäure usw.) verwendet werden. Ein Gewichtsverhältnis des Alkylacrylats zur ungesättigten Acrylsäure beträgt vorzugsweise von 99:1 bis 90:10. Wenn die Menge des Alkylacrylats zu gering ist, wird die Klebrigkeit verringert, während, wenn sie zu groß ist, die gummiähnliche Elastizität abnimmt. In jedem Fall neigt die Klebekraft an die unebene Oberfläche dazu, abzunehmen. Es ist möglich, das Polyacrylat durch die Beigabe eines Vernetzungsmittels, das ein bifunktionelles Acrylat, wie beispielsweise Divinylbenzol-1,4-dibutyl-2-diacrylat, umfasst, zu der zuvor dargelegten Mischung zu vernetzen.
Das Herstellungsverfahren der Polyacrylatmikrokügelchen wird zum Beispiel im US-Patent Nr. 4,994,322 offenbart.
Die erzeugten Mikrokügelchen werden für gewöhnlich durch Filtration wiedergewonnen und verwendet, während die im Herstellungszustand wässrige Dispersion, welche die Mikrokügelchen enthält, nach der Reaktion verwendet werden kann, und das klebrige Polymer wird der Dispersion beigegeben, um die Klebstoffbeschichtungszusammensetzung zu erhalten.
Klebstoffpolymer
Das „Klebstoffpolymer", das hierin verwendet wird, bezieht sich auf ein Polymer, welches bei Raumtemperatur ein Haftvermögen aufweist und als ein Haftklebstoff verwendet werden kann. Polyacrylat, Polyurethan, Polyolefin, Polyester und dergleichen können als solch ein Polymer verwendet werden. Ein Klebrigmacher kann zusammen mit dem Klebstoffpolymer verwendet werden, wie in dem Fall von herkömmlichen Haftklebstoffen. Das Klebstoffpolymer kann ein Polymer sein, welches mit Wärme oder Strahlung gehärtet werden kann, nachdem die unebene Struktur der Klebeschicht sich verformt, und das Erscheinungsbild der Klebefolie wird verbessert, insofern als die Wirkungen der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt werden.
Die relative Molekülmasse des Klebstoffpolymers kann in einem Bereich liegen, in welchem die gewünschte Viskosität erreicht wird. Im Allgemeinen liegt die massegmittelte Molekülmasse des Klebstoffpolymers zwischen 10.000 und 100.000.
Das Klebstoffpolymer kann in Form einer Lösung (in welcher das Polymer in einem Lösemittel aufgelöst wird) oder einer Emulsion (in welcher das Polymer in einem Lösemittel dispergiert wird) verwendet werden. Die Lösung und die Emulsion können in einer Beimengung verwendet werden.
Wenn das Klebstoffpolymer vernetzt wird, kann ein Vernetzungsmittel, das eine Isocyanatverbindung, eine Melaminverbindung, eine Poly(meth)acrylatverbindung, eine Epoxidverbindung, eine Amidverbindung und dergleichen umfasst, beigegeben werden. Wenn die Klebeschicht das nicht klebende Polymer enthält, können die Polymere mit solch einem Vernetzungsmittel vernetzt werden.
Klebeschicht
Weder in der ersten noch zweiten Ausführungsform ist die Dicke der Klebeschicht beschränkt, insofern als die Wirkungen der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt werden, und sie beträgt für gewöhnlich zwischen 10 und 200 μm.
In der zweiten Ausführungsform werden die Mengen der Mikrokügelchen und des Klebstoffpolymers derart ausgewählt, dass die Menge der Mikrokügelchen für gewöhnlich zwischen 5 und 500 Gewichtsanteilen und vorzugsweise zwischen 20 und 400 Gewichtsanteilen je 100 Gewichtsanteile des Klebstoffpolymers beträgt. Wenn die Menge der Mikrokügelchen weniger als 5 Gewichtsanteile beträgt, kann die zuvor erwähnte Formwiederherstellungswirkung nicht erreicht werden. Wenn solch eine Menge 500 Gewichtsanteile überschreitet, neigt die Klebekraft dazu, abzunehmen.
Substratfolie
Als die Substratfolie kann jede verwendet werden, die als die Substratfolie des herkömmlichen Klebstofffilms verwendet wird. Zum Beispiel können ein Papierblatt, eine Metallfolie, eine Kunststofffolie und so weiter verwendet werden. Als der Kunststoff kann ein synthetisches Polymer, wie beispielsweise Polyvinylchlorid, Polyester, Polyurethan, Polyacrylat usw., verwendet werden. Die Dicke der Folie beträgt für gewöhnlich von 10 bis 1.500 μm.
Die Dicke der Folie beträgt für gewöhnlich zwischen 10 und 500 μm. Die Oberfläche der Substratfolie, auf welcher die Klebeschicht gebildet wird, kann behandelt werden, um die Klebekraft der Klebeschicht zu verbessern.
Die Berührungsfläche zwischen der Klebeschicht und dem Klebeteil wird als ein Verhältnis einer berührten Fläche zwischen der Klebeschicht und der flachen Oberfläche einer Glasplatte, wenn die Klebefolie an die flache Oberfläche der Glasplatte geklebt wird, definiert.
Konkret werden die flache Oberfläche einer Glasplatte, wie beispielsweise eines Objektglases, und die Klebeschicht der Klebefolie verklebt und durch einmaliges Hin- und Herbewegen einer Walze von 2 kg Gewicht über der Folie zusammengedrückt, um eine Probe zu erhalten. Die Breite der Klebefolie beträgt 2 cm, derart dass ein linearer Druck 1 kg/cm beträgt, und die Walze wird in der Längsrichtung der Folie hin- und herbewegt.
Wenn die Glasplatte durch ein weißes Licht von der Glasfläche, auf welche die Klebefolie nicht geklebt wurde, beleuchtet wird und das reflektierte Licht durch ein polarisiertes Lichtfilter beobachtet wird, werden Bereiche, in welchen die projizierenden Klebstoffteile und die Glasfläche miteinander in Berührung sind, schwarz gesehen, während Nichtberührungsbereiche weiß gesehen werden. Das Bild wird fotografiert, und ein Verhältnis der Gesamtfläche der Berührungsbereiche zur Fläche des ganzen beobachteten Feldes (entsprechend der ersichtlichen Berührungsfläche) wird in „Prozenten" ausgedrückt, die als die „Berührungsflächenrate" verwendet werden. Solche Verfahren können unter Verwendung eines optischen Mikroskops, das mit einer Polaroidkamera ausgestattet ist, ausgeführt werden. Hierbei beträgt die Fläche des ganzen beobachteten Feldes für gewöhnlich etwa 1 cm². Die Oberflächenrauheit Ra der verwendeten Glasplatte beträgt 0,1 μm oder weniger.
Bei der ersten Ausführungsform beträgt die beobachtete Berührungsfläche für gewöhnlich 92 % oder mehr, vorzugsweise 95 % oder mehr und insbesondere 98 % oder mehr, nachdem die angeklebte Folie 48 Stunden lang bei 25 °C gehalten wird, und demnach verformt sich die unebene Struktur.
Herstellung der Klebefolie
Die Klebefolie der ersten Ausführungsform kann durch Auftragen einer Beschichtungsflüssigkeit für die Klebeschicht auf eine oder beide der Oberflächen der Substratfolie, Trocknen der aufgetragenen Beschichtungsflüssigkeit, um eine Klebeschicht zu bilden, und Drücken der Oberfläche mit der unebenen Struktur einer Abdeckfolie gegen die flache Oberfläche der Klebeschicht gebildet werden.
Die Beschichtungsflüssigkeit für die Klebeschicht kann durch Mischen des Klebstoffpolymers, eines Vernetzungsmittels, eines Lösemittels und optionaler Zusatzstoffe mit einem Mischgerät, wie beispielsweise einem Homomixer, Planetenmischer usw., um alle Komponenten gleichmäßig zu dispergieren oder aufzulösen, hergestellt werden.
Die hergestellte Beschichtungsflüssigkeit wird auf die Substratfolie aufgetragen und getrocknet, um die Klebeschicht zu bilden. Die Beschichtungsflüssigkeit kann durch jedes herkömmliche Beschichtungsmittel, wie beispielsweise eine Rakelauftragmaschine, Walzenauftragmaschine, Schmelzbeschichter, Stabbeschichter und dergleichen, aufgetragen werden. Die aufgetragene Flüssigkeit wird für gewöhnlich bei einer Temperatur zwischen 60 und 180 °C getrocknet. Die Trocknungszeit beträgt für gewöhnlich zwischen mehreren zehn Sekunden und mehreren Minuten.
Wasser oder organische Lösemittel können als Lösemittel verwendet werden. Verschnittmittel, welche teilweise mit Wasser mischbar sind, können beigegeben werden. Beispiele für die verwendbaren Verschnittmittel sind Alkylenglycolmonoalkyletherester, wie beispielsweise 3-Methyl-3-methoxybutylacetat.
Die Beschichtungsflüssigkeit kann herkömmliche Zusatzstoffe, wie beispielsweise ein Viskositätsmodifikationsmittel, ein Schaumverhütungsmittel, ein Egalisierungsmittel, ein UV-Licht-Absorptionsmittel, ein Antioxidationsmittel, ein Pigment, ein Antimykotikum usw., enthalten. Außerdem kann die Beschichtungsflüssigkeit anorganische Teilchen (z.B. Glasperlen usw.) oder andere organische Teilchen als die elastischen Mikrokügelchen enthalten, insofern als die Wirkungen der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt werden.
Die Abdeckfolie wird für gewöhnlich aus einem Papierblatt, einer Kunststofffolie oder einer Verbundfolie davon hergestellt. Zum Beispiel wird ein Prägewerkzeug mit einer positiven Form auf die flache Oberfläche der Folie gedrückt, und die unebene Struktur, welche der negativen Form entspricht, wird auf die Folienoberfläche übertragen. Während des Prägens kann das Werkzeug erwärmt werden. Die zuvor erwähnte positive Form weist dieselbe Form und Größe wie die unebene Struktur, die auf der Klebefläche gebildet werden soll, auf.
Alternativerweise wird ein fließfähiges Material, welches Kunststoffe umfasst, auf eine Form mit einer positiven Struktur gegossen und fest werden gelassen. Dann wird die Form entfernt, und es wird die Abdeckfolie mit der unebenen Struktur erhalten, welche der negativen Form entspricht.
Die Oberfläche mit der unebenen Struktur der Abdeckfolie kann zum Beispiel mit Siliconen behandelt werden, um Trennbarkeit zu verleihen. Wenn die Kunststoffe Polyolefine sind, kann die Trennungsbehandlung unterlassen werden.
Alternativerweise wird eine vermarktete Klebefolie gekauft, und die Originalabdeckfolie wird durch die zuvor erwähnte unebene Abdeckfolie ersetzt. Dann werden die Klebeschicht und die unebene Abdeckfolie zusammengedrückt, um der Klebeschicht die unebene Struktur zu verleihen.
Die Klebefolie der zweiten Ausführungsform kann durch Auftragen der zuvor erwähnten Beschichtungsflüssigkeit, die im Wesentlichen die Mikrokügelchen enthält, auf die Oberfläche mit der unebenen Struktur, um eine Klebeschicht zu bilden, und anschließendes Laminieren einer Substratfolie auf die Klebeschicht hergestellt werden. Die Herstellung der Beschichtungsflüssigkeit und das Beschichtungsverfahren sind dieselben wie jene für die erste Ausführungsform. Die Abdeckfolie kann dieselbe sein wie jene, die in der ersten Ausführungsform verwendet wurde.
Die Klebefläche mit der unebenen Struktur kann durch Drücken der unebenen Abdeckfolie auf die Klebeschicht mit der im Wesentlichen flachen Klebefläche, welche auf der Substratfolie gebildet wurde, gebildet werden.
Verwendung der Klebefolie
Die Klebefolie der vorliegenden Erfindung kann als eine dekorative Folie verwendet und an Wände, Böden und Decken von Gebäuden, Bezeichnungsschildern usw. geklebt werden.
Weitere Ausführungsformen werden in den folgenden Beispielen beschrieben.
Beispiele
Beispiel 1
Die Klebefolie dieses Beispiels ist die der ersten Ausführungsform.
A. Klebefolie
Eine SCOTCHCAL^® JS1000A von der Minnesota Mining and Manufacturing Company (3M), die von Sumitomo 3M Co. Ltd. in Tokio, Japan, vertrieben wird, mit einer flachen Klebefläche wurde als die Klebefolie verwendet, und die flache Abdeckfolie wurde durch eine Abdeckfolie mit einer unebenen Oberfläche, die im Folgenden erläutert wird, ersetzt, um die unebene Struktur auf der Klebeschicht zu bilden.
Die Klebeschicht der zuvor dargelegten Klebefolie war eine Schicht, die durch Auftragen einer Besichtungszusammensetzung mit einem vernetzten Acrylpolymer und ihr Trocknen gebildet wurde, und wies eine Dicke von 30 μm auf. Die Substratfolie war eine Polyvinylchloridfolie mit einer Dicke von 50 μm.
B. Bildung der unebenen Struktur
Auf die Klebefläche der Klebefolie wurde unter Drücken eine Abdeckfolie mit einer unebenen Struktur laminiert, um eine Klebefolie mit einer Abdeckfolie zu erhalten.
Die unebene Struktur der Abdeckfolie bestand aus mehreren Erhebungen, welche entlang der Linien, welche ein Schachmuster bilden und den Nuten entsprechen, die auf der Klebefläche gebildet werden sollen, kontinuierlich gebildet wurden. Die Höhe der Erhebungen betrug 17 μm, die maximale Entfernung (an den Wurzeln der Erhebungen) zwischen den benachbarten Erhebungen betrug 1,2 mm. Der vertiefte Abschnitt, der von den Erhebungen umschlossen wurde, wies den trapezförmigen Bereich in der senkrechten Richtung auf. Dementsprechend wies die Erhebung auf der Klebeschicht den trapezförmigen Querschnitt in der senkrechten Richtung auf.
C. Änderung der Berührungsfläche
Auf eine flache Oberfläche eines Objektglases von 76 mm Länge, 26 mm Breite und 1 mm Dicke (MICRO SLIDE GLASS HAKUROKUMA Nr. 1, hergestellt von der MATSUNAMI GLASS INDUSTRIES Co., Ltd., Japan) wurde die Klebeschicht der Klebefolie von etwa 5 cm × 2 cm, von welcher die Abdeckfolie entfernt worden war, geklebt und durch einmaliges Hin- und Herbewegen einer Walze von 2 kg Gewicht und etwa 4,5 cm Breite über der Folie angedrückt, um eine Probe zu erhalten. Dann wurde die Berührungsfläche dieser Probe durch das zuvor beschriebene Verfahren gemessen. Die Oberflächenrauheit Ra des Objektglases betrug etwa 0,001 μm.
Die Berührungsfläche der Klebefolie in diesem Beispiel betrug 73 % unmittelbar nach dem Ankleben und 100 %, nachdem die Klebefolie für 48 Stunden ab dem Ankleben bei 25 °C gehalten wurde. Nach 48 Stunden bei 25 °C verschwanden die Vertiefungen der Substratfolie, welche den Vertiefungen der Klebeschicht entsprachen.
Bläschenentweichfähigkeitstest
Nach dem Ablösen der Abdeckfolie wurde die Klebefolie von 10 cm × 10 cm auf einer flachen Acrylatplatte angeordnet und durch eine Pressmaschine zur Mitte der Klebefolie hin zusammengepresst, um Bläschen zu sammeln. Eine 2-kg-Walze wurde mehrmals über die Bläschen gerollt, und es wurde ein Grad der Bläschenentweichung beobachtet. Wenn alle Bläschen entwichen, wurde die Folie als „GUT" klassifiziert, während, wenn ein Teil der Bläschen verblieb, die Folie als „NICHT GUT" klassifiziert wurde.
Die Klebefolie dieses Beispiels wurde als „GUT" klassifiziert.
Vergleichsbeispiel 1
Eine Klebefolie wurde auf dieselbe Art und Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Beschichtungsflüssigkeit, die dasselbe Klebemittel enthielt wie jenes, das in der Klebeschicht der vermarkteten Klebefolie enthalten war, die in Beispiel 1 verwendet wurde, auf die Oberfläche mit der unebenen Struktur der Abdeckfolie aufgetragen wurde, und die aufgetragene Flüssigkeit wurde getrocknet, und dann wurde eine Polyvinylchloridfolie laminiert.
Die Bläschenentweichfähigkeit war „GUT", aber die Vertiefungen auf der Substratfolie, die den Vertiefungen der Klebeschicht entsprachen, verschwanden nach 48 Stunden bei 25 °C nicht. Die Berührungsfläche der Klebefolie dieses Vergleichsbeispiels betrug 81 % unmittelbar nach dem Ankleben und 91 %, nachdem die Klebefolie für 48 Stunden ab dem Ankleben bei 25 °C gehalten wurde.
Beispiel 2
Eine Klebefolie dieses Beispiels wurde auf dieselbe Art und Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass eine andere vermarktete Klebefolie mit einer flachen Oberfläche CONTROL TACK PLUS^® 180-10 von 3M als eine Klebefolie verwendet wurde.
Die Klebeschicht dieser Klebefolie enthielt ein vernetztes Acrylpolymer und Glasmikroperlen und wies eine Dicke von 30 μm auf. Die Substratfolie war die Polyvinylchloridfolie wie bei der zuvor verwendeten Klebefolie.
Die Bläschenentweichfähigkeit war „GUT", und die Vertiefungen auf der Substratfolie, die den Vertiefungen der Klebeschicht entsprachen, verschwanden nach 48 Stunden bei 25 °C. Die Berührungsfläche der Klebefolie dieses Vergleichbeispiels betrug 91 % unmittelbar nach dem Ankleben und 100 %, nachdem die Klebefolie für 48 Stunden ab dem Ankleben bei 25 °C gehalten wurde.
Beispiel 3
Die Klebefolie dieses Beispiels ist die der zweiten Ausführungsform.
Ein wässriger Emulsionsklebstoff „E-1000" (hergestellt von der SOKEN CHEMICAL Co., Ltd., Japan) wurde als eine Flüssigkeit verwendet, die eine Matrixkomponente mit einem Klebstoffpolymer enthielt. Das Klebstoffpolymer bestand aus Butylacrylat und Acrylsäure in einem Gewichtsverhältnis von 96:4.
Die elastischen Mikrokügelchen wurden durch die Suspensionspolymerisation unter Verwendung von Wasser als ein Medium gemäß dem zuvor beschriebenen Verfahren hergestellt. Die verwendete Monomerzusammensetzung enthielt Isooctylacrylat und Acrylsäure in einem Gewichtsverhältnis von 96:4. Der Kompressionsmodul betrug 7 × 10⁵ dyn/cm². Der Kompressionsmodul wurde folgendermaßen gemessen:
Das Lösemittel wurde aus der Suspension, welche die elastischen Mikrokügelchen enthielt, entfernt, und die Mikrokügelchen wurden in einer Zylinderform mit einem Durchmesser von 5 mm und einer Länge von 7 mm geformt, um eine zu prüfende Probe zu erhalten. Die Probe wurde an parallelen Plattenspannvorrichtungen befestigt, und dann wurde der Kompressionsmodul unter den zuvor beschriebenen Messbedingungen gemessen.
Die zuvor erwähnten elastischen Mikrokügelchen wurden der Emulsion, die das zuvor erwähnte Klebstoffpolymer enthielt, in solchen Mengen beigegeben, dass ein Gewichtsverhältnis des Klebstoffpolymers zum elastischen Mikrokügelchen 80:20 (Feststoffgewichte) betrug, und gemischt, um eine im Wesentlichen gleichmäßige Beschichtungsdispersion zu erhalten. Die Beschichtungsdispersion wurde auf die unebene Oberfläche der Abdeckfolie aufgetragen und getrocknet, um sie fest werden zu lassen. Auf die getrocknete Schicht wurde die zuvor dargelegte Polyvinylchloridsubstratfolie mit einer Dicke von 70 μm laminiert.
Auf diese Weise wurde eine Klebefolie bestehend aus der Abdeckfolie, der Klebeschicht und der Substratfolie, welche in dieser Reihenfolge laminiert wurden, erhalten. Die Dicke der Klebeschicht betrug 30 μm.
Die Bläschenentweichfähigkeit war „GUT", und die Vertiefungen auf der Substratfolie, die den Vertiefungen der Klebeschicht entsprachen, verschwanden nach 48 Stunden bei 25 °C.
Für eine Einschätzung des Rahmens der Erfindung folgen die Ansprüche.

Claims

Klebefolie, umfassend eine flexible Substratfolie, eine Klebeschicht, die mit mindestens einer der Hauptflächen der flexiblen Substratfolie in Berührung ist und eine unebene Struktur aufweist, mit (i) mehreren Erhebungen, die in Berührung mit einem Klebeteil sein werden, und (ii) Nuten, die zwischen benachbarten Erhebungen gebildet sind und nach außen hin in Verbindung stehen, wenn die Erhebungen mit dem Klebeteil in Berührung sind, und eine Abdeckfolie, die auf mindestens einer ihrer Flächen eine negative Struktur aufweist, die der unebenen Struktur der Klebeschicht entspricht, und auf die Klebschicht laminiert ist, derart, dass die negative Struktur und die unebene Struktur auf der Oberfläche der Klebeschicht miteinander in Berührung sind, wobei die Klebeschicht eine Matrixkomponente umfasst, die ein Klebstoffpolymer und elastische Mikrokügelchen enthält, die in der Matrixkomponente dispergiert sind und einen volumengemittelten Durchmesser von 10 bis 100 μm aufweisen.
Klebefolie nach Anspruch 1, wobei die mehreren Erhebungen Vorsprünge umfassen, die jeweils einen waagerechten Bereich mit einer vieleckigen oder runden Form und einen senkrechten Bereich mit einer quadratischen, trapezförmigen, rechteckigen oder halbkreisförmigen Form aufweisen.
Klebefolie nach Anspruch 1, wobei die mehreren Erhebungen regelmäßig angeordnet sind.
Klebefolie nach Anspruch 1, wobei die elastischen Mikrokügelchen massiv oder hohl sind.
Klebefolie nach Anspruch 1, wobei die elastischen Mikrokügelchen Polyacrylat (Acryl-Copolymer) umfassen.
Klebefolie nach Anspruch 1, wobei die elastischen Mikrokügelchen einen Kompressionsmodul von 1 × 10⁴ dyn/cm² bis 1 × 10⁶ dyn/cm² aufweisen.
Klebefolie nach Anspruch 1, wobei die Klebeschicht Polyacrylat, Polyurethan, Polyolefin oder Polyester umfasst.
Klebefolie nach Anspruch 1, wobei die flexible Substratfolie ein Papierblatt, eine Metallfolie oder eine Kunststofffolie ist.