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Die
Erfindung betrifft Klebstoffe für
Polycarbonat und oberflächenbeschichtete
Polycarbonatsubstrate
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DVDs
sind Beispiele für
Gegenstände,
die zwei durch eine Klebstoffzusammensetzung miteinander verbundene
Polycarbonatsubstrate einschließen.
Eine oder beide der Polycarbonatscheiben können Daten enthalten. Um zu
ermöglichen,
dass die Daten von einem optischen Leser gelesen werden können, weist
zumindest eine der Polycarbonatscheiben eine metallbeschichtete
Oberfläche,
z.B. eine Aluminiumbeschichtung mit 50 nm, auf. Die zweite Polycarbonatscheibe
weist häufig
eine Beschichtung aus Aluminium, Gold, Siliciumoxid oder Siliciumcarbid
auf.
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Ein
Problem beim Auswählen
einer geeigneten Klebstoffzusammensetzung für die Scheiben ist die Möglichkeit
des Entgasens von Polycarbonat, wodurch es für viele Klebstoffe schwierig
wird, die Unversertheit einer anfänglich gebildeten Bindung zwischen
dem Klebstoff und den Oberflächen
der Scheiben beizubehalten. Liegt eine Ablösung (d.h. Klebeversagen und/oder
Bindekraftversagen) vor, kann es für das optisches Lesegerät schwierig
oder unmöglich
sein, die Daten zu lesen. Zudem enthalten viele Klebstoffzusammensetzungen
chemische Spezies, die die Metallbeschichtung korrodieren. Die Geschwindigkeit
der Korrosion und Ablösung
nimmt tendenziell zu, wenn Feuchtigkeit und Temperatur ansteigen.
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US-A-4,181,752
beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines normal klebrigen
Haftklebstoffs, das Bestrahlen einer lösungsmittelfreien, strahlungsempfindlichen,
acrylathaltigen, polymerisierbaren Masse im Nah-UV-Bereich mit einer
Rate von etwa 0,1 bis 7 Milliwatt pro Quadratzentimeter der belichteten
Masse umfasst.
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US-A-5,602,221
beschreibt eine im Wesentlichen aus einem Haftklebstoffpolymer bestehende
Zusammensetzung, bestehend aus dem Reaktionsprodukt von 25 bis 97
Gewichtsteilen eines Acrylsäureester eines
einwertigen Alkohols, dessen Homopolymer eine Tg von
weniger als 0°C
aufweist, 3 bis 75 Gewichtsteilen eines nicht polaren ethylenisch
ungesättigten
Monomers, dessen Homopolymer einen Löslichkeitsparameter von nicht
größer als
10, 50 und eine Tg größer als 15°C aufweist, und 0 bis 5 Gewichtsteilen
eines polaren ethylenisch ungesättigten
Monomers, dessen Homopolymer einen Löslichkeitsparameter von größer als
10, 50 und eine Tg größer als 15°C aufweist, wobei die jeweiligen
Mengen des Acrylsäureesters,
des nicht polaren ethylenisch ungesättigten Monomers und des polaren
ethylenisch ungesättigten
Monomers derart ausgewählt sind,
dass das Haftvermögen
bei einer 90°-Abziehung
des Reaktionsprodukts an einer Polypropylenoberfläche mindestens
2 lbs/0,5 Zoll nach einer 72 ständigen
Verweilzeit bei Raumtemperatur, wie gemäß dem Testverfahren B gemessen,
beträgt,
mit der Maßgabe,
dass die Zusammensetzung im Wesentlichen keinen Emulgator enthält.
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WO99/54116
beschreibt ein Verfahren zum Zusammenfügen von ersten und zweiten
Elementen eines optischen Aufzeichnungsmediums, wobei jedes der
Elemente eine Innenfläche
und eine Außenfläche einschließt, wobei
zumindest eine der Innenflächen
eine Haftschicht darauf einschließt und wobei mindestens eines
der Elemente eine Datenspeicheroberfläche einschließt. Die
Haftschicht kann einen Haftklebstoff umfassen.
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In
einem Aspekt weist die Erfindung einen wie in Anspruch 1 beschriebenen
Gegenstand auf, der Folgendes einschließt: a) ein erstes Polycarbonatsubstrat,
b) ein zweites Polycarbonatsubstrat und c) eine zwischen dem ersten
Polycarbonatsubstrat und dem zweite Polycarbonatsubstrat angeordnete
Klebstoffzusammensetzung derart, dass das erste Polycarbonatsubstrat
durch die Klebstoffzusammensetzung an das zweite Polycarbonat substrat
gebunden ist. Die Klebstoffzusammensetzung umfasst ein Klebstoffpolymer
A), das das Reaktionsprodukt 1) eines N-Vinyl enthaltenden Monomer,
ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus N-Vinylcaprolactam, N-Vinylpyrroliodon
und N-Vinylimidazol und Kombinationen davon und 2) eines Acrylsäureestermonomers
eines nicht tertiären
Alkohols mit einer 4 bis 20 Kohlenstoffatome umfassenden Alkylgruppe einschließt. In einigen
Ausführungsformen
ist der Gegenstand im Wesentlichen frei von Ablösung, nachdem er dem beschleunigten
Alterungstestverfahren II unterzogen wurde.
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In
bevorzugten Ausführungsformen
ist der Gegenstand nach Aussetzen einer 90%igen relativen Feuchtigkeit
bei 80°C
für 16
Stunden im Wesentlichen frei von Ablösung. In anderen Ausführungsformen
ist die Klebstoffzusammensetzung im Wesentlichen frei von Blasen,
nachdem der Gegenstand einer 90%igen relativen Feuchtigkeit bei
80°C für 16 Stunden
ausgesetzt wurde.
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In
einer Ausführungsform
schließt
der Gegenstand des Weiteren eine auf einer Oberfläche des
ersten Substrats angeordnete anorganische Schicht ein und ist die
Klebstoffzusammensetzung in Kontakt mit der anorganischen Schicht.
In einigen Ausführungsformen
ist die anorganische Schicht ein Metall. Beispiele für geeignete
Metalle schließen
Aluminium, Silber, Messing, Gold, Goldlegierung, Kupfer, Kupfer-Zink-Legierung, Kupfer-Aluminium-Legierung,
Aluminium-Molybdän-Legierung,
Aluminium-Tantal-Legierung, Aluminium-Cobalt-Legierung, Aluminium-Chrom-Legierung,
Aluminium-Titan-Legierung und Aluminium-Platin-Legierung und Kombinationen
davon ein. In einigen Ausführungsformen
reflektiert die Metallschicht Licht mit einer Wellenlänge mit
375 nm bis 850 nm.
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In
einer anderen Ausführungsform
ist die Metallschicht im Wesentlichen frei von Korrosion, nachdem der
Gegenstand dem beschleunigten Alterungstestverfahren II unterzogen
wurde. In einer bevorzugten Ausführungsform
ist die Metallschicht im Wesentlichen frei von Korrosion, nachdem
der Gegenstand einer 90%igen relativen Feuchtigkeit bei 80°C für 16 Stunden
ausgesetzt wurde, besonders bevorzugt ist die Metallschicht im Wesentlichen
frei von Korrosion, nachdem der Gegenstand einer 90%igen relativen
Feuchtigkeit bei 80°C
für 1000
Stunden ausgesetzt wurde. In anderen Ausführungsformen ist die Metallschicht
im Wesentlichen frei von Korrosion, nachdem der Gegenstand einer
85%igen relativen Feuchtigkeit bei 80°C für 100 Stunden ausgesetzt wurde.
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In
einigen Ausführungsformen
ist die anorganische Schicht halbtransparent. In anderen Ausführungsformen
ist die anorganische Schicht ausgewählt aus der Gruppe bestehend
aus Gold und SinXm,
wobei X ausgewählt
ist aus der Gruppe bestehend aus Sauerstoff, Stickstoff, Kohlenstoff
und Kombinationen davon und Σ(n
+ m) die Wertigkeitsanforderungen von Si und X erfüllt.
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In
einer Ausführungsform
schließt
der Gegenstand ferner eine auf einer ersten Oberfläche des
ersten Substrats angeordnete Metallschicht und eine auf einer Oberfläche des
zweiten Polycarbonatsubstrats angeordnete anorganische Schicht ein,
derart dass die Klebstoffzusammensetzung mit der Metallschicht des
ersten Substrats und der anorganischen Schicht des zweiten Substrats
in Kontakt ist.
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In
bevorzugten Ausführungsformen
ist der Gegenstand optisch klar. In anderen bevorzugten Ausführungsformen
ist die Klebstoffzusammensetzung optisch klar.
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In
einigen Ausführungsformen
ist der Gegenstand ein optisches Aufzeichnungsmedium. Das optische Aufzeichnungsmedium
kann Daten einschließen
und schließt
vorzugsweise eine Speicherkapazität von größer als einem Gigabyte ein.
Beispiele für
geeignete optische Aufzeichnungsmedien schließen DVD, DVD-R, DVD-RW, DVD-RAM, DVR,
DVD-Audio und DVD-Hybride ein.
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In
einer anderen Ausführungsform
weist die Erfindung einen Gegenstand auf, der: a) ein erstes Polycarbonatsubstrat,
b) ein zweites Polycarbonatsubstrat und c) eine zwischen dem ersten
Polycarbonatsubstrat und dem zweiten Polycarbonatsubstrat angeordnete
Klebstoffzusammensetzung derart, dass das erste Polycarbonatsubstrat
durch die Klebstoffzusammensetzung an das zweite Polycarbonatsubstrat
gebunden ist, einschließt.
Die Klebstoffzusammensetzung schließt einen Polymerklebstoff ein,
bestehend aus dem Reaktionsprodukt 1) eines N-Vinyl enthaltenden
Monomers, ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus N-Vinylcaprolactam, N-Vinylpyrrolidon,
N-Vinylimidazol und Kombinationen davon, 2) eines Acrylsäureestermonomers
eines nicht-tertiären
Alkohols mit einer 4 bis 20 Kohlenstoffatome umfassenden Alkylgruppe,
dessen Homopolymer eine Tg von weniger als
0°C aufweist,
3) gegebenenfalls eines monoethylenisch ungesättigten Monomers mit 4 bis
20 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe, dessen Homopolymer eine
Tg von größer als 10°C aufweist, 4) gegebenenfalls
eines substituierten Acrylamids, 5) gegebenenfalls eines Initiators,
6) gegebenenfalls eines Vernetzungsmittels und 7) gegebenenfalls
eines Kettenübertragungsmittels.
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In
anderen Aspekten weist die Erfindung eine wie in Anspruch 4 beschriebene
Klebstoffzusammensetzung auf, die einen Polymerklebstoff einschließt, bestehend
aus dem Reaktionsprodukt von 1) mehr als 30 Gewichtsteilen N-Vinylcaprolactam
(auf der Basis von 100 Teilen Polymerklebstoff), 2) einem Acrylsäureestermonomer
eines nicht-tertiären
Alkohols mit einer 4 bis 20 Kohlenstoffatomen umfassenden Alkylgruppe,
dessen Homopolymer eine Tg von weniger als
0°C aufweist,
3) gegebenenfalls einem monoethylenisch ungesättigten Monomer mit 4 bis 20
Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe, dessen Homopolymer eine Tg von größer als
10°C aufweist,
4) gegebenenfalls einem substituierten Acrylamid, 5) gegebenen falls
einem Initiator, 6) gegebenenfalls einem Vernetzungsmittel und 7)
gegebenenfalls einem Kettenübertragungsmittel.
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In
einer Ausführungsform
kann die Zusammensetzung ein erstes Polycarbonatsubstrat in fixierter
Beziehung zu einem zweiten Polycarbonatsubstrat halten, um einen
Gegenstand zu bilden, der im Wesentlichen frei von Ablösung ist,
nachdem der Gegenstand dem beschleunigten Alterungstestverfahren
II unterzogen wurde.
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In
einer anderen Ausführungsform
kann die Klebstoffzusammensetzung ein erstes Polycarbonatsubstrat
an ein zweites Polycarbonatsubstrat binden, um einen Gegenstand
zu bilden, der nach Aussetzen einer 90%igen relativen Feuchtigkeit
bei 80°C
für 16
Stunden im Wesentlichen frei von Ablösung ist.
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In
anderen Ausführungsformen
kann die Zusammensetzung ein erstes Polycarbonatsubstrat, das eine erste
auf einer Oberfläche
des Polycarbonats angeordnete Metallschicht einschließt, an ein
zweites Polycarbonat binden, um einen Gegenstand zu bilden, der
nach Aussetzen einer 90%igen relativen Feuchtigkeit bei 80°C für 16 Stunden
im Wesentlichen frei von Korrosion ist.
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In
einigen Ausführungsformen
weist die Klebstoffzusammensetzung ein Speichermodul von mindestens
etwa 2 × 105 Pa bei Raumtemperatur auf.
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In
einigen Ausführungsformen
beträgt
die Menge des N-Vinylcaprolactams
etwa 33 Gewichtsteile bis etwa 50 Gewichtsteile. In anderen Ausführungsformen
ist das Acrylsäureestermonomer
ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Isooctylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat,
Isononylacrylat, Isodecylacrylat, Decylacrylat, Laurylacrylat, Hexylacrylat,
Butylacrylat, Octadecylacrylat und Kombinationen davon.
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In
bevorzugten Ausführungsformen
ist die Klebstoffzusammensetzung optisch klar. In einigen Ausführungsformen
ist die Klebstoffzusammensetzung optisch klar, wenn sie zwischen
einem ersten Polycarbonatsubstrat und einem zweiten Polycarbonatsubstrat
angeordnet ist und dann einer 90%igen relativen Feuchtigkeit bei
80°C für 16 Stunden
ausgesetzt wird.
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In
anderen Aspekten weist die Erfindung einen wie in Anspruch 8 beschriebenen
Gegenstand auf, der ein erstes Polyethylenterephthalatsubstrat,
umfassend auf einer Oberfläche
davon angeordnetes Silicon, ein zweites Polyethylenterephthalatsubstrat,
umfassend auf einer Oberfläche
davon angeordnetes Silicon, wobei sich das erste Substrat von dem
zweiten Substrat unterscheidet, und eine zwischen dem ersten Substrat
und dem zweiten Substrat angeordnete Haftklebstoffzusammensetzung
gemäß der vorstehend
beschriebenen Klebstoffzusammensetzung, einschließt.
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In
einem weiteren Aspekt schließt
der Gegenstand ein erstes Polycarbonatsubstrat, ein zweites Polycarbonatsubstrat
und eine zwischen dem ersten Polycarbonatsubstrat und dem zweiten
Polycarbonatsubstrat angeordnete Klebstoffzusammensetzung ein, derart
dass das erste Polycarbonatsubstrat durch die Klebstoffzusammensetzung
an das zweite Polycarbonatsubstrat gebunden ist, wobei der Gegenstand
nach Aussetzen einer 85%igen relativen Feuchtigkeit bei 80°C für 100 Stunden
im Wesentlichen frei von Ablösung
ist. In einer bevorzugten Ausführungsform
schließt
das erste Polycarbonat Daten und eine auf einer Oberfläche des
ersten Polycarbonatsubstrats angeordnete Metallschicht ein, und
können
die Daten gemäß dem DVD-Leistungstests nach
Aussetzen einer 85%igen relativen Feuchtigkeit bei 80°C für 100 Stunden
gelesen werden.
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In
einer anderen Ausführungsform
schließt
der Gegenstand ein erstes Polycarbonatsubstrat, ein zweites Polycarbonatsubstrat
und eine zwischen dem ersten Polycarbonatsubstrat und dem zweiten
Polycarbonatsubstrat angeordnete Haftklebstoffzusammensetzung ein,
derart, dass das erste Polycarbonatsubstrat durch die Klebstoffzusammensetzung
an das zweite Polycarbonatsubstrat gebunden ist und der Gegenstand
nach Aussetzen einer 90%igen relativen Feuchtigkeit bei 80°C für 16 Stunden
im Wesentlichen frei von Ablösung
ist.
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In
anderen Aspekten weist die Erfindung einen wie in Anspruch 1 beschriebenen
Gegenstand auf, der einschließt:
a) ein erstes Polycarbonatsubstrat, b) ein zweites Polycarbonatsubstrat
und c) eine zwischen dem ersten Polycarbonatsubstrat und dem zweiten
Polycarbonatsubstrat angeordnete Klebstoffzusammensetzung, derart,
dass das erste Polycarbonatsubstrat durch die Klebstoffzusammensetzung
an das zweite Polycarbonatsubstrat gebunden ist und die Klebstoffzusammensetzung
einen Polymerklebstoff B) einschließt, bestehend aus dem Reaktionsprodukt
1) eines stickstoffhaltigen Monomers, das mit einem Acrylsäureestermonomer
copolymerisierbar ist und dessen AlogP-Wert ≤ 1,0 ist, 2) eines Acrylsäureestermonomers
eines nicht-tertiären
Alkohols mit einer 4 bis 20 Kohlenstoffatome umfassenden Alkylgruppe,
dessen Homopolymer eine Tg von weniger als
0°C aufweist,
3) gegebenenfalls eines monoethylenisch ungesättigtes Monomers mit 4 bis
20 Kohlenstoffatomen in der Alkylgruppe, dessen Homopolymer eine
Tg von größer als 10°C aufweist, 4) gegebenenfalls
eines substituierten Acrylamids, 5) gegebenenfalls eines Initiators,
6) gegebenenfalls eines Vernetzungsmittels und 7) gegebenenfalls
eines Kettenübertragungsmittels.
In anderen Ausführungsformen
weist das stickstoffhaltige Monomer 0,0 ≤ AlogP ≤ 1,0 auf. In anderen Ausführungsformen
weist das Acrylsäureestermonomer
einen AlgoP-Wert größer als
1,0 auf.
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In
einem anderen Aspekt weist die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen
des vorstehend beschriebenen Poly carbonatgegenstands wie in Anspruch
9 beschrieben auf. Das Verfahren schließt das Inkontaktbringen des
ersten Polycarbonatsubstrats mit der Klebstoffzusammensetzung und
Inkontaktbringen der Klebstoffzusammensetzung mit dem zweiten Polycarbonatsubstrat
ein, derart, dass das erste Polycarbonatsubstrat durch die Klebstoffzusammensetzung
an das zweite Polycarbonatsubstrat gebunden wird.
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Die
Erfindung stellt eine Klebstoffzusammensetzung bereit, die optisch
klar ist und ausgezeichnete Haftfestigkeit an Polycarbonatsubstraten
aufweist, so dass sie die Bindung unter extremen Bedingungen von erhöhter relativer
Feuchtigkeit (90%) und erhöhten
Temperaturen (80°C)
beibehält.
Die Klebstoffzusammensetzung stellt auch eine Bindung an Polycarbonat
von ausgezeichneter Haltbarkeit dar. Die Unversertheit der Bindung
und die optische Klarheit werden auch nach dem Abkühlen auf
Raumtemperatur nach dem Aussetzen an derartige Bedingungen beibehalten.
Die Klebstoffzusammensetzung ist nicht korrosiv und besonders gut zur
Verwendung in korrodierbare Oberflächen aufweisenden Gegenständen wie
Gegenstände,
die zwei Polycarbonatsubstrate einschließen, in welchen eines oder
beide Substrate eine Oberflächenbeschichtung
wie Aluminium aufweisen, geeignet. Die Klebstoffzusammensetzung
weist auch gutes Haftvermögen
an Oberflächen
wie mit Siliciumcarbid, Siliciumnitrid und Siliciumoxid beschichtete
Polycarbonatsubstrate auf. Die Klebstoffzusammensetzung kann in
einer Vielfalt von Gegenständen,
einschließlich
z.B. DVDs, Speicherschaltungen, Vibrationsdämpfern, Kupferschaltkreisen
und mehrschichtigen Polycarbonatgegenständen z.B. Fenstern, sowie in
allgemeinen Bindungsanwendungen, verwendet werden.
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Andere
Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der
bevorzugten Ausführungsformen
davon und aus den Ansprüchen
ersichtlich.
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1 ist
eine Querschnittsansicht eines Polycarbonatgegenstands.
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2 ist
eine grafische Darstellung von AlogP v. FH20 (kcal/mol).
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1 ist
ein Beispiel für
einen Polycarbonatgegenstand 10, der ein erstes Polycarbonatsubstrat 12 einschließt, das
durch eine Klebstoffzusammensetzung 18 an ein zweites Polycarbonatsubstrat 14 gebunden ist.
Der Polycarbonatgegenstand kann eine Vielfalt an Formen annehmen,
einschließlich
diejenigen eines optischen Aufzeichnungsmediums wie z.B. einer Digital
Versatile Disc (DVD), z.B. DVD, DVD-R, DVD-RW, DVD-RAM, DVD-Audio, DVR und DVD-Hybriden.
Die Formate für
DVDs wurden durch ein Industriekonsortium (ECMA, Executive Committee
of DVD Consortium as ECMA/TC 31/97/2, Genf Schweiz, Januar 1997)
definiert. DVDs können
in DVD-ROMs, die
ausschließlich
der Wiedergabe dienen, DVD-RAMs,
die zur Datenspeicherung verwendet werden können, und DVD-Rs, die einmal
beschreibbar sind (einmal beschreibbar, vielmal lesbar) unterteilt
werden. Der Begriff „DVR" ist eine Abkürzung für „Digital
Video Recordable" Disc.
Unter Verwendung eines Lichtstrahls (Lichtstrahlung) können Informationen
von der DVR ausgelesen und/oder Informationen auf eine DVR aufgezeichnet
werden.
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Das
Polycarbonatsubstrat des Gegenstands kann in einer Vielfalt von
Abmessungen und Gestalten, einschließlich z.B. einer Scheibe vorliegen
und in das Polycarbonatsubstrat gegossene Daten einschließen. Nützliche
Polycarbonatsubstrate können
auch eine wie in 1 dargestellte anorganische
Oberflächenschicht 16 einschließen. Die
anorganische Oberflächenschicht
kann z.B. Metall (z.B. Aluminium, Silber, Messing, Gold, eine Goldlegierung,
Kupfer, eine Kupfer-Zink-Legierung, eine Kupfer-Aluminium-Legierung,
eine Legierung, die Aluminium und ein hitzebeständiges Metall, z.B. Molybdän, Tantal,
Kobalt, Chrom, Titan und Platin einschließt), SinXm, wobei X Sauerstoff, Stickstoff oder Kohlenstoff
ist und Σ(n
+ m) die Wertigkeitsanforderungen von Si und X erfüllt (z.B.
Siliciumoxid und Siliciumcarbid) und Kombinationen davon einschließen. Die
anorganische Oberflächenschicht
kann halbtransparent sein, d.h. sie weist ein Reflektionsvermögen von
18 bis 30%, wie gemessen gemäß dem ECMA-Standardreflektionstestverfahren
für DVD-ROM
mit 210 mm, auf. Gold, Siliciumoxid und Siliciumcarbid sind Beispiele
für Verbindungen,
die zum Bilden halbtransparenter Schichten auf Polycarbonatsubstraten
verwendet werden.
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Beispiele
für im
Handel erhältliche
Polycarbonatsubstrate schließen
die in DVDs verwendeten Polycarbonatscheiben ein. Die scheibenförmigen Substrate
können
ein mittiges Loch aufweisen, das zum Zentrieren der daraus zusammengebauten
DVDs in einer Aufzeichnungs- oder Abspielstation nützlich ist.
Die scheibenförmigen
Substrate können
einen Außendurchmesser
von 50 bis 360 mm, einen Innendurchmesser von 5 bis 35 mm und eine
Dicke zwischen 0,25 und 1,0 mm einschließen.
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Die
Klebstoffzusammensetzung ist zum Beibehalten des Haftvermögens an
den vorstehend beschriebenen Polycarbonatsubstraten unter längeren Bedingungen
hoher Feuchtigkeit und hoher Temperatur formuliert. Insbesondere
kann die Klebstoffzusammensetzung zwei derartige Polycarbonatsubstrate
in fixierter Beziehung zueinander halten, während und nachdem sie dem beschleunigten
Alterungstestverfahren II (vorzugsweise nach Aussetzen einer 90%igen
relativen Feuchtigkeit bei 80°C
für eine
Dauer von 16 Stunden, stärker bevorzugt
nach Aussetzen diesen Bedingungen nach 100 Stunden, besonders bevorzugt
nach Aussetzen diesen Bedingungen für 1000 Stunden) unterzogen
wurden. Die Klebstoffzusammensetzung ist auch derart formuliert,
dass der daraus hergestellte gebundene Gegenstand nach dem Aussetzen
den vorstehend erwähnten Bedingungen
im Wesentlichen frei von Ablösung
ist. „Im
Wesentlichen frei von Ablösung" bedeutet, dass bis zu
dem Ausmaß,
dass Klebstoffversagen an der Substrat-/Klebstoffgrenzfläche, Bindekraftversagen
der Klebstoffzusammensetzung oder eine Kombination davon vorliegt,
der gebundene Gegenstand für
seinen beabsichtigten Zweck verwendbar bleibt. Mit Bezug auf eine
DVD z.B. zu dem Ausmaß,
dass eine Ablösung
vorliegt, bewahrt die Scheibe ihre Datenspeicher- und Lesefunktionen (d.h. die Scheibe
kann durch einen optischen Leser gelesen werden).
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Vorzugsweise
ist die Klebstoffzusammensetzung derart formuliert, dass, wenn sie
bei einem gebundenen Gegenstand, wie einem optischen Aufzeichnungsmedium
z.B. einer DVD, eingesetzt wird, der Gegenstand z.B. durch einen
DVD200MG-Datenanalysator (C.D. Associates Inc., Irvine, CA) gemäß dem im
nachstehenden Abschnitt der Beispiele dargestellten DVD-Leistungstestverfahren
gelesen werden kann, nachdem der Gegenstand einer 85%igen relativen
Feuchtigkeit bei 80°C
für eine
Dauer von 16 Stunden ausgesetzt wurde, stärker bevorzugt nach Aussetzen
diesen Bedingungen für
100 Stunden, besonders bevorzugt nach Aussetzen an diese Bedingungen
für 1000
Stunden.
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Die
Klebstoffzusammensetzung ist auch vorzugsweise nicht korrosiv, sodass,
wenn die Zusammensetzung an ein oder mehrere Substrate geklebt wird,
die korrosive Oberflächen,
z.B. Metalloberflächenschichten,
einschließen,
der gebundene Gegenstand nach Aussetzen längeren Bedingungen von hoher
Feuchtigkeit und hoher Temperatur im Wesentlichen frei von Korrosion
und Ablösung
ist. Korrosion kann im gebundenen Gegenstand durch Betrachten des
Gegenstands mit dem menschlichen Auge unter normalen Lichtverhältnissen,
einschließlich
Lenken eines Lichts derart, dass es durch das Substrat in Bereiche,
in welchen die Korrosion aufgetreten ist, läuft, erfasst werden. Korrosion
liegt in Bereichen vor, die scheinbar eine Abwesenheit von korrodierbarer Schicht
aufweisen, wo vorher die korrodierbare Schicht auf dem Gegenstand
vorlag. „Im
Wesentlichen frei von Korrosion" bedeutet,
dass Korrosion in dem Ausmaß vorliegt,
in welchem der Gegenstand für
seinen beabsichtigten Zweck verwendbar bleibt. Vorzugsweise ist
der gebundene Gegenstand nach dem Aussetzen einer 90%igen relativen
Feuchtigkeit bei 80°C
für eine
Dauer von 16 Stunden, stärker
bevorzugt nach Aussetzen diesen Bedingungen für 1000 Stunden im Wesentlichen
frei von Korrosion.
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Die
Klebstoffzusammensetzung ist vorzugsweise auch optisch klar, wenn
sie mit dem menschlichen Auge unter normalen Lichtverhältnissen
betrachtet wird. Vorzugsweise weist die Klebstoffzusammensetzung bei
650 nm und bei einer Beschichtungsdicke von weniger als 60 µm eine
mindestens 90%ige Durchlässigkeit auf
und bewahrt ihre optische Klarheit nach dem Aussetzen den vorstehend
erwähnten
Bedingungen. Es ist bevorzugt, dass die Klebstoffzusammensetzung
frei von Trübung
ist, d.h. das Weißwerden
eines ursprünglichen
klaren Klebstoffs, wie mit dem Auge unter Standardlichtverhältnissen
betrachtet, was die optische Klarheit der Klebstoffzusammensetzung
und deshalb das Vermögen,
dass ein damit hergestellter Gegenstand wie vorgesehen funktioniert,
beeinträchtigen
kann. Es ist auch bevorzugt, dass die Klebstoffzusammensetzung frei von
Blasen d.h. gasförmigen
Einschlüssen
ist, welche die optische Klarheit der Klebstoffzusammensetzung und
das Vermögen,
dass ein damit hergestellter Gegenstand wie vorgesehen funktioniert,
beeinträchtigen kann.
Die Klebstoffzusammensetzung kann derart formuliert sein, dass sie
nach Aussetzen extremen Feuchtigkeits- und Temperaturbedingungen
optische Klarheit aufweist.
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Die
Klebstoffzusammensetzung kann auch derart formuliert sein, dass
einem damit gebundenen Gegenstand zusätzliche Steifigkeit, vorzugsweise
ausreichende Steifigkeit, um den Gegenstand für seinen vorgesehenen Zweck
geeignet zu machen, verliehen wird. Ein Maß für das Vermögen der Klebstoffzusammensetzung,
das Haftvermögen
an einem Substrat zu bewahren und einem damit gebundenen Gegenstand
ausreichende Steifigkeit zu verleihen, um den Gegenstand für seinen
vorgesehenen Zweck geeignet zu machen, ist sein Speichermodul(G'). Vorzugsweise weist
die Klebstoffzusammensetzung ein Speichermodul bei Raumtemperatur
von mindestens 2 × 105 Pascal (Pa) auf, wenn er gemäß dem Speichermodultestverfahren
gemessen wird.
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Die
Klebstoffzusammensetzung schließt
einen Polymerklebstoff ein, der das Reaktionsprodukt eines N-Vinyl
enthaltenden Monomers (vorzugsweise mindestens 30 Gewichtsteile,
stärker
bevorzugt mindestens 33 Gewichtsteile, stärker bevorzugt 33 Gewichtsteile
bis 50 Gewichtsteile), eines Acrylsäureestermonomers eines nicht-tertiären Alkohols
mit einer 4 bis 20 Kohlenstoffatome umfassende Alkylgruppe und gegebenenfalls eines
monoethylenisch ungesättigten
modulverstärkenden
Monomers mit einem Homopolymer, dessen Glasübergangstemperatur (Tg) größer als
10°C (stärker bevorzugt
größer als
25°C) ist,
eines substituierten Acrylamids, eines Initiators, eines Vernetzungsmittels,
eines Kettenübertragungsmittels
und Kombinationen davon einschließt. Werden zwei Polycarbonate
aneinander gebunden oder wird ein erstes metallisiertes Polycarbonatsubstrat
an ein zweites Polycarbonatsubstrat geklebt, besteht der Polymerklebstoff
vorzugsweise aus dem Reaktionsprodukt von mindestens 33 Gewichtsteilen
N-Vinyl enthaltendem Monomer, des Acrylsäureestermonomers und eines
Photoinitiators. Wird ein erstes metallisiertes Polycarbonatsubstrat
an ein zweites mit einer anorganischen Oberfläche beschichtetes Polycarbonatsubstrat
geklebt, besteht der Polymerklebstoff vorzugsweise aus dem Reaktionsprodukt
von mindestens 30 Gewichtsteilen N-Vinyl enthaltendem Monomer, des Acrylsäureestermonomers
und eines Photoinitiator.
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Das
N-Vinyl enthaltende Monomer weist vorzugsweise einen AlogP-Wert
(d.h. der Log des Wasser-Oktanol-Verteilungskoeffizienten)
auf, der weniger als 1,0, vorzugsweise 0,00 ≤ AlogP ≤ 1,0 beträgt. Bevorzugte N-Vinyl enthaltende
Monomere schließen
N-Vinylcaprolactam, N-Vinylpyrrolidon und N-Vinylimidazol ein.
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Das
Acrylsäureestermonomer
weist vorzugsweise einen AlogP-Wert auf, der größer als 1,0 ist. Das bevorzugte
Acrylsäureestermonomer
ist ein monofunktionelles Acrylsäureestermonomer
eines nicht-tertiären Alkylalkohols
mit 4 bis 20 Kohlenstoffatomen (vorzugsweise 4 bis 18 Kohlenstoffatomen,
stärker
bevorzugt 4 bis 14 Kohlenstoffatomen), dessen Homopolymer eine Tg von weniger als 0°C (vorzugsweise weniger als –20°C) aufweist.
Eingeschlossen in dieser Gruppe von Acrylsäureestermonomeren sind 2-Methylbutylacrylat, Isooctylacrylat,
4-Methyl-2-pentylacrylat,
Isoamylacrylat, sec-Butylacrylat, n-Butylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Isononylacrylat,
Isodecylacrylat, Isodecylmethacrylat, n-Decylacrylat, Laurylacrylat,
n-Octylacrylat, n-Hexylacrylat, Butylacrylat, Octadecylacrylat und
Kombinationen davon.
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Das
monoethylenisch ungesättigte
Monomer mit einer Tg des Homopolymers von
größer als
10°C (vorzugsweise
größer als
25°C) ist
vorzugsweise für
die Verstärkung
(d.h. Erhöhung)
des Moduls der Klebstoffzusammensetzung geeignet. Beispiele für geeignete
monoethylenisch ungesättigte
Monomere mit einer Tg des Homopolymers von
größer als
10°C schließen monofunktionell
ungesättigte
Monomere ein. Beispiele für derartige
Monomere schließen
Methylacrylat, Ethylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat,
Vinylacetat, Vinylpropionat, 2-(Phenoxy)ethylacrylat oder Methacrylat
und Kombinationen davon ein. Nichtpolare Monomere wie Isobornylacrylat
können
ebenfalls verwendet werden.
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Beispiele
für geeignete
substituierte Acrylamide schließen
t-Butylacrylamid und Diacetonacrylamid ein.
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Vorzugsweise
beträgt
die Menge an in der Reaktion zum Herstellen des Polymerklebstoffs
eingeschlossenem substituierten Acrylamid 0 bis 9 Gewichtsteile
auf der Basis von 100 Teilen Polymerklebstoff.
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Das
Monomergemisch kann durch verschiedene herkömmliche radikalische entweder
durch Wärme oder
Strahlung initiierte Polymerisationsverfahren polymerisiert werden,
einschließlich
z.B. Lösungsmittelpolymerisation,
Emulsionspolymerisation, Blockpolymerisation und Strahlungspolymerisation,
einschließlich
Verfahren unter Verwendung von Ultraviolettlicht, Elektronenstrahlbestrahlung
und Gammabestrahlung.
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Lösungsmittelpolymerisation
bedeutet das Kombinieren der Monomerbestandteile zusammen mit einem
geeigneten inerten organischen Lösungsmittel
und einem radikalischen copolymerisierbaren Vernetzungsmittel in
einem Reaktionsgefäß. Nachdem
das Monomergemisch in das Reaktionsgefäß geladen ist, wird eine konzentrierte
Lösung
an thermisch radikalischem Initiator zugesetzt. Das Reaktionsgefäß wird dann zum
Erzeugen einer inerten Atmosphäre
mit Stickstoff gespült.
Sobald es gespült
ist, wird das Reaktionsgefäß versiegelt
und die Lösung
innerhalb des Gefäßes auf
die Aktivierungstemperatur des Initiators erwärmt. Das Gemisch wird während des
Verlaufs der Polymerisationsreaktion gerührt, um die Klebstoffzusammensetzung herzustellen.
Lösungsmittelpolymerisation
ist auf dem Fachgebiet bekannt und in verschiedenen Quellen wie in
der US-Patentschrift Nr. Re 24,906 (Ulrich) und 4,554,324 (Husmann
et al.) beschrieben.
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Emulsionspolymerisation
ist ebenfalls in der US-Patentschrift Nr. Re 24,906 beschrieben,
wobei die Monomere zu destilliertem Wasser mit einem Emulsionsmittel
und geeigneten Initiatoren in einem Reaktionsgefäß zugesetzt, mit Stickstoff
gereinigt und typischerweise auf eine Temperatur im Bereich von
25 bis 80°C erwärmt werden,
bis die Reaktion abgeschlossen ist.
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Die
Klebstoffzusammensetzung kann auch durch Blockpolymerisationsverfahren
hergestellt werden, in welchen die die Monomere und einen radikalischen
Initiator enthaltende Klebstoffzusammensetzung auf ein flaches Substrat
wie einen Polymerfilm aufgetragen wird und einer Energiequelle in
einer Atmosphäre
mit wenig Sauerstoff, d.h. weniger als 1000 Parts per Million (ppm),
und vorzugsweise weniger als 500 ppm, ausgesetzt wird, bis die Polymerisation
im Wesentlichen abgeschlossen ist.
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Alternativ
dazu kann eine ausreichend sauerstofffreie Atmosphäre durch
Einschließen
der Zusammensetzung z.B. mit einem Polymerfilm oder Einhüllen der
Zusammensetzung in ein Verpackungsmaterial, z.B. einem Beutel, bereitgestellt
werden. In einer Ausführungsform
kann der Film vor der Polymerisation über der aufgetragenen Klebstoffzusammensetzung
angeordnet werden. In einer anderen Ausführungsform wird die Klebstoffzusammensetzung
in Beutel, die gegebenenfalls versiegelt werden können, angeordnet
und dann zum Bilden des Klebstoffs Energie wie Wärme oder Ultraviolettstrahlung
ausgesetzt.
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Das
bevorzugte Polymerisationsverfahren schließt eine zweistufige radikalische
Polymerisation des Monomergemischs mit 100% Feststoffen ein. Im
ersten Schritt werden die Monomere mit niedriger Viskosität in geeigneten
Verhältnissen
gemischt, und ein Initiator wird dem Gemisch zugesetzt. Das Gemisch
wird zum Entfernen von gelöstem
Sauerstoff mit Stickstoff gespült.
Die Zusammensetzung wird teilweise polymerisiert, um einen Sirup
mit mäßiger Viskosität herzustellen,
der leicht aufgetragen werden kann. Weiterer Initiator und gegebenenfalls
ein Vernetzungsmittel, ein zusätzliches
Monomer und Kombinationen davon werden dem Sirup zugesetzt. Der
Sirup wird dann (unter Ausschluss von Sauerstoff) mit einer gewünschten
Dicke aufgetragen.
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Während oder
nach dem Beschichtungsverfahren wird der Sirup weiter Energie ausgesetzt,
um die Polymerisation und Vernetzung der Klebstoffzusammensetzung
abzuschließen.
Die radikalische Polymerisation wird vorzugsweise durch Ultraviolettlichtbestrahlung
durchgeführt.
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Polymerisationsverfahren
können
auch Wärmebestrahlung
einsetzen. Die Zusammensetzung schließt einen Wärmeinitiator ein und kann auf
einen mit Trennmittel beschichteten Film aufgetragen und mit einem
zweiten mit Trennmittel beschichteten Film bedeckt werden. Die Zusammensetzung
wird dann in ein Wärmeübertragungsfluid
gegeben und auf eine ausreichende Temperatur zum Bewirken der Polymerisation erwärmt.
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Nützliche
radikalische Initiatoren schließen
wärme-
und photoaktive Initiatoren ein. Der verwendete Initiatortyp hängt vom
Polymerisationsverfahren ab. Vorzugsweise ist der Initiator ein
Photoinitiator und kann durch UV-Bestrahlung,
z.B. bei Wellenlängen
von 250 nm bis 450 nm, stärker
bevorzugt bei 351 nm aktiviert werden. Nützliche Photoinitiatoren schließen z.B.
Benzoinether wie Benzoinmethylether und Benzoinisopropylether, substituierte
Benzoinether wie Anisoinmethylether, substituierte Acetophenone
wie 2,2-Dimethoxy-2-phenylacetophenon und substituierte Alphaketole
wie 2-Methyl-2-hydroxypropiophenon
ein. Beispiele für im
Handel erhältliche
Photoinitiatoren schließen
IrgacureTM 819 und DarocurTM 1173
(beide erhältlich
von Ciba-Geigy Corp., Haxthorne, NY), LucirinTM TPO
(erhältlich
von BASF, Parsippany, NJ) und IrgacureTM 651,
das von Ciba-Geigy
Corporation erhältlich
ist und von dem angenommen wird, dass es 2,2-Dimethoxy-1,2-diphenylethan-1-on
ist, ein. Auch sind copolymere Photoinitiatoren nützlich.
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Beispiele
für geeignete
Wärmeinitiatoren
schließen
Peroxide wie Benzoylperoxid, Dibenzoylperoxid, Dilaurylperoxid,
Cyclohexanperoxid, Methylethylketonperoxid, Hydroperoxide, z.B.
tert-Butylhydroperoxid und Cumolhydroperoxid, Dicyclohexylperoxydicarbonat,
2,2,-Azobis(isobutyronitril)
und t-Butylperbenzoat ein. Beispiele für im Handel erhältliche
Wärmeinitiatoren
schließen
Initiatoren, erhältlich
von DuPont Specialty Chemical (Wilmington, DE) unter der Markenbezeichnung
VAZOTM, einschließlich VAZOTM 64
(2,2-Azobis(isobutyronitril)) und VAZOTM 52
und LucidolTM 70 von Elf Atochem North America,
Philadelphia, PA, ein.
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Der
Initiator wird in einer Menge verwendet, die zum Erleichtern der
Polymerisation der Monomere wirksam ist, und die Menge variiert
z.B. je nach Initiatortyp, Molekulargewicht des Initiators, beabsichtigter
Anwendung, erhaltener Klebstoffzusammensetzung und Polymerisationsverfahren.
Der Initiator kann in Mengen von 0,001 Gewichtsteilen bis 5 Gewichtsteilen
auf der Basis von 100 Teilen Polymerklebstoff verwendet werden.
Bevorzugte Mengen liegen im Bereich von 0,05 Gewichtsteilen bis
3 Gewichtsteilen.
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Die
Klebstoffzusammensetzung kann zum Erzielen eines gewünschten
Speichermoduls vernetzt werden, obwohl die Klebstoffzusammensetzung
vorzugsweise das gewünschte
Speichermodul in Abwesenheit eines Vernetzungsmittels aufweist.
Die Vernetzung kann ohne Vernetzungsmittel durch Verwendung hochenergetischer
elektromagnetischer Bestrahlung wie Gamma- oder Elektronenstrahlbestrahlung
erzielt werden. Zudem kann ein Vernetzungsmittel oder eine Kombination
von Vernetzungsmitteln dem Gemisch aus polymerisierbaren Monomeren
zum Erleichtern der Vernetzung und zum Erzielen des gewünschten
Speichermoduls für
die Klebstoffzusammensetzung zugesetzt werden. Der Vernetzungsgrad
in der Klebstoffzusammensetzung kann derart sein, dass der Gelanteil
der Klebstoffzusammensetzung mindestens 95% beträgt.
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Nützliche
Vernetzungsmittel zur Strahlungsaushärtung schließen multifunktionelle
Acrylate, wie diejenigen in der US-Patentschrift Nr. 4,379,201 (Heilmann
et al.) beschrieben sind, die 1,6-Hexandioldiacrylat, Trimethylolpropantriacrylat,
1,2-Ethylenglycoldiacrylat, Pentaerythritoltetracrylat, 1,12-Dodecanoldiacrylat
und Kombinationen davon einschließen, und copolymerisierbare
aromatische Ketoncomonomere, wie diejenigen, offenbart in der US-Patentschrift
Nr. 4,737,559 (Kellen et al.) ein. Verschiedene andere Vernetzungsmittel
mit unterschiedlichen Molekulargewichten zwischen der (Meth)acrylat-Funktionalität wären ebenfalls
nützlich.
Geeignete Ultraviolettlichtquellen sind z.B. Mitteldruckquecksilberlampen
und Ultraviolettschwarzlicht.
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Wird
ein Vernetzungsmittel verwendet, liegt das Vernetzungsmittel im
Allgemeinen in einer Menge von 0,01 bis 0,50 Gewichtsteilen auf
der Basis von 100 Teilen Polymerklebstoff, vorzugsweise 0,05 Gewichtsteilen bis
0,3 Gewichtsteilen Vernetzungsmittel vor.
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Bevorzugte
Kettenübertragungsmittel
weisen eine nicht-korrosive
Wirkung auf die metallisierte Oberfläche eines Polycarbonatsubstrats
auf und sind vor der Polymerisation im Monomergemisch löslich. Beispiele für geeignete
Kettenübertragungsmittel
schließen
Triethylsilan und Mercaptane ein.
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Die
Klebstoffzusammensetzung liegt vorzugsweise in Form einer Schicht
aus aushärtbarer
Flüssigkeit oder
eines Films (z.B. eines Haftklebstofffilms) auf der Oberfläche des
Substrats vor. Die Dicke der Klebstoffbeschichtung ist ausreichend,
um die Polycarbonatsubstrate durch die Klebstoffzusammensetzung
aneinander binden zu lassen. Die Dicke der Klebstoffbeschichtung
kann je nach Anwendung variieren. Zum Beispiel beträgt die Beschichtung
für DVDs
vorzugsweise 50 µm
bis 75 µm,
stärker
bevorzugt 55 µm
bis 65 µm.
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Die
Klebstoffzusammensetzung kann auf eine mit Trennmittel behandelte
Oberfläche,
z.B. eine Trennlage aufgetragen und dann auf eine Oberfläche eines
Poly carbonatsubstrats laminiert werden. Alternativ dazu kann die
Klebstoffzusammensetzung direkt auf eine Oberfläche des Polycarbonatsubstrats
aufgebracht werden, gefolgt von Polymerisation der Klebstoffzusammensetzung,
und gegebenenfalls kann eine mit Trennmittel behandelte Oberfläche dann
an die Klebstoffzusammensetzung laminiert werden. Wird die Klebstoffzusammensetzung
in Form eines Films bereitgestellt, ist er vorzugsweise zwischen
zwei Trennlagen eingelegt, in welchen eine der Trennlagen eine Trennmittelbeschichtung
aufweist, die einen geringeren Haftungsgrad am Klebstofffilm in
Bezug auf die Trennbeschichtung der zweiten Trennlage aufweist.
Beispiele für
nützliche
im Handel erhältliche
mit Polyethylenterephthalat (PET) kaschierte Silicontrennmittelverbindungen
behandelte Trennlagen schließen
mit Silicon behandelte PET-Trennlagen, erhältlich unter den Markenbezeichnungen P-10
und T-50 von CPFilms, Martinsville, Va, ein.
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Zusätzlich zu
den vorstehend beschriebenen Polycarbonatsubstraten kann eine Vielfalt
an Substraten, durch die Klebstoffzusammensetzung aneinander gebunden
werden, einschließlich
z.B. Ethylenvinylacetat, PET, orientiertes Polypropylen, Glas und
Kombinationen davon. Vorzugsweise ist die Klebstoffzusammensetzung
zum Beibehalten des Haftvermögens
an zwei Substraten eines gebundenen Gegenstands formuliert, in welchem
die Substrate Ethylenvinylacetat, PET, orientiertes Polypropylen,
Glas und Kombinationen davon sind, nachdem der gebundene Gegenstand
für sechzehn
Stunden bei 85°C
und einer 85%igen relativen Feuchtigkeit gealtert wurde.
-
Die
Erfindung wird nun durch die folgenden Beispiele weiter beschrieben.
Alle in den Beispielen angegebenen Teile, Verhältnisse, Prozentanteile und
Mengen betreffen das Gewicht, wenn nicht anders spezifiziert.
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BEISPIELE
-
Testverfahren
-
In
den Beispielen verwendete Testverfahren schließen Folgendes ein.
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Beschleunigtes
Alterungstestverfahren I
-
Eine
Probe wird bei 80°C
und 90%iger relativer Feuchtigkeit für 16 Stunden in einen Ofen
gegeben. Nach Abschluss des Alterungszyklus wird die Probe bei Testtemperaturen
und während
und nach dem Abkühlen
auf Raumtemperatur visuell auf Trübung, Blasen, Nadellöcher, Korrosion
und Ablösung
geprüft.
-
Blasen
werden aufgezeichnet, falls ein gasförmiger Einschluss innerhalb
der Klebemasse vorliegt.
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Nadellöcher werden
aufgezeichnet, falls sehr kleine Bereiche in der Reflektionsschicht
vorliegen, die für
sichtbares Licht durchlässig
sind. Diese liegen oft in der fabrikneuen Reflektionsschicht vor
(d.h. vor der Gegenwart der Klebstoffzusammensetzung). Es kann zum
Betrachten der Nadellöcher
notwendig sein, die reflektierende Schicht zu beleuchten oder sie
von hinten zu beleuchten.
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Korrosion
wird aufgezeichnet, wenn Bereiche in der reflektierenden Schicht
vorliegen, die für
sichtbares Licht durchlässig
sind. Die Korrosionsbereiche weisen anfänglich eine größere Größe als die
Nadellöcher auf
und vergrößern sich
weiter, was häufig
zum vollständigen
Verschwinden der reflektierenden Schicht einer gebundenen Anordnung
führt.
-
Ablösung tritt
auf, wenn sich die Klebstoffzusammensetzung von einem oder mehreren
der Substrate löst.
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Beschleunigtes
Alterungstestverfahren II
-
Eine
Probe wird bei 95%iger relativer Feuchtigkeit in einen Ofen gegeben,
wo sie sechs Zyklen unterzogen wird, in welchen jeder Zyklus das
Erhöhen
der Ofentemperatur von 25 +/–3°C auf 40
+/–2°C und dann Halten
der Ofentemperatur bei 40 +/–2°C für eine Dauer
von 12 Stunden, gefolgt von Absenken der Ofentemperatur von 40 +/–2°C auf 25
+/–3°C und dann
Halten der Ofentemperatur bei 25 +/–3°C für eine Dauer von 12 Stunden
einschließt.
Nach Abschluss der sechs Alterungstestzyklen, wird die Probe bei
Testtemperatur und während
und nach dem Abkühlen
auf Raumtemperatur auf Trübung,
Blasen, Nadellöcher,
Korrosion und Ablösung
geprüft.
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90°-Abziehfestigkeitstestverfahren
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Die
Abziehfestigkeit der Klebstoffzusammensetzung wird wie folgt gemessen.
Ein an einer Trennschicht bereitgestellter Klebstofffilm wird durch
Entfernung der Trennschicht, um die Klebstoffzusammensetzung freizulegen,
präpariert.
Ein Stück
Aluminiumfolie mit 0,05 mm (2 mil) wird auf der freigelegten Klebstoffoberfläche angeordnet.
Unter Verwendung einer Kunststoffquetschwalze mit 102 mm × 51 mm
(4'' × 2'')
wird die Aluminiumfolie durch Aufbringen mit Handdruck an den Klebstoff
geklebt, während
sichergestellt wird, dass keine Luftblasen oder Falten in den Testprüfkörper eingebracht
sind. Die übrige
freigelegte Klebstoffoberfläche wird
dann an ein sauberes, trockenes Stück der Testoberfläche (1,3
cm breit) geklebt. Die Abziehfestigkeitsmessungen werden unter Verwendung
eines 90°-Abziehmodus
bei 30,5 cm/Min. durchgeführt.
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180°-Abziehfestigkeitstestverfahren
-
Die
Abziehfestigkeit der Klebstoffzusammensetzung wird gemäß ASTM D3330-90
(erneut genehmigt 1994) Testverfahren B, gemessen. Kurz gesagt wird
ein auf einer Trennlage bereitgestellter Klebstofffilm durch Entfernen
der Trennlage zum Freilegen der Klebstoffzusammensetzung präpariert.
Ein Stück
Aluminiumfolie mit 0,05 mm (2 mil) wird auf der freigelegten Klebstoffoberfläche angeordnet.
Unter Verwendung einer Kunststoffquetschwalze mit 102 mm × 51 mm
(4'' × 2'')
wird die Aluminiumfolie auf den Klebstoff durch Aufbringen mit Handdruck
geklebt, während
sichergestellt wird, dass keine Luftblasen oder Falten in den Testprüfkörper eingebracht
sind. Die übrige
freigelegte Klebstoffoberfläche
wird dann an ein sauberes, trockenes Stück der Testoberfläche (1,3
cm breit) geklebt. Die Abziehfestigkeitsmessungen werden dann unter
Verwendung eines 180°-Abziehmodus
bei 30,5 cm/Min. durchgeführt.
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Spaltungstestverfahren
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Auf
die ungebundene Oberfläche
einer zwei durch eine Klebstoffzusammensetzung miteinander verbundene
Polycarbonat-DVD-Substrate einschließenden Probe wurde ein kreisförmiger Bereich
mit einem Durchmesser von 2,5 cm mit einem mit Toluol behandelten
Baumwolllappen abgerieben. Diese Behandlung führte zu Lösungsmittelangriff an der ungebundenen
Seite der gebundenen Anordnung. Ein Stück Band des Typs 3MTM ScotchTM 851 (Minnesota
Mining and Manufacturing (3M Company), St. Paul, MN) wurde an die vertikale
Oberfläche
der Anordnung und in der Nähe
des mit Lösungsmittel
behandelten Bereichs aufgeklebt, wobei sich das Band über und
hinter die horizontale Ebene der Bindungsanordnung erstreckte. Etwa
2,5 Gramm Flüssigklebstoff
des Typs Scotch-Weld DP-420 (3M Company) wurde auf den mit Band
eingedämmten lösungsmittelbehandelten
Bereich der gebundenen Anordnung verteilt und mit einem Holzspatel
ausgebreitet. Eine T-Mutter
aus Stahl (0,79 cm (5/16'')) 18 mit internationalem
Gewinde, Zylinderhöhe
von 1,6 cm (5/8'')) wurde auf dem
Flüssigklebstoff
des Typs Scotch-Weld DP- 420 angeordnet und derart positioniert,
dass die Kante der T-Mutter aus Stahl mit der Kante der gebundenen
Anord nung zusammenfiel. Zusätzlicher
Flüssigklebstoff
des Typs Scotch-Weld DP-420 wurde verteilt, um den Kragenbereich
der T-Mutter aus Stahl vollständig
abzudecken. Man ließ die
Anordnung für
eine Dauer von vier Stunden aushärten,
wonach eine zweite T-Mutteranordnung auf der zweiten ungebundenen
horizontalen Oberfläche
der gebundenen Anordnung in ähnlicher
Weise befestigt wurde. Man ließ den
Spaltungstestprüfkörper dann
für eine
Dauer von 16 Stunden stehen, um den Klebstoff vom Typ Scotch-Weld DP-420 vollständig aushärten zu
lassen. Ein Gewindebolzen mit einer Länge von 5,1 cm (2 Zoll) wurde
dann in jede der T-Muttern aus Stahl geschraubt. Die Bolzen wurden in
die zwei gegenüberliegenden
Klemmbacken eines Instrons befestigt, sodass die gebundene Anordnung
einer Kraft senkrecht zu ihrer Bindungslinie unterzogen wurde. Die
Verbindung wurde mit einer Geschwindigkeit von 0,254 cm/Min. gespannt,
und die erforderliche Kraft zum Initiieren der Trennung der Bindungsanordnung, wie
in lbs an Kraft zu initiierter Spaltung gemessen, wird als die Spaltungsfestigkeit
der Bindungsanordnung aufgezeichnet.
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Testverfahren für Speichermodul
(G')
-
Ein
Klebstofffilm mit einer Dicke von etwa 2 mm wurde durch Aufeinanderschichten
von 40 Schichten aus einem Klebstofffilm mit einer Dicke von 50 µm und Ausstanzen
einer Scheibe mit 8 mm aus dem Klebeband hergestellt. Die Probe
wurde in einem Rheologieanalysator (im Handel unter der Markenbezeichnung „Dynamic
RDA IP" von Rheometric
Scientific, Inc., Piscataway, N.J. erhältlich) angeordnet, und Messungen wurden
im Parallelplattenmodus bei einer Frequenz von 6, 28 Radiant/Sek.
und einer Spannung von 0,5% durchgeführt. Die Temperatur wurde über einen
vorbestimmten Temperaturbereich mit einer Geschwindigkeit von 5°C/Min. abgetastet,
wobei alle 20 Sekunden Datenaufzeichnungen in Pascal (Pa) erfolgten.
Die Werte für
den Speichermodul (G')
bei –30°C, 23°C und 80°C wurden
in Pa angegeben.
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Verfahren
zum Testen der optischen Klarheit
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Die
optische Klarheit wird unter Verwendung einer auf einem Spektrophotometer
(im Handel erhältlich von
BYK Gardner, Columbia, MD unter der Markenbezeichnung Gardner BYK
Color TCS Plus) befestigten Übertragungsapparatur
bestimmt. Das Spektrophotometer schließt eine Software ein, die Spektraldaten
bei Intervallen von 10 nm von 380 bis 720 nm erhalten kann.
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Die
Probe wurde durch Ausschneiden einer Klebstoffprobe mit 40 mm × 40 mm
aus einem Klebstofffilm mit einer Dicke von 50 µm, die zwischen einer Trennschicht
des Typs T-50 mit einer Polyethylenterephthalat(PET)-Verstärkung mit
einer Dicke von 50 µm,
beschichtet mit einer Silicontrennzusammensetzung (CPFilms, Martinsville,
Va) und einer Trennlage des Typs P-10 mit einer 50 µm dicken
PET-Verstärkung,
beschichtet mit einer Silicontrennzusammensetzung (CPFilms) eingeschoben
ist, hergestellt. Eine Trennlage wurde abgezogen, wobei die Klebstoffzusammensetzung
freigelegt wurde, die dann flach auf eine 3M Infrarotkarte (Type
61) (3M Company) gelegt wurde, die durch Vergrößern der Kartenöffnung derart
modifiziert wurde, dass der Durchmesser der Öffnung 25 mm an jeder ihrer
vier Seiten betrug. Unter Verwendung einer Handquetschwalze wurde
auf die Kanten der Trennlagenseite des Klebstofffilms Druck aufgebracht,
um den Klebstoff an die IR-Karte zu kleben. Die zweite Trennlage
wurde dann von dem Klebstofffilm abgezogen, und die IR-Karte wurde
derart auf die Übertragungsapparateinheit
befestigt, dass die mit Klebstoff beschichtete Seite der IR-Karte am
weitesten von der einfallenden Strahlungsquelle entfernt war. Die
Spektraldaten von 380 nm bis 720 nm wurden dann erhalten und die
prozentuale Übertragung
bei 650 nm angegeben.
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Bestimmung von AlogP und
FH20
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AlogP
ist ein Parameter, der die hydrophobe Wechselwirkung, d.h. die entsprechende
Energie, die zwischen zwei oder mehreren gelösten Stoffen in Wasser und
n-Octonal arbeitet,
darstellt. AlogP = Σniai, wobei ni die Anzahl an Atomen vom Typ i im Molekül ist und
a der Beitrag des entsprechenden Atomtyps ist.
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FH20 ist ein Parameter, der die wässrige Auflösung freier
Energie unter Verwendung eines Hydrationsschalenmodells darstellt.
FH20 = ΣniΔfi, wobei ni die Anzahl
an chemischen Fragmenten in einem Molekül von Interesse ist und fi die wässrige
Unlöslichkeit
freier Energie des chemischen Fragments ist.
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Die
Werte für
AlogP und FH20 wurden für die Moleküle von Interesse unter Verwendung
des Softwareprogramms Cerius2 (Version 3.8) QSAR+ (Molecular Simulations
Inc.) berechnet. Die Molekularstrukturen wurden mit dem COMPASS-Kraftfeld
(Version 98/01) (Molecular Simulations Inc.) optimiert.
-
Die
Werte für
AlogP und FH20 wurden für jedes der folgenden Monomere
erhalten und sind in Form des Diagramms von 2 veranschaulicht:
NVC, NVP, Dimethylacrylamid (DMA), t-Butylmethacrylamid (t-BMA), Diacetonacrylamid
(DAA) (Aldrich, Milwaukee, WI), N-Vinylimidazol (NVI), INA, IOA,
EHA und Isobornylacrylat (IBA) (San Esters Corp., New York, NY).
-
DVD-Leistungstestverfahren
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Ein
Gegenstand wurde in einen Datenanalysator vom Typ DVD200MG (DC Associates,
Inc., Irvine, CA) angeordnet: Das Softwareprogramm wurde aktiviert
und der Gegenstand gemäß dem Industriestandard mit
dem Titel „DVD
Specification for Read Only Disc Pt.I. Physical Specifications,
Version 1, Absatz 2.7.3 Random Errors, Aug. 1996", der die Anforderung für die maximale
Fehlerrate von P1- Fehlern
für eine
DVD bereitstellt, analysiert. Eine geringe P1-Fehlerzahl weist im
Allgemeinen darauf hin, dass das digitale Übertragungsverfahren gut und
die Scheibenqualität
gut ist.
-
Kann
der gebundene DVD-Gegenstand durch den Analysator gelesen werden,
wird er als den DVD-Leistungstest bestanden betrachtet.
-
Klebstoffzusammensetzung
-
Sirupherstellung
-
16,5
Gramm 2-Ethylhexylacrylat (EHA) (Rohm & Haas, Philadelphia, PA) und 8,5
Gramm N-Vinylcaprolactam (NVC) (International Specialty Products
Performance Chemicals, Wayne, NJ) wurden zum Bilden eines Monomergemischs
mit einem Monomerverhältnis
von 66:34 EHA/NVC kombiniert. Das Monomergemisch wurde mit 0,01
Gramm IrgacureTM 651 Photoinitiator gemischt.
Nach dem Auflösen
des Photoinitiators wurde das Gemisch mit Stickstoffgas für eine Dauer
von zwei Minuten gespült
und dann teilweise mit Ultraviolettlicht photopolymerisiert, bis
die Viskosität
auf eine Viskosität
von mindestens 200 mPas (200 cps) angestiegen war, wie gemessen
mit einem Brookfield Viskometer mit einer Spindel Nr. 4 LTV bei
60 Umdrehungen pro Minute. Eine zusätzliche Beladung von 0,04 Gramm
IrgacureTM 651 Photoinitiator wurde dann
dem Gemisch zugesetzt, und man ließ es durch Rühren der
Zusammensetzung auf einer Walze für eine Dauer von 30 Minuten
lösen.
-
Beschichtungsverfahren
A
-
Der
wie vorstehend beschrieben hergestellte Sirup wurde zwischen einer
siliconbehandelten T-50-Polyethylenterephthalat(PET)-Trennlage (CPFilms)
mit 0,05 mm (2 mil) und einer siliconbehandelten P-10-Trennlage
(PET) (CPFilms) mit 0,05 mm unter Verwendung eines Messer- über-Bett-Beschichters und Ziehen
der beschichteten Zusammensetzung durch eine Beschichtungsöffnung,
die 50 µm
größer war,
als die kombinierte Dicke der beiden Trennlagen, aufgetragen.
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Aushärtungsverfahren
A
-
Eine
gemäß dem Beschichtungsverfahren
A hergestellte beschichtete Probe wurde unter einer Ultraviolettlichtanordnung,
enthaltend vier Schwarzlichtbirnen von Sylvania, für eine Dauer
von 4,5 Minuten für
eine Energiedosis von 880 Millijoule (NIST) angeordnet, um einen
Klebstofffilm mit einer Dicke von etwa 50 µm zu bilden.
-
Aushärtungsverfahren
B
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Eine
gemäß dem Beschichtungsverfahren
A hergestellte beschichtete Probe wurde mit einer Geschwindigkeit
von 3 Meter/Min. für
eine Dauer von etwa 3 Minuten durch eine W-Bestrahlungskammer befördert, die
mit über
der Probe befestigten Birnen mit einem Spektralausgang von 300 nm
bis 400 nm und einem maximalen Spektralausgang bei 351 einschloss,
um einen Klebstofffilm mit einer Dicke von etwa 50 µm zu bilden.
Die beschichtete Zusammensetzung wurde mit der P-10-Trennlage als
oberste Lage (d.h. die den Birnen direkt ausgesetzte Lage) durch
die Kammer befördert.
Die gemessene Gesamtenergiedosis betrug 550 Millijoule/cm2 (NIST-Einheiten).
-
Beschichtungs-
und Aushärtungsverfahren
C
-
Eine
PET-Trennlage wurde von einer ersten Abwickelwalze abgewickelt und über eine
freilaufende, ungeheizte Stahlgegendruckwalze mit einem Durchmesser
von 25,4 cm befördert.
Ein wie vorstehend hergestellter Sirup wurde auf die Trennlage mit
einer Beschichtungsmatrize, ähnlich
derjenigen, die in 6 von Vesley et
al., WO 95/29811, mit dem Titel, „Lamination Process for Coatings" veranschaulicht
ist, aufgetragen. Die Matrize war 91,4 cm breit und mit einem Messingbeilagblech
mit 0,15 mm mit einer Länge
von 63,5 cm, einer Konvergenz von 0,254 mm einem Überbiss
von 0,076 mm, einer Beschichtungsführungsfläche L1 von 12,7 mm, einer Vakuumführungsfläche von
12,7 mm und einem Matrizenangriffswinkel A2 von 90° konfiguriert. Vakuum
wurde während
der Beschichtung angelegt. Nachdem die Beschichtung auf die erste
Trennlage aufgebracht war, wurde eine zweite PET-Trennlage von einer
zweiten Abwickelwalze abgewickelt und um eine luftdruckgesinterte
Metalllaminierstange mit einem Durchmesser von 2,54 cm bei einem
Luftdruck im Bereich von 1,4 bis 4,5 bar befördert, wo sie an die beschichtete
Seite der ersten Trennlage gemäß dem in
Vesley et al., PCT International, Anmeldung Nr. WO 95/29766 mit
dem Titel „Precision
Coating Process for Preparing Polymerizable Films" beschriebenen Verfahren
laminiert wurde, um eine ungehärtete
Laminatkonstruktion zu bilden.
-
Die
ungehärtete
Laminatkonstruktion wurde durch Befördern der Konstruktion unter
einer Reihe an Fluoreszenzschwarzlichtlampen ausgehärtet, um
einen Klebstofffilm mit 50 µm
zu bilden. Die Laminatkonstruktion wurde einer Gesamtenergie (NIST-Einheiten)
von 2200 Milliwatt/cm2 ausgesetzt.
-
Beispiel 1
-
Eine
Klebstoffzusammensetzung wurde wie folgt hergestellt: Sirup wurde
gemäß dem vorstehend
dargelegten Sirupherstellungsverfahren hergestellt, außer dass
die Monomere und das Monomerverhältnis
des Polymerklebstoffs 66/34 Isooctylacrylat (IOA)/N-Vinylcaprolactam
(NVC) war. Der Sirup wurde dann gemäß dem Beschichtungsverfahren
A aufgetragen und gemäß dem Aushärtungsverfahren
B ausgehärtet,
um einen Klebstofffilm mit einer Dicke von 50 µm zu bilden.
-
Zu
testende gebundene Gegenstände
wurden dann wie folgt unter Verwendung von ersten und zweiten Polycarbonatsubstraten
mit einem Durchmesser von 120 mm, einer Dicke von 0,6 mm und mit
einem Mittelloch mit einem Durchmesser von 15 mm hergestellt. Der
Klebstofffilm wurde an das erste Polycarbonatsubstrat (in Tabelle
1 mit „C" bezeichnet) durch
Befördern
des Klebstofffilms und des ersten Polycarbonatsubstrats durch einen
Bindungsspalt geklebt, während
Druck aufgebracht wurde, wodurch bewirkt wurde, dass der Klebstofffilm
auf des erste Substrat übertragen
wurde. Das zweite Polycarbonatsubstrat wurde dann an den das erste
Substrat tragende Klebstofffilms geklebt, indem der das Substrat
und den zweiten Polycarbonatsubstrat tragende Klebstofffilm durch
die Bindungsspaltwalze derart befördert wurde, dass die mit Klebstoff
beschichtete Oberfläche
des ersten Substrats das zweite Substrat unter Bildung eines gebundenen
Gegenstands kontaktierte. Zwei mit Vakuumniederhaltekissen ausgestattete
große
gegenüberliegende
Räder wurden
im Bindungsverfahren verwendet.
-
Beispiele 2, 3 und 5-6
-
Klebstofffilme
und gebundene Gegenstände
wurden wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt, außer dass
die Monomere und das Monomerverhältniss
der Polymerklebstoffe wie folgt lauteten: 65/35 Isooctylacrylat
(IOA)/NVC (Beispiel 2); 64/36 IOA/NVC (Beispiel 3); 65/35 Ethylhexylacrylat
(EHA)/NVC (Beispiel 5); 64/36 EHA/NVC (Beispiel 6).
-
Beispiele 4 und 7-14
-
Klebstofffilme
und gebundene Gegenstände
wurden wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt, außer dass
die Monomere und das Monomerverhältnis
der Polymerklebstoffe wie folgt lauteten: 60/40 IOA/NVC (Beispiel
4); 62/38 Isononylacrylat (INA) (Nikkon Skokubai Co. Ltd., Osaka,
Japan)/NVC (Beispiel 7); 61/39 INA/NVC (Beispiel 8); 60/40 INA/NVC
(Beispiel 9); 55/45 INA/NVC (Beispiel 10); 62/38 INA/NVP (Beispiel
11); 61/39 INA/N-Vinylpyrrolidon (NVP) (International Specialty
Products) (Beispiel 12); 60/40 INA/NVP (Beispiel 13); 60/40 IOA/Dimethylacrylamid
(DMA) (Jarchem Ind., Newark, NJ) (Beispiel 14). Zudem wurden die
Zusammensetzungen der Beispiele 4 und 7-14 gemäß Aushärtungsverfahren A anstatt Aushärtungsverfahren
B ausgehärtet.
-
Die
gebundenen Gegenstände
der Beispiele 1-14 wurden einer 90%igen relativen Feuchtigkeit bei 80°C für 16 Stunden,
gemäß dem beschleunigten
Alterungstestverfahren I ausgesetzt und dann auf Ablösung geprüft. Die
Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
-
Beispiel 15
-
Ein
Klebstofffilm und gebundene Gegenstände wurden wie vorstehend in
Beispiel 1 beschrieben hergestellt, außer dass eine Aluminiumlage
(in Tabelle 1 als „A1" bezeichnet) auf
der Oberfläche
des zweiten Polycarbonatsubstrats und die Klebstoffzusammensetzung
in Kontakt mit der Aluminiumlage vorlag. Zudem lauteten die Monomere
und das Monomerverhältnis
der Polymerklebstoffe wie folgt: 68/32 EHA/NVC.
-
Der
gebundene Gegenstand von Beispiel 15 wurde einer 90%igen relativen
Feuchtigkeit bei 80°C
für 16
Stunden, gemäß dem beschleunigten
Alterungstestverfahren I ausgesetzt. Der Gegenstand wurde dann auf
Ablösung,
Korrosion und Nadellöcher
geprüft.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
-
Beispiel 16
-
Ein
Klebstofffilm und ein gebundener Gegenstand wurden wie vorstehend
in Beispiel 1 beschrieben hergestellt, außer dass die Monomere und das
Monomerverhältnis
der Polymerklebstoffe 55/45 INA/NVC waren.
-
Der
gebundene Gegenstand von Beispiel 16 wurde einer 90%igen relativen
Feuchtigkeit bei 80°C
gemäß dem beschleunigten
Alterungstestverfahren I ausgesetzt, außer dass die Dauer des Tests
1000 Stunden anstatt 16 Stunden betrug. Der Gegenstand wurde dann
auf Ablösung,
Korrosion und Nadellöcher
geprüft.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
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Beispiele 17 und 18
-
Gebundene
Gegenstände
wurden wie vorstehend in Beispiel 1 beschrieben hergestellt, außer dass eine
Aluminiumlage auf der Oberfläche
des ersten Polycarbonatsubstrats, eine Siliciumdioxidlage (in Tabelle 1
als „ST" bezeichnet) an einer
Oberfläche
des zweiten Polycarbonatsubstrats und die Klebstoffzusammensetzung
in Kontakt mit der Aluminium- und Siliciumdioxidlage vorlag. Zudem
lauteten die Monomere und das Monomerverhältnis der Polymerklebstoffe
wie folgt: 60/40 INA/NVC (Beispiel 17); 65/35 INA/NVC (Beispiel
18).
-
Die
gebundenen Gegenstände
von Beispiel 17 und 18 wurden einer 90%igen relativen Feuchtigkeit bei
80°C gemäß dem beschleunigten
Alterungstestverfahren I ausgesetzt, außer dass die Dauer des Tests 1000
Stunden anstatt 16 Stunden betrug. Die Gegenstände wurden dann auf Ablösung, Korrosion
und Nadellöcher
geprüft.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
-
Beispiele 19-22
-
Gebundene
Gegenstände
wurden wie vorstehend in Beispiel. 1 beschrieben hergestellt, außer dass eine
Aluminiumlage auf der Oberfläche
der ersten Polycarbonatscheibe, eine Siliciumdioxidlage an einer
Oberfläche
der zweiten Polycarbonatscheibe und die Klebstoffzusammensetzung
in Kontakt mit der Aluminium- und Siliciumdioxidlage vorlag. Zudem
lauteten die Monomere und das Monomer verhältnis der Polymerklebstoffe wie
folgt: 66/34 EHA/NVC (Beispiele 20 und 21); und 64/34/0,4 EHA/NVC/Triethylsilan
((Et3)SiH) Kettenübertragungsmittel (Beispiel
22). Zudem wurde das Aushärtungs-
und Beschichtungsverfahren C anstatt Aushärtungsverfahren A und Aushärtungsverfahren
B verwendet.
-
Die
gebundenen Gegenstände
von Beispiel 19-22 wurden einer 90%igen relativen Feuchtigkeit bei 80°C gemäß dem beschleunigten
Alterungstestverfahren I ausgesetzt, außer dass die Dauer des Tests
900 Stunden anstatt 16 Stunden betrug. Die Gegenstände wurden
dann auf Ablösung,
Korrosion und Nadellöcher geprüft. Die
Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
-
Beispiele 23-27
-
Gebundene
Gegenstände
wurden wie vorstehend in Beispiel 1 beschrieben hergestellt, außer dass sowohl
das erste als auch das zweite Substrat eine Oberflächenlage
aus Aluminium aufwiesen und die Klebstoffzusammensetzung in Kontakt
mit den Aluminiumlagen vorlag. Zudem lauteten die Monomere und das
Monomerverhältnis
der Polymerklebstoffe wie folgt: 68/32 IOA/NVC (Beispiel 23); 66/34
IOA/NVC (Beispiel 24); 64/36 IOA/NVC (Beispiel 25); 62/38 IOA/NVC
(Beispiel 26); und 60/40 (Beispiel 27).
-
Die
gebundenen Gegenstände
der Beispiele 23-27 wurden gemäß dem Spaltungstestverfahren
getestet. Die Ergebnisse sind in lbs von Kraft zum Initiieren von
Spaltung in Tabelle 2 dargelegt.
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Beispiele 28-31
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Gebundene
Gegenstände
wurden wie vorstehend in Beispiel 1 beschrieben hergestellt, außer dass das
erste Substrat eine Oberflächenlage
aus Aluminium und das zweite Substrat eine Oberflächenlage
aus Siliciumdioxid einschloss. Die Klebstoffzusammensetzung war
in Kontakt mit der Aluminiumoberfläche des ersten Substrats und
der Siliciumdioxidoberfläche
des zweiten Substrats. Zudem lauteten die Monomere und das Monomerverhältnis der
Polymerklebstoffe wie folgt: 68/32 EHA/NVC (Beispiel 28); 55/45
IOA/NVC (Beispiel 29); 70/30 IOA/NVC (Beispiel 30); 68/32 IOA/NVC
(Beispiel 31).
-
Die
gebundenen Gegenstände
der Beispiele 28-31 wurden gemäß dem Spaltungstestverfahren
getestet. Die Ergebnisse sind in lbs von Kraft zum Initiieren von
Spaltung in Tabelle 2 dargelegt.
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Beispiele 32-38
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Klebstofffilme
wurden gemäß Beispiel
1 hergestellt und gemäß dem Speichermodultestverfahren
getestet. Die Werte von G' bei –30°C, 23°C und 80°C sind in
Pascal (Pa) in Tabelle 3A dargelegt.
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Die
Beispiele 32-38 wurden auch gemäß dem 90°- und 180°-Abziehklebetestverfahren
bei 15 Minuten und 72 Stunden getestet. Die Ergebnisse sind in Oz/in
in Tabelle 3B dargelegt.
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Beispiele 39-43
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Klebstofffilme
wurden gemäß Beispiel
1 hergestellt, außer
dass die folgenden Monomere und Monomerverhältnisse verwendet wurden: 68/32
IOA/NVC (Beispiel 39); 66/34 IOA/NVC (Beispiel 40); 68/32 EHA/NVC
(Beispiel 41); 66/34 EHA/NVC (Beispiel 42); 61/39 INA/NVC (Beispiel
43).
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Die
Klebstofffilme der Beispiele 39-43 wurden dann gemäß dem Testverfahren
auf optische Klarheit getestet auf optische Klarheit. Die bei 650
nm erhaltenen Ergebnisse sind in % Übertragung in Tabelle 4 angegeben.
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Beispiele 44-47
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Gebundene
Gegenstände
wurden gemäß Beispiel
1 hergestellt, außer
dass t-Butylacrylamid (t-BAA) in der Reaktion, die den Polymerklebstoff
herstellte, eingeschlossen war. Zudem lauteten die Monomere und Monomerverhältnisse
wie folgt: 60/35/5 EHA/NVC/t-BAA (Beispiel 44); 60/35/5 IOA/NVC/t-BAA
(Beispiel 45); 60/35/5 INA/NVC/t-BAA (Beispiele 46 und 47).
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Die
gebundenen Gegenstände
von Beispiel 44-47 wurden einer 90%igen relativen Feuchtigkeit bei 80°C für 16 Stunden
gemäß dem beschleunigten
Alterungstestverfahren I ausgesetzt, und dann auf Ablösung, Korrosion
und Nadellöcher
geprüft.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 angegeben.
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Beispiele 48-56
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21,0
Gramm IOA und 9,0 Gramm N-Vinylcaprolactam (NVC) mit einem Monomerverhältnis von
70/30 (IOA/NVC) wurden mit 0,01 Gramm Irgacure 651 Photoinitiator
gemischt. Das Gemisch wurde dann mit Stickstoffgas für eine Dauer
von zwei Minuten gespült
und dann mit Ultraviolettlicht teilweise photopolymerisiert, bis die
Viskosität
auf eine Viskosität
von mindestens 200 mPas (200 cps) angestiegen war, wie gemessen
mit einem Brookfield Viscometer. Eine zusätzliche Beladung von 0,04 Gramm
IrgacureTM 651 Photoinitiator wurde dann
dem Gemisch zugesetzt und man ließ es durch Rühren der
Zusammensetzung auf einer Walze für eine Dauer von etwa 30 Minuten
lösen.
-
Die
Gegenstände
wurden dann gemäß dem Beschichtungsverfahren
A und dem Aushärtungsverfahren
B hergestellt. Die Struktur der Gegenstände von jedem Beispiel ist
in Tabelle 6 angegeben, wobei die Abkürzungen wie folgt lauten: C
= klare Polycarbonatscheibe, A = Klebstoff, A1 = ein Substrat, das
eine Aluminiumlage in Kontakt mit der Klebstoffzusammensetzung einschließt und ST
= ein Substrat, das eine halbtransparente Lage in Kontakt mit der
Klebstoffzusammensetzung einschließt.
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Die
Proben wurden dann dem beschleunigten Alterungstestverfahren II
unterzogen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 angegeben.
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Beispiele 57-65
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Die
Gegenstände
wurden jeweils wie in den vorstehend beschriebenen Beispielen 48-56
hergestellt, außer
dass die Klebstoffzusammensetzung EHA/NVC in einem Monomerverhältnis von
68/32 einschloss. Die Strukturen der Gegenstände von Beispiel 57-65 wurden
wie in Tabelle 6 angegeben und wie in den Beispielen 48-56 vorstehend
definiert.
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Die
Proben wurden dann dem beschleunigten Alterungstestverfahren II
unterzogen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 angegeben.
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Beispiele 66A und 66B
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Ein
zwischen zwei siliconbehandelte PET-Trennlagen eingeschobener scheibenförmiger Klebstofffilm EHA/NVC
64/34 wurde gemäß Beispiel
19 hergestellt. Gebundene Gegenstände wurden dann unter Verwendung
des Klebstofffilms EHA/NVC 64/34 wie folgt hergestellt.
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Ein
für eine
DVD-Scheibe geeignetes scheibenförmiges
Polycarbonatsubstrat mit einer Aufzeichnungskapazität von 8
Gigabyte, einem Außendurchmesser
von 120 mm, einer Dicke von 12 mm und einem Mittelloch mit einem
Durchmesser von 15 mm wurde durch Spritzgießen von Polycarbonat gemäß dem in
EP 729,141 , Spalte 6, II.
14-46 beschriebenen
Verfahren in einer eine Masterscheibe definierenden Gussform hergestellt.
Das scheibenförmige
Polycarbonatsubstrat wies eine erste Hauptoberfläche und eine der ersten Hauptoberfläche gegenüberliegende zweite
Hauptoberfläche
auf, die durch das zum Bilden der Scheibe verwendete Spritzgießverfahren
erzeugte Pits (d.h. Informationen) einschloss. Eine Aluminiumlage
mit einer Dicke von etwa 50 nm wurde auf die Struktur der Pits an
der zweiten Hauptoberfläche
wie in
EP 729,141 , Spalte 6,
II. 47-55 beschrieben sputterbeschichtet.
-
Der
gebundene DVD-Gegenstand wurde unter Verwendung eines Dreikammervakuums
wie folgt hergestellt. Eine halbtransparente Scheibe wurde in einer
ersten Vakuumkammer angeordnet und auf einer oberen Vakuumplatte
zentriert, während
Vakuum auf die erste Kammer angelegt wurde. Die erste Trennlage
des scheibenförmigen
Klebstoffgegenstands wurde von dem Klebstoffgegenstand entfernt,
um den Klebstofffilm freizulegen. Die Oberfläche des Klebstoffgegenstands,
die die zweite Trennlage einschloss, wurde dann an eine untere Vakuumplatte
(Trennlage nach unten) in einer zweiten Kammer angeordnet, während Vakuum
angelegt wurde. Die Kammern wurden dann über ein pneumatisches Schließsystem
geschlossen, um eine dritte Vakuumkammer zu bilden. Die dritte Vakuumkammer
wurde auf einen Druck von 8 Pa (0,08 Millibar) evakuiert. Die untere
Vakuumkammer wurde mit 100 kPa (1 bar) unter Druck gesetzt, wodurch
bewirkt wurde, dass die untere Vakuumplatte derart anstieg, dass
die Klebstoffoberfläche
des scheibenförmigen
Klebstoffgegenstands die metallisierte Daten enthaltende halbtransparente
Oberfläche
der Polycarbonatscheibe kontaktierte. Die Anordnung wurde in dieser
Konfiguration für
eine Dauer von etwa drei Sekunden gehalten, wobei zu diesem Zeitpunkt
das Vakuum zur oberen Platte freigegeben wurde. Die zweite Kammer
wurde dann auf 8 Pa (0,08 Millibar) evakuiert, wodurch bewirkt wurde,
dass die untere Bindungsplatte und die nun daran gebundene Anordnung
von der oberen Vakuumplatte getrennt wurden. Die gebundene Anordnung
wurde dann entfernt und auf der oberen Vakuumplatte angeordnet.
Die zweite Trennlage wurde dann entfernt, wobei der Klebstofffilm freigelegt
wurde. Die Aluminiumoberfläche
der auf der unteren Platte lokalisierten zweiten Polycarbonatscheibe
wurde dann mit dem freigelegten Klebstofffilm wie vorstehend beschrieben
in Kontakt gebracht, um den gebundenen DVD-Gegenstand zu bilden.
-
Der
gebundene DVD-Gegenstand (Beispiel 66A) wurde dann gemäß dem DVD-Leistungstestverfahren
getestet. Der DVD-Gegenstand
konnte durch das optische Lesegerät gelesen werden und bestand
den Test.
-
Ein
zweiter gebundener DVD-Gegenstand (Beispiel 66B) wurde 100 Stunden
beschleunigter Alterung bei einer 85%igen relativen Feuchtigkeit
und 80°C
unterzogen und dann gemäß dem DVD-Leistungstestverfahren
getestet. Der DVD-Gegenstand konnte durch das optische Lesegerät gelesen
werden und bestand den Test.
-
Latexpolymerisationsverfahren
-
150
Gramm entionisiertes (DI) Wasser, 0,75 g oberflächenaktives Natriumdodecylbenzolsulfonat
des Typs Rhodacal DS-10 (Rhone-Poulenc), 33 g EHA und 17g NVC wurden
in einen 4-Hals-Kolben, ausgestattet mit einem Rückflusskühler, einem Thermometer, einem
Rührer
und einem Stickstoffgaseinlass geladen. Das Reaktionsgemisch wurde
unter N2-Atmosphäre gerührt und auf 60°C erwärmt. Als
sich die Chargentemperatur bei 60°C
einpendelte, wurden dem Reaktor 0,10 g Kaliumpersulfatinitiator
zugesetzt, um die Polymerisation zu initiieren. Nach einstündiger Reaktion
bei 60°C
wurde die Chargentemperatur auf 70°C erhöht. Die Reaktion wurde bei
der Temperatur für
eine Dauer von zwei Stunden fortgesetzt, um die Polymerisation abzuschließen und
eine 2EHA/NVC-Latexzusammensetzung (66/34) zu bilden. Nach der Reaktion
wurde die Charge auf Raumtemperatur abgekühlt und der Latex durch ein
Seihtuch gefiltert, um Klumpen, falls vorliegend, zu entfernen.
-
100
g der EHA/NVC-Zusammensetzung (66/34), 0,8 Triton GR5M Dioctylnatriumsulfosuccinat
(Union Carbide), 1,0 g Polyphobe 101 (Union Carbide) und 0,3 g Ammoniumhydroxid
wurden miteinander vermischt, um die Viskosität zu erhöhen und die Oberflächenspannung
der Latexzusammensetzung zu senken.
-
Das
Latexpolymer wurde dann auf eine T-50-Trennlage mit einem 50 µm PET-Träger, beschichtet
mit einer Silicontrennlagenverbindung (CPFilms, Martinsville, Va),
gegossen und von Hand durch eine Messer-über-Bett-Beschichtungsstation gezogen. Der Spalt
zwischen dem Messer und dem Bett war um 254 µm größer als die Dicke des Trägers eingestellt.
Der beschichtete Film wurde bei Raumtemperatur für eine Dauer von fünf Minuten
luftgetrocknet und dann für
eine Dauer von 10 Minuten in einem auf 65°C eingestellten Umluftofen angeordnet.
Die Ofeneinstellung wurde auf 121°C
erhöht
und bei dieser Temperatur für
eine Dauer von 10 Minuten gehalten. Die Temperatur wurde dann auf
149°C erhöht und bei
dieser Temperatur für
eine Dauer von 20 Minuten gehalten, wobei sie zu diesem Zeitpunkt
aus dem Ofen entfernt wurde und man sie in der Form einer Latexklebstofffilms
auf Raumtemperatur abkühlen
ließ.
Nach Erreichen der Raumtemperatur wurde der getrocknete Latexklebstofffilm
mit P10-Trennlage mit einem 50 µm
PET-Träger,
beschichtet mit einer Silicontrennlagenverbindung (CPFilms), abgedeckt.
-
Nach
der Überprüfung mit
dem bloßen
Auge war der Klebstofffilm optisch klar.
-
Beispiel 67
-
Der
vorstehende trockene Latexklebstofffilm wurde an eine klare Polycarbonatscheibe
laminiert und dann mit einer zweiten klaren Polycarbonatscheibe
in Kontakt gebracht, um einen gebundenen Gegenstand zu bilden.
-
Der
gebundene Gegenstand wurde durch Überprüfung mit dem bloßen Auge
als optisch klar betrachtet.
-
Beispiel 68
-
Ein
zweiter gebundener Gegenstand wurde gemäß dem Verfahren von Beispiel
67 hergestellt, außer dass
eines der Substrate eine klare Polycarbonatscheibe und das andere
Substrat eine Polycarbonatscheibe, die eine Aluminiumoberflächenlage
einschloss, war.
-
Der
Gegenstand wurde visuell beurteilt. Der gebundene Gegenstand war
frei von Ablösungen,
und die Aluminiumoberfläche
war reflektierend.
-
Lösungspolymerisationsverfahren
-
97,84
g Isooctylacrylat, (IOA) 48,26 g N-Vinylcaprolactam, 35,75 g Isopropylalkohol,
143,0 g Ethylacetat und 0,2925 g Wärmeinitiator des Typs VazoTM 67 (DuPont) wurden in einer Flasche mit
einem Volumen von 1 Liter kombiniert. Die Inhaltsstoffe wurden dann
durch Spülen
mit Stickstoff für
eine Dauer von 2 Minuten unter Verwendung einer Fließgeschwindigkeit
von 1 Liter pro Minute deoxygeniert. Die Flasche wurde versiegelt
und in einem drehenden Wasserbad bei 57°C für eine Dauer von 24 Stunden
angeordnet, um die Polymerisation zu bewirken. Das erhaltene Polymer
wies eine gemessene logarithmische Viskosität von 0,238 dl/g in Ethylacetat
bei einer Konzentration von 0,15 g/dl auf. Feststoffe wurden mit
einem Prozentanteil von 43,07% gemessen.
-
Beschichten
und Trocknen von Lösungspolymer
-
Ein
Teil des vorstehenden Lösungspolymers
wurde auf eine 50 µm
dicke Trennlage aus Furon B22 (ein mit Silicontrennlagenbeschichtung
beschichteter PET-Film, (Furon Company, Worcester, Ma.)) gegossen und
von Hand durch eine Messer-über-Bett-Beschichtungsstation
ge zogen. Der Spalt zwischen dem Messer und dem Bett war um 254 µm größer als
die Dicke des Trägers
eingestellt. Man ließ den
beschichteten Film für
eine Dauer von 10 Minuten lufttrocknen, und er wurde dann in einen
auf 65°C
eingestellten Umluftofen angeordnet. Die Temperatur wurde über einem
Zeitraum von fünf
Minuten auf 121°C
erhöht
und dann bei 121°C für eine Dauer
von 20 Minuten gehalten. Der Klebstofffilm wurde aus dem Ofen entfernt,
und man ließ ihn
auf Raumtemperatur abkühlen,
wobei er zu diesem Zeitpunkt mit einer P10-Trennlage (50 µm dicker
PET-Film, beschichtet mit einer Silicontrennlagenbeschichtung, die
einen niedrigeren Klebegrad am trockenen Klebstofffilm im Vergleich
zur Furon B22-Trennlage
aufwies), abgedeckt wurde. Ein Teil des Klebstofffilms wurde von der
Trennlage entfernt und bei der Überprüfung mit
dem bloßen
Auge als optisch klar befunden.
-
Bindung von
Lösungspolymerklebstofffilm
-
Zu
testende gebundene Gegenstände
wurden dann wie folgt unter Verwendung von ersten und zweiten Polycarbonatsubstraten
mit einem Durchmesser von 120 mm, einer Dicke von 0,6 mm und einem
Mittelloch mit einem Durchmesser von 15 mm hergestellt. Der Klebstofffilm
wurde an das erste Polycarbonatsubstrat geklebt, indem der Klebstofffilm
und das erste Polycarbonatsubstrat, während Druck aufgebracht wurde,
durch einen Bindungsspalt befördert
wurde, wodurch bewirkt wurde, dass der Klebstofffilm auf des erste
Substrat übertragen
wurde. Das zweite Polycarbonatsubstrat wurde dann an den das erste
Substrat tragenden Klebstofffilm geklebt, indem der das Substrat
und das zweite Polycarbonatsubstrat tragende Klebstofffilm durch
die Bindungsspaltwalze befördert
wurde, sodass die mit Klebstoff beschichtete Oberfläche des
ersten Substrats das zweite Substrat unter Bildung eines gebundenen
Gegenstands kontaktierte. Zwei mit Vakuumniederhaltekissen ausgestattete
gegenüberliegende
große
Räder wurden
im Bindungsverfah ren verwendet.
-
Der
gebundene Gegenstand wurde mit dem bloßen Auge betrachtet und als
optisch klar befunden. TABELLE
1
- 1C = Polycarbonat und A = Klebstoff
- 2 A1 = Aluminium
- 3 ST = halbtransparent
- 4 NN = nicht nachweisbar
- 5 NT = nicht getestet
Tabelle
2 Tabelle
3A Tabelle
3B - 1 = Edelstahl
- 2 = Abziehhaftvermögen
an einem Polycarbonatsubstrat
- 3 = Abziehhaftvermögen
an der Aluminiumoberfläche
eines Polycarbonatsubstrats
- 4 = Abziehhaftvermögen
an der halbtransparenten Oberfläche
eines Polycarbonatsubstrats
- 5 NT = nicht getestet
- 945 = 6 = 0,010Oz/in = N/mm
-
-
-
-
Andere
Ausführungsformen
liegen innerhalb der folgenden 5 Ansprüche.