EP3188891A1 - Verfahren zur erhöhung der adhäsion zwischen der ersten oberfläche eines ersten bahnförmigen materials und einer ersten oberfläche eines zweiten bahnförmigen materials - Google Patents

Verfahren zur erhöhung der adhäsion zwischen der ersten oberfläche eines ersten bahnförmigen materials und einer ersten oberfläche eines zweiten bahnförmigen materials

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Publication number
EP3188891A1
EP3188891A1 EP15762520.3A EP15762520A EP3188891A1 EP 3188891 A1 EP3188891 A1 EP 3188891A1 EP 15762520 A EP15762520 A EP 15762520A EP 3188891 A1 EP3188891 A1 EP 3188891A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sheet
plasma
substrate
laminating
adhesive
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP15762520.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Marcel Hähnel
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Tesa SE
Original Assignee
Tesa SE
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Filing date
Publication date
Application filed by Tesa SE filed Critical Tesa SE
Publication of EP3188891A1 publication Critical patent/EP3188891A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Definitions

  • the invention relates to a method for increasing the adhesion between the first surface of a first sheet material and a first surface of a second sheet material.
  • the simple physical pretreatment techniques under atmospheric pressure are now used advantageously for the surface treatment of the joining part in order to achieve a higher anchoring force with a self-adhesive tape.
  • pretreatments of the surfaces may be performed. These pretreatments enable or strengthen the intermolecular forces of the joining partners.
  • pretreatments including chemical pretreatment by primer application or physical pretreatment by means of plasma or corona treatment.
  • G. Habenicht, 2009, Springer Verlag, Berlin / Heidelberg gives an introduction to surface treatment: The strength of adhesive bonds or the bond between surface and pressure-sensitive adhesive tape can be strengthened by chemical bridges.
  • organosilicon compounds silanes
  • the chemical primer is applied to the surface prior to application of the pressure-sensitive adhesive tape Since the intermolecular forces between the silane molecules are weak, the bifunctional adhesion promoter reacts below with the adherend surface (polycondensation reaction) and the adhesive molecules of the pressure-sensitive adhesive tape (polyaddition or polymerization reaction tion).
  • the reaction mechanism is shown schematically in the attached figure.
  • Plasma is called the 4th state of matter. It is a partial or fully ionized gas. By supplying energy, positive and negative ions, electrons, other excited states, radicals, electromagnetic radiation and chemical reaction products are generated. Many of these species can cause changes in the surface to be treated. In sum, this treatment leads to an activation of the adherend surface, specifically a higher reactivity.
  • This treatment can be carried out both on the surface of the adherend, as well as on the adhesive. Also, a combination of both treatments is possible. Likewise, this treatment is used to increase the adhesion between the first surface of a first sheet material (eg an adhesive) and a first surface of a second sheet material (eg a backing material).
  • the corona treatment also called corona discharge, takes place as a high-voltage discharge with direct contact to the adherend surface. The discharge converts nitrogen from the ambient air into a reactive form. Due to the impact of the incident electrons, molecular cleavages occur at the adherend surface. The resulting free valences allow attachment of the reaction products of the corona discharge. These deposits allow improved adhesion properties of the adherend surface.
  • This treatment equivalent to the plasma, can take place on the adherend surface, adhesive mass of the pressure-sensitive adhesive tape and combined on both surfaces.
  • Plasma and corona pretreatments are described or mentioned, for example, in DE 2005 027 391 A1 and DE 103 47 025 A1.
  • DE 10 201 1075 470 A1 describes the physical pretreatment of adhesive and carrier / substrate.
  • the pretreatments are carried out separately before the joining step and can be of the same or different design.
  • the two-sided pretreatment achieves higher adhesion and anchoring forces than only substrate pretreatment.
  • DE 27 54 425 A reference is made to DE 24 60 432 A. New arrangements are described for the same task.
  • the plasma is formed between the two lamination rollers, one of which is dielectrically coated.
  • DE 24 60 432 A only the lamination of flat film webs by means of a thermoplastic polymer melt is described.
  • the plasma is formed according to claim 2 between two laminating rollers.
  • the dielectric is formed by at least one moving belt.
  • DE 41 27 723 A1 describes the production of multilayer laminates of plastic film webs and plastic plates, in which at least one joining side is treated with an aerosol corona directly before the joining step. As shown in Figure 1, this flow-driven corona can also be aimed directly at the lamination gap. As aerosol, monomers, dispersions, colloidal systems, emulsions or solutions are considered.
  • the prior art is characterized in that the pretreatments predominantly relate to the carrier material or the joining part in order to build up a higher anchoring force to the adhesive or to the self-adhesive tape.
  • the object of the invention is to find the stated positive effects in physical surface modification of pressure-sensitive adhesives and substrates in order to achieve high-strength compounds.
  • the core of the task is to achieve a high anchorage between the pressure sensitive adhesive layer and the substrate. This object is achieved by a method as shown in the main claim.
  • the subject of the dependent claims are advantageous developments of the subject invention.
  • the invention relates to a method for increasing the adhesion between the self-adhesive surface of a sheet material and a surface of a substrate to which the sheet-like material is to be applied with the self-adhesive surface, wherein The web-like material is fed continuously to a laminating gap, in which the web-shaped material of the self-adhesive surface is laminated to the surface of the substrate,
  • the laminating gap is formed by a pressure element and the substrate and
  • the surface of the pressure element is equipped with a dielectric.
  • the sheet-like material has an adhesive gauge which is disposed in the sheet material so as to be directly laminated to the substrate in direct contact with the ground.
  • Essential to the invention is that the plasma extends to the line where the web-shaped material is laminated to the substrate.
  • the sheet-like material is plasma-laminated to the substrate.
  • any point on the plasma-treated surface of the sheet material and / or the substrate will lay the path from the beginning of the plasma treatment into the laminating gap in a time less than 2.0 s, preferably less than 1, 0 s, more preferably less than 0.5 s. Even times of less than 0.5 s, preferably less than 0.3 s, more preferably less than 0.1 s are possible according to the invention.
  • a second sheet-like material is fed to the laminating gap so that the second sheet-like material lies between the (first) sheet-like material and the substrate.
  • the web direction of the second web-shaped material is the same as that showing the (first) web-shaped material.
  • a multiplicity of further sheet-like materials are fed to the laminating gap in addition to the (first) sheet-like material and the substrate, wherein feeding takes place such that the individual sheet-like materials between the (first) sheet-like material and the substrate into the laminating gap enter.
  • the individual further sheet-like materials are selected so that a non-adhesive carrier layer and a second non-adhesive carrier are never laminated directly to one another in the laminating gap.
  • the laminating gap is formed by a pressure element and the substrate. The pressure element builds up the desired back pressure for lamination.
  • the pressure element is preferably a roller, more preferably with a diameter between 50 to 500 mm, a doctor blade or a pressure plate.
  • the doctor blade or the pressure plate may, for example, have a semi-cylindrical shaped laminating surface.
  • the diameter of the roller or of the semi-cylindrical shaped laminating surface is between 50 and 500 mm.
  • the lateral surface of the rollers or generally the surface of the pressure element is smooth, in particular ground.
  • the surface roughness is preferably R a is less than 50 ⁇ , preferably less than 10 ⁇ .
  • R a is an industry standard unit for surface finish quality and represents the average height of the roughness, in particular the average absolute distance from the centerline of the roughness profile within the evaluation range.
  • the pressure element is unheated.
  • BR butadiene rubbers
  • NBR acrylonitrile-butadiene rubbers
  • NR butyl rubbers
  • EPDM ethylene-propylene-diene rubbers
  • IR polyisoprene rubbers
  • the dielectric encloses the pressure element as the roller firmly, but can be removable, for example in the form of two half-shells.
  • the thickness of the layer of the dielectric on the pressure element is preferably between 1 to 5 mm.
  • the dielectric is not a traveling web, which only partially covers the lateral surface of the pressure element, in particular of the roller.
  • the plasma is generated between one or more nozzles and the pressure element, preferably when operating with compressed air or N2.
  • the plasma treatment takes place at a pressure which is close to (+/- 0.05 bar) or at atmospheric pressure.
  • the plasma treatment may take place in different atmospheres, where the atmosphere may also include air.
  • the treatment atmosphere may be a mixture of different gases, selected among others from N 2, O 2, H 2, CO 2, Ar, He, ammonia, in which case water vapor or other constituents may also be added. No limitation is made by this sample listing.
  • the following pure or mixtures of process gases form a treatment atmosphere: N2, compressed air, O2, H2, CO2, Ar, He, ammonia, ethylene, siloxanes, acrylic acids and / or solvents, wherein also Water vapor or other volatile components may be added. Preference is given to N2 and compressed air.
  • the atmospheric pressure plasma can be formed with a mixture of process gases, the mixture preferably containing at least 90% by volume of nitrogen and at least one noble gas, preferably argon.
  • the mixture consists of nitrogen and at least one noble gas, more preferably the mixture consists of nitrogen and argon.
  • a possible variant of the plasma treatment is the use of a fixed plasma jet.
  • An equally possible plasma treatment uses an arrangement of several nozzles, offset if necessary, for gapless, partially overlapping treatment in a sufficient width.
  • Rotary or non-rotating round nozzles can be used here.
  • Linear electrodes with a gas outlet opening are particularly suitable, which advantageously extend over the entire length of the laminating gap.
  • the plasma burns between the edge of a metallic plate, a metallic rod or a metallic wire and the one or more dielectrically coated rollers.
  • edge of the plate, the rod or the wire are aligned parallel to the laminating gap.
  • the plasma generator is covered with an insulator except for the outer edge, which points to the laminating gap.
  • the treatment distance of the plasma generator to the laminating gap is 1 to 100 mm, preferably 3 to 50 mm, particularly preferably 4 to 20 mm.
  • the speed at which the web (s) and the substrate are guided into the laminating gap is between 0.5 to 200 m / min, preferably 1 to 50 m / min, particularly preferably 2 to 20 m / min (in each case including the specified boundary values of the areas).
  • the pressure element including the plasma generator can move over the stationary web at the indicated speeds.
  • the web speeds of the first, second or other web and the ground are all the same.
  • the sheet-like material has an adhesive gauge which is disposed in the sheet material so as to be directly laminated to the substrate in direct contact with the ground.
  • the sheet-like material may be a double-sided adhesive tape consisting of a first adhesive layer, a substrate and a second layer of adhesive, which is optionally covered with a so-called liner for protection.
  • a liner (release paper, release film) is not part of an adhesive tape or label, but only an aid for their production, storage or for further processing by punching.
  • a liner is not firmly bonded to an adhesive layer.
  • Single-layered double-sided adhesive self-adhesive tapes are constructed so that the single-layer pressure-sensitive adhesive layer contains no carrier and only with appropriate release materials, for example siliconized release papers
  • the sheet-like material comprises or consists of a pressure-sensitive adhesive, which already under relatively weak pressure permits a permanent connection with almost all adhesive grounds and can be removed again from the primer after use substantially without leaving any residue
  • a PSA is permanently tacky at room temperature, so it has a sufficiently low viscosity and high tack, so that it wets the surface of the respective adhesive base even at low pressure
  • Adhesive composition is based on its adhesive properties and its removability on its cohesive properties.
  • the PSA layer is preferably based on natural rubber, synthetic rubber or polyurethanes, wherein the PSA layer preferably consists of pure acrylate or, in the majority, of acrylate.
  • the PSA may be blended with tackifiers to improve adhesive properties.
  • Tackifiers are, for example, hydrocarbon resins (for example polymers based on unsaturated Cs or Cg monomers), terpene phenolic resins, polyterpene resins based on raw materials such as ⁇ - or ⁇ -pinene, aromatic resins such as cumarone-indene resins or styrene-based resins ⁇ -methylstyrene such as rosin and its derivatives, for example disproportionated, dimerized or esterified rosin, for example reaction products with glycol, glycerol or pentaerythritol, to name just a few.
  • hydrocarbon resins for example polymers based on unsaturated Cs or Cg monomers
  • terpene phenolic resins polyterpene resins based on raw materials such as ⁇ - or ⁇ -pinene
  • aromatic resins such as cumarone-indene resins or styrene-based resins ⁇ -methylstyrene such as
  • resins without readily oxidizable double bonds such as terpene-phenolic resins, aromatic resins and especially preferably resins which are prepared by hydrogenation, for example hydrogenated aromatic resins, hydrogenated polycyclopentadiene resins, hydrogenated rosin derivatives or hydrogenated polyterpene resins.
  • resins based on terpene phenols and rosin esters Preference is given to resins based on terpene phenols and rosin esters. Also preferred are tackifier resins having a softening point above 80 ° C according to ASTM E28-99 (2009). Particular preference is given to resins based on terpene phenols and rosin esters having a softening point above 90 ° C. according to ASTM E28-99 (2009). Typical amounts used are 10 to 100 parts by weight based on polymers of the adhesive.
  • the adhesive formulation may optionally be blended with sunscreen or primary and / or secondary anti-aging agents.
  • the adhesive composition may also be blended with conventional processing aids such as defoamers, deaerators, wetting agents or leveling agents. Suitable concentrations are in the range of 0.1 to 5 parts by weight based on the solids.
  • the adhesive coating of the sheet-like material can be applied to a carrier material.
  • the carrier material used in the present case are preferably polymer films or film composites.
  • Such films / film composites can consist of all common plastics used for film production, but are not to be mentioned as examples by way of non-limiting example:
  • Polyethylene polypropylene - especially the oriented polypropylene (OPP) produced by mono- or biaxial stretching, cyclic olefin copolymers (COC), polyvinyl chloride (PVC), polyesters - in particular polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), ethylene vinyl alcohol (EVOH), polyvinylidene chloride (PVDC), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyacrylonitrile (PAN), polycarbonate (PC), polyamide (PA), polyethersulfone (PES) or polyimide (PI).
  • OPP oriented polypropylene
  • COC cyclic olefin copolymers
  • PVC polyvinyl chloride
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • EVOH ethylene vinyl alcohol
  • PVDC polyvinylidene chloride
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • PAN polyacrylonit
  • Support material according to the invention comprises in particular all flat structures, for example, in two dimensions expanded films or film sections, tapes with extended length and limited width.
  • the sheet-like material is viscoelastic.
  • a viscoelastic polymer layer can be considered to be a very high viscosity liquid which under pressure loading exhibits the flow behavior (also called “creep") .
  • Such viscoelastic polymers or such a polymer layer have in particular the ability to with slow force acting on the forces acting on them They are able to dissipate the forces into vibrations and / or deformations (which in particular may also be reversible, at least in part), thus “buffering" the forces acting on them and favoring a mechanical destruction by the acting forces to avoid, but advantageously at least reduce or at least delay the time of the occurrence of destruction.
  • viscoelastic polymers In the case of a very rapidly acting force, viscoelastic polymers usually exhibit an elastic behavior, that is to say the behavior of a completely reversible deformation, whereby forces which go beyond the elasticity capacity of the polymers can lead to breakage. In contrast, there are elastic materials that show the described elastic behavior even with slow force. By admixtures, fillers, foaming or the like, such viscoelastic compositions can still be widely varied in their properties.
  • expandable microballoons are used for foaming.
  • Microballoons are elastic hollow spheres that are thermoplastic
  • An adhesive may be applied to the substrate, more preferably a pressure-sensitive adhesive.
  • adhesive adhesives
  • all adhesives can be used, as they are mentioned above.
  • a three-layered product is laminated to a substrate, preferably a three-layered product of an adhesive or non-adhesive foam carrier based on acrylate, are applied to both sides of pressure-sensitive adhesives.
  • the problem posed according to the invention is solved in the form that the plasma treatment and the lamination take place simultaneously.
  • the plasma is formed in the lamination gap.
  • the radicals generated by the plasma on the surface of the adhesive and on the surface of the substrate can not react with atmospheric oxygen and thus can not interact with the counterpart, since the time between generation and lamination goes to zero. This results in significant not previously expected adhesion increases, which can not be achieved by separate pretreatments.
  • the process can achieve an increase in the bond strength over a wide range of pressure-sensitive adhesives and substrates.
  • FIG. 1 shows a laminating gap which is formed by a pressure roller 11 which builds up the backpressure desired for lamination and by the substrate 12. On the pressure roller 1 1, a layer of a dielectric 1 1 1 is present.
  • a sheet-like material 21 consisting of a layer of adhesive is laminated to the substrate 12.
  • Both surfaces of the web-like material 21 and the substrate 12 are treated over the entire surface with a plasma 31, in such a way that the plasma 31 continuously acts on the surfaces starting from the laminating gap into the laminating gap.
  • the platen roller 1 1 moves together with the linear electrode 33 at a continuous speed in the direction indicated by the arrow.
  • Figure 2 differs from Figure 1 in that instead of a counter-pressure roller 1 1 a pressure element in the form of a pressure plate 1 1 is used with strichzylindrisch shaped lamination.
  • FIG. 3 differs from FIG. 1 in that, instead of the linear electrode 33, a nozzle 33 through which process gas can flow is used.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Adhäsion zwischen der selbstklebenden Oberfläche eines bahnförmigen Materials und einer Oberfläche eines Untergrundes, auf den das bahnförmige Material mit der selbstklebenden Oberfläche aufgebracht werden soll, wobei das bahnförmige Material kontinuierlich einem Laminierspalt zugeführt wird, in dem das bahnförmige Material der selbstklebenden Oberfläche auf die Oberfläche des Untergrunds laminiert wird, die selbstklebende Oberfläche des bahnförmigen Materials und die Oberfläche des Untergrundes vollflächig mit einem Plasma behandelt werden, und zwar derart, dass das Plasma beginnend vor dem Laminierspalt bis in den Laminierspalt hinein kontinuierlich auf die beiden Oberflächen einwirkt, der Laminierspalt von einem Andruckelement und dem Untergrund gebildet wird und die Oberfläche des Andruckelements mit einem Dielektrikum ausgerüstet ist.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Erhöhung der Adhäsion zwischen der ersten Oberfläche eines ersten bahnförmigen Materials und einer ersten Oberfläche eines zweiten bahnförmigen
Materials
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erhöhung der Adhäsion zwischen der ersten Oberfläche eines ersten bahnförmigen Materials und einer ersten Oberfläche eines zweiten bahnförmigen Materials.
Im Bereich der industriellen Fertigung besteht der Bedarf nach einfachen Vorbehandlungstechniken, um die Verklebungseigenschaften eines Fügeteils zu verbessern.
• Typischerweise werden aufwändige Prozesse wie nasschemische Reinigung und Primerung der Fügeteiloberfläche verwendet, um hochfeste Verbindungen mit einem Selbstklebeband zu erzielen.
· Insbesondere die einfachen physikalischen Vorbehandlungstechniken unter Atmosphärendruck (Corona, Plasma, Flamme) werden heute zur Oberflächenbehandlung des Fügeteils zur Erzielung einer höheren Verankerungskraft mit einem Selbstklebeband vorteilhaft eingesetzt. Zur Verbesserung der Haftungseigenschaften von Fügeteiloberflächen und Haftklebeband können Vorbehandlungen der Oberflächen durchgeführt werden. Diese Vorbehandlungen ermöglichen beziehungsweise stärken die zwischenmolekularen Kräfte der Fügepartner. Es gibt verschiedene Möglichkeiten der Vorbehandlung, dieses sind unter anderem chemische Vorbehandlung mittels Primerauftrag oder physikalische Vorbehandlung mittels Plasma- oder Coronabehandlung. Das Buch„Kleben - Grundlagen, Technologien, Anwendungen" von G. Habenicht, 2009, Springer Verlag, Berlin/Heidelberg, gibt eine Einführung in die Oberflächenbehandlung. Die Festigkeit von Klebverbindungen beziehungsweise die Verbindung von Oberfläche zu Haftklebeband kann durch chemische Brücken gestärkt werden. Die Basis dieser chemischen Brücken stellen siliziumorganische Verbindungen (Silane) dar. Sie ermöglichen neben einer erhöhten Festigkeit auch ein verbessertes Alterungsverhalten gegenüber feuchten Atmosphären. Der chemische Primer wird dazu vor der Applikation des Haftklebebandes auf der Oberfläche aufgetragen. Wichtig ist hierbei eine möglichst dünne, teilweise monomolekulare Primerschicht, da die intermolekularen Kräfte zwischen den Silanmolekülen schwach sind. Der bifunktionelle Haftvermittler reagiert im Folgenden mit der Fügeteiloberfläche (Polykondensationsreaktion) und den Klebstoffmolekülen des Haftklebebandes (Polyadditions- oder Polymerisationsreaktion).
Der Reaktionsmechanismus wird schematisch in der beigefügten Abbildung dargestellt.
Plasma wird als 4. Aggregatzustand von Materie bezeichnet. Es handelt sich um ein teilweises beziehungsweise vollständig ionisiertes Gas. Durch Energiezufuhr werden positive und negative Ionen, Elektronen, andere angeregte Zustände, Radikale, elektromagnetische Strahlung und chemische Reaktionsprodukte erzeugt. Viele dieser Spezies können zu Veränderungen der zu behandelnden Oberfläche führen. In Summe führt diese Behandlung zu einer Aktivierung der Fügeteiloberfläche, konkret einer höheren Reaktivität.
Diese Behandlung kann sowohl auf der Oberfläche des Fügeteils, als auch auf der Klebmasse durchgeführt werden. Ebenfalls ist eine Kombination beider Behandlungen möglich. Ebenso wird diese Behandlung eingesetzt, um die Adhäsion zwischen der ersten Oberfläche eines ersten bahnförmigen Materials (beispielsweise einer Klebemasse) und einer ersten Oberfläche eines zweiten bahnförmigen Materials (beispielsweise eines Trägermaterials) zu erhöhen. Die Coronabehandlung, auch Coronaentladung genannt, erfolgt als Hochspannungsentladung mit direktem Kontakt zur Fügeteiloberfläche Durch die Entladung wird Stickstoff der Umgebungsluft in eine reaktive Form überführt. An der Fügeteiloberfläche entstehen durch den Aufprall der auftreffenden Elektronen Molekülspaltungen. Die daraus resultierenden freien Valenzen ermöglichen eine Anlagerung der Reaktionsprodukte der Coronaentladung. Diese Anlagerungen ermöglichen verbesserte Haftungseigenschaften der Fügeteiloberfläche.
Diese Behandlung kann, äquivalent zum Plasma, an Fügeteiloberfläche, Klebmasse des Haftklebebandes und kombiniert an beiden Oberflächen erfolgen.
Sollen zwei oder mehr als zwei Schichten aufeinander laminiert werden, werden typischerweise eine oder beide Grenzflächen vor der Laminierung physikalisch vorbehandelt.
Es ist bekannt, dass die Behandlung mittels Corona und Plasma eine begrenzte Haltbarkeit in Bezug auf die Aktivierung der Grenzschicht hat, so dass zeitnah oder überwiegend direkt vor dem Prozess der Laminierung behandelt wird.
Plasma- und Corona-Vorbehandlungen werden zum Beispiel in der DE 2005 027 391 A1 und der DE 103 47 025 A1 vorbeschrieben oder erwähnt.
Die DE 10 2007 063 021 A1 beschreibt eine Aktivierung von Klebmassen mittels einer filamentären Coronabehandlung. Es wird offenbart, dass sich die vorherige Plasma/Corona-Vorbehandlung positiv auf die Scherstandzeit und das Auffließverhalten der Verklebung auswirkt. Es ist nicht erkannt worden, dass das Verfahren eine Erhöhung der Klebkraft bewirken kann.
Wie die DE 10 2007 063 021 A1 beschreibt die DE 10 201 1 075 470 A1 die physikalische Vorbehandlung von Klebmasse und Träger/Substrat. Die Vorbehandlungen werden getrennt vor dem Fügeschritt durchgeführt und können gleich- und verschiedenartig ausgelegt sein. Durch die beidseitige Vorbehandlung werden höhere Kleb- und Verankerungskräfte erzielt als nur bei substratseitiger Vorbehandlung.
Bei der DE 24 60 432 A sollen zwei Bahnen durch Einbringen eines plastischen Kunststofffilms, der als Haftvermittlers dient, zu einem Laminat gefügt werden. Das Plasma bildet sich zwischen den zwei Laminierwalzen, die geerdet sind und einer Hochspannungselektrode, die gleichzeitig eine Durchbrechung für den Haftvermittler aufweist, ausgebildet. Die die Walze umströmende Luft soll durch das Plasma in der Form beeinflusst werden, so dass der Haftvermittler nicht zu früh abkühlt und es zu keinen Lufteinschlüssen im Laminat kommt.
In der DE 27 54 425 A wird auf die DE 24 60 432 A verwiesen. Es werden für die gleiche Aufgabenstellung neue Anordnungen beschrieben. Dabei wird laut Figur 1 das Plasma zwischen den zwei Laminationswalzen ausgebildet, von denen eine dielektrisch belegt ist. Es wird wie auch in DE 24 60 432 A nur die Lamination von Flachfolienbahnen mittels einer thermoplastischen Kunststoffschmelze beschrieben.
In der DE 198 46 814 A1 werden verschiedene Anordnungen beschrieben, die der Aufgabe nach für eine verbesserte Corona-Behandlung der Bahnen vor dem Zusammenkaschieren sorgen. Es wird nur allgemein von Bahnen gesprochen und der Begriff Folien nur in Zusammenhang mit der DE 198 02 662 A1 genannt. Es gibt keine Nennung von Klebmassen.
Hier wird ebenfalls das Plasma nach Anspruch 2 zwischen zwei Kaschierwalzen ausgebildet. Das Dielektrikum wird durch mindestens ein mitlaufendes Band gebildet.
Die DE 41 27 723 A1 beschreibt die Herstellung von mehrschichtigen Laminaten von Kunststofffolienbahnen und Kunststoffplatten, bei denen mindestens eine Fügeseite mit einer Aerosolcorona direkt vor dem Fügeschritt behandelt wird. Laut Abbildung 1 kann diese strömungsgetriebene Corona auch direkt auf den Laminationsspalt gerichtet sein. Es kommen als Aerosol Monomere, Dispersionen, kolloidale Systeme, Emulsionen oder Lösungen in Betracht.
Der Stand der Technik zeichnet sich dadurch aus, dass sich die Vorbehandlungen überwiegend auf das Trägermaterial oder das Fügeteil beziehen, um eine höhere Verankerungskraft zum Klebstoff oder zum Selbstklebeband aufzubauen.
Zwar können durch entsprechende Plasma-/Corona-Behandlungen die Verankerungskräfte klar gegenüber unbehandelten Fügepartnern gesteigert werden, jedoch stößt man bei vielen Systemen, die nicht in den Kohäsionsbruch gehen, auf eine Art von Grenze, die sich mit den bisherigen Corona- und Plasmasystemen nicht überkommen lässt.
Wie im Rahmen dieser Erfindung festgestellt worden ist, liegt dies in der Natur der Klebmassen und ihrer Interaktion mit den Substraten begründet. Eine Wechselwirkung erfolgt hier meist über Ladungen oder funktionelle Gruppen. Diese funktionellen Gruppen werden durch Plasmavorbehandlung auf den Oberflächen erzeugt und sind in ihrer Art vielfältig und verschieden. Sie entstehen im Wesentlichen unmittelbar nach Beendigung des Kontakts von Plasma und Oberfläche durch Reaktionen mit Luftsauerstoff. Eine Steuerung dieser Gruppen kann zum Teil und in engen Grenzen durch die verwendeten Prozessgase und Prozessmodi erfolgen. Eine deutliche Steigerung ist dem entsprechend nur möglich, wenn kovalente Bindungen zwischen den Fügepartner erzeugt werden können. Hieraus ergibt sich die Fragestellung, ob man durch eine geeignete Verfahrensführung diese kovalenten Bindungen erzeugen kann, ohne dass zuvor die Radikale auf den behandelten Oberflächen mit gasförmigen Komponenten abreagieren.
Aufgabe der Erfindung ist es, die angegebenen positiven Effekte bei physikalischer Oberflächenmodifikation von Haftklebmassen und Untergründen zu finden, um hochfeste Verbindungen zu erreichen. Kern der Aufgabe ist die Erzielung einer hohen Verankerung zwischen der haftklebrigen Schicht und des Untergrunds. Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren, wie es gemäß Hauptanspruch dargestellt ist. Gegenstand der Unteransprüche sind dabei vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstands.
Demgemäß betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Erhöhung der Adhäsion zwischen der selbstklebenden Oberfläche eines bahnförmigen Materials und einer Oberfläche eines Untergrundes, auf den das bahnförmige Material mit der selbstklebenden Oberfläche aufgebracht werden soll, wobei • das bahnförmige Material kontinuierlich einem Laminierspalt zugeführt wird, in dem das bahnförmige Material der selbstklebenden Oberfläche auf die Oberfläche des Untergrunds laminiert wird,
• die selbstklebende Oberfläche des bahnförmigen Materials und die Oberfläche des Untergrundes vollflächig mit einem Plasma behandelt werden, und zwar derart, dass das Plasma beginnend vor dem Laminierspalt bis in den Laminierspalt hinein kontinuierlich auf die beiden Oberflächen einwirkt,
• der Laminierspalt von einem Andruckelement und dem Untergrund gebildet wird und
» die Oberfläche des Andruckelements mit einem Dielektrikum ausgerüstet ist.
Das bahnförmige Material weist eine Klebemassensicht auf, die derart in dem bahnförmigen Material angeordnet ist, dass diese direkt in direkten Kontakt mit dem Untergrund auf den Untergrund laminiert wird.
Erfindungswesentlich ist, dass sich das Plasma bis an die Linie, wo das bahnförmige Material auf den Untergrund laminiert wird, erstreckt.
Im Rahmen der Erfindung wird klar zwischen einer Corona- und einer Plasmabehandlung unterschieden. Wenn im Folgenden eine Plasmabehandlung erwähnt, ist auch tatsächlich nur eine solche gemeint.
Da das Plasma im Laminierspalt ausgebildet ist, wird das bahnförmige Material im Plasma auf den Untergrund laminiert.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung legt ein beliebiger Punkt auf der mit Plasma behandelten Oberfläche des bahnförmigen Materials und/oder des Untergrunds den Weg vom Beginn der Plasmabehandlung bis in den Laminierspalt in einer Zeitspanne weniger als 2,0 s, vorzugsweise weniger als 1 ,0 s, weiter vorzugsweise weniger als 0,5 s. Auch Zeiten von weniger als 0,5 s, vorzugsweise weniger als 0,3 s, weiter vorzugsweise weniger als 0,1 s sind erfindungsgemäß möglich. Gemäß einer Variante der Erfindung wird ein zweites bahnförmiges Material dem Laminierspalt so zugeführt, dass das zweite bahnförmige Material zwischen dem (ersten) bahnförmigen Material und dem Untergrund liegt.
Die Bahnrichtung des zweiten bahnförmigen Materials ist die selbe wie die, die das (erste) bahnförmige Material zeigt.
In einer weiteren Variante der Erfindung werden dem Laminierspalt neben dem (ersten) bahnförmigen Material und dem Untergrund eine Vielzahl von weiteren bahnförmigen Materialien zugeführt, wobei Zuführung so erfolgt, dass die einzelnen bahnförmigen Materialien zwischen dem (ersten) bahnförmigen Material und dem Untergrund in den Laminierspalt eintreten. Die einzelnen weiteren bahnförmigen Materialien werden so gewählt, dass in dem Laminierspalt nie eine nichtklebende Trägerschicht und eine zweite nichtklebende Trägersicht direkt aufeinander laminiert werden. Der Laminierspalt wird von einem Andruckelement und vom Untergrund gebildet. Das Andruckelement baut den zur Lamination gewünschten Gegendruck auf.
Das Andruckelement ist vorzugsweise eine Walze, weiter vorzugsweise mit einem Durchmesser zwischen 50 bis 500 mm, ein Rakel oder eine Andruckplatte. Der Rakel oder die Andruckplatte können beispielsweise eine halbzylindrisch geformte Laminierfläche aufweisen.
Vorzugsweise liegt der Durchmesser der Walze beziehungsweise der halbzylindrisch geformten Laminierfläche zwischen 50 bis 500 mm. Vorteilhafterweise ist die Mantelfläche der Walzen beziehungsweise allgemein die Oberfläche des Andruckelements glatt, und zwar insbesondere geschliffen.
Die Oberflächenrauigkeit ist vorzugsweise Ra ist kleiner 50 μηη, vorzugsweise kleiner 10 μηη. „Ra" eine Einheit für den Industriestandard für die Qualität der Oberflächenendbearbeitung und stellt die durchschnittliche Höhe der Rauheit dar, insbesondere die durchschnittliche Absolutentfernung von der Mittellinie des Rauheitsprofils innerhalb des Auswertungsbereichs. Weiterhin ist es möglich, das Andruckelement mit Öl, Wasser, Dampf, elektrisch oder anderen Temperiermedien in einem bevorzugten Bereich von -40 °C bis 200 °C zu kühlen oder zu beheizen. Bevorzugt ist das Andruckelement unbeheizt. Für die Schicht des Dielektrikums, das die gesamte Mantelfläche (auch vereinfachend Oberfläche genannt) des Andruckelements bedeckt, also bei einer Walze über den gesamten Umfang der Walze, werden bevorzugt Keramik, Glas, Kunststoffe, Gummi wie Styrol-Butadien-Kautschuke, Chloropren-Kautschuke, Butadien-Kautschuke (BR), Acrylnitril-Butadien-Kautschuke (NBR), Butylkautschuke (NR), Ethylen-Propylen-Dien- Kautschuke (EPDM) und Polyisopren-Kautschuke (IR) oder Silikon gewählt.
Das Dielektrikum umschließt das Andruckelement wie de Walze fest, kann aber ablösbar sein, beispielsweise in Form zweier Halbschalen.
Die Dicke der Schicht des Dielektrikums auf dem Andruckelement beträgt vorzugsweise zwischen 1 bis 5 mm.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Dielektrikum keine mitlaufende Bahn ist, die die Mantelfläche des Andruckelements, insbesondere der Walze, nur abschnittsweise bedeckt. Vorzugsweise wird das Plasma zwischen einer oder mehrerer Düsen und dem Andruckelement erzeugt, bevorzugt bei Betrieb mit Druckluft oder N2.
Die Plasma-Behandlung findet bei einem Druck statt, welcher nahe am (+/- 0,05 bar) oder bei Atmosphärendruck liegt.
Die Plasma-Behandlung kann in verschiedenen Atmosphären stattfinden, wobei die Atmosphäre auch Luft umfassen kann. Die Behandlungsatmosphäre kann eine Mischung verschiedener Gase sein, ausgewählt unter anderem aus N2, O2, H2, CO2, Ar, He, Ammoniak, wobei zudem Wasserdampf oder andere Bestandteile beigemischt sein können. Durch diese beispielhafte Auflistung wird keine Einschränkung vorgenommen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung bilden folgende reine oder Mischungen von Prozessgasen eine Behandlungsatmosphäre: N2, Druckluft, O2, H2, CO2, Ar, He, Ammoniak, Ethylen, Siloxane, Acrylsäuren und/oder Lösungsmittel, wobei zudem Wasserdampf oder andere flüchtige Bestandteile zugesetzt sein können. Bevorzugt werden N2 und Druckluft.
Das Atmosphärendruckplasma kann mit einer Mischung aus Prozessgasen gebildet werden, wobei die Mischung vorzugsweise zumindest 90 Vol.-% Stickstoff und zumindest ein Edelgas, vorzugsweise Argon, enthält.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die Mischung aus Stickstoff und zumindest einem Edelgas, weiter vorzugsweise besteht die Mischung aus Stickstoff und Argon.
Grundsätzlich kann man der Atmosphäre auch beschichtende oder polymerisierende Bestandteile beimischen, als Gas (zum Beispiel Ethylen) oder Flüssigkeiten (vernebelt als Aerosol). Es ist fast keine Einschränkung der in Frage kommenden Aerosole gegeben. Besonders die indirekt arbeitenden Plasmatechniken sind für den Einsatz von Aerosolen geeignet, da hier keine Verschmutzung der Elektroden droht.
Deren Anteil sollte aber 5 Vol.-% nicht überschreiten.
Für die Erzeugung des Plasmas und das Einwirken auf das bahnförmige Material und den Untergrund sind grundsätzlich alle genannten Düsentypen geeignet, sofern das Plasma kontinuierlich bis in den Laminierspalt einwirkt.
Eine mögliche Variante der Plasmabehandlung ist die Verwendung eines feststehenden Plasmastrahls. Eine ebenfalls mögliche Plasmabehandlung verwendet eine Anordnung von mehreren Düsen, versetzt, wenn nötig, zur lückenlosen, teilweise überlappenden Behandlung in hinreichender Breite. Hierbei können rotierende oder nicht-rotierende Runddüsen eingesetzt werden.
Linearelektroden mit Gasaustrittsöffnung sind besonders geeignet, die sich vorteilhaft über die gesamte Länge des Laminierspalts erstrecken.
Weiter vorzugsweise weisen diese über die gesamte Länge des Laminierspalts einen konstanten Abstand zum Laminierspalt auf. Gemäß einer weiteren Variante brennt das Plasma zwischen der Kante einer metallischen Platte, einem metallischen Stab oder einem metallischen Draht und der oder den dielektrisch belegten Walzen.
Auch hierbei ist bevorzugt, wenn die Kante der Platte, der Stab oder der Draht parallel zum Laminierspalt ausgerichtet sind.
Weiter bevorzugt ist der Plasmaerzeuger bis auf die äußere, zum Laminierspalt deutende Kante mit einem Isolator abgedeckt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung beträgt der Behandlungsabstand des Plasmaerzeugers zum Laminierspalt 1 bis 100 mm, bevorzugt 3 bis 50 mm, besonders bevorzugt 4 bis 20 mm.
Weiter vorzugsweise liegt die Geschwindigkeit, mit der die Bahn(en) und der Untergrund in den Laminierspalt geführt werden, zwischen 0,5 bis 200 m/min, bevorzugt 1 bis 50 m/min, besonders bevorzugt 2 bis 20 m/min (jeweils einschließlich der angegebenen Randwerte der Bereiche).
Alternativ kann sich auch das Andruckelement samt Plasmaerzeuger mit den angegebenen Geschwindigkeiten über die still stehende Bahn bewegen. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Bahngeschwindigkeiten der ersten, zweiten oder sonstigen Bahn sowie des Untergrunds alle gleich.
Das bahnförmige Material weist eine Klebemassensicht auf, die derart in dem bahnförmigen Material angeordnet ist, dass diese direkt in direkten Kontakt mit dem Untergrund auf den Untergrund laminiert wird.
Das bahnförmige Material kann ein doppelseitig klebendes Klebeband sein, bestehend aus einer ersten Klebemasseschicht, einem Trägermaterial und einer zweiten Klebemassenschicht, die gegebenenfalls zum Schutz noch mit einem so genannten Liner eingedeckt ist.
Ein Liner (Trennpapier, Trennfolie) ist nicht Bestandteil eines Klebebandes oder Etiketts, sondern nur ein Hilfsmittel zu deren Herstellung, Lagerung oder für die Weiterverarbeitung durch Stanzen. Darüber hinaus ist ein Liner im Gegensatz zu einem Klebebandträger nicht fest mit einer Klebstoffschicht verbunden.
Bevorzugt ist das bahnförmige Material ein„Transferklebeband", das heißt ein Klebeband ohne Träger. Einschichtige doppelseitig klebende Selbstklebebänder, so genannte Transfertapes, sind so aufgebaut, dass die die einzige Schicht bildende Haftklebeschicht keinen Träger enthält und nur mit entsprechenden Trennmaterialien, zum Beispiel silikonisierten Trennpapieren oder Trennfolien, abgedeckt ist. Besonders bevorzugt weist das bahnförmige Material eine Haftklebemasse auf oder besteht aus dieser, also eine Klebemasse, die bereits unter relativ schwachem Andruck eine dauerhafte Verbindung mit fast allen Haftgründen erlaubt und nach Gebrauch im Wesentlichen rückstandsfrei vom Haftgrund wieder abgelöst werden kann. Eine Haftklebemasse wirkt bei Raumtemperatur permanent haftklebrig, weist also eine hinreichend geringe Viskosität und eine hohe Anfassklebrigkeit auf, so dass sie die Oberfläche des jeweiligen Klebegrunds bereits bei geringem Andruck benetzt. Die Verklebbarkeit der Klebemasse beruht auf ihren adhäsiven Eigenschaften und die Wiederablösbarkeit auf ihren kohäsiven Eigenschaften. Vorzugsweise basiert die Haftklebemassenschicht auf Naturkautschuk, Synthesekautschuk oder Polyurethanen, wobei vorzugsweise die Haftklebemassenschicht aus reinem Acrylat oder mehrheitlich aus Acrylat besteht.
Die Haftklebemasse kann zur Verbesserung der Klebeeigenschaften mit Klebrigmachern abgemischt sein.
Als Klebrigmacher, auch als Klebharze bezeichnet, sind prinzipiell alle bekannten Stoffklassen geeignet. Klebrigmacher sind beispielsweise Kohlenwasserstoffharze (zum Beispiel Polymere auf Basis ungesättigter Cs- oder Cg-Monomere), Terpenphenolharze, Polyterpenharze auf Basis von Rohstoffen wie zum Beispiel a- oder ß-Pinen, aromatische Harze wie Cumaron-Inden-Harze oder Harze auf Basis Styrol oder α-Methylstyrol wie Kolophonium und seine Folgeprodukte, zum Beispiel disproportioniertes, dimerisiertes oder verestertes Kolophonium, zum Beispiel Umsetzungsprodukte mit Glycol, Glycerin oder Pentaerythrit, um nur einige zu nennen. Bevorzugt werden Harze ohne leicht oxidierbare Doppelbindungen wie Terpenphenolharze, aromatische Harze und besonders bevorzugt Harze, die durch Hydrierung hergestellt sind wie zum Beispiel hydrierte Aromatenharze, hydrierte Polycyclopentadienharze, hydrierte Kolophoniumderivate oder hydrierte Polyterpenharze.
Bevorzugt sind Harze auf Basis von Terpenphenolen und Kolophoniumestern. Ebenfalls bevorzugt sind Klebharze mit einem Erweichungspunkt oberhalb von 80 °C gemäß ASTM E28-99 (2009). Besonders bevorzugt sind Harze auf Basis von Terpenphenolen und Kolophoniumestern mit einem Erweichungspunkt oberhalb von 90 °C gemäß ASTM E28- 99 (2009). Typische Einsatzmengen sind 10 bis 100 Gewichtsteile bezogen auf Polymere der Klebemasse.
Zur weiteren Verbesserung der Kabelverträglichkeit kann die Klebmasseformulierung optional mit Lichtschutz- oder primären und/oder sekundären Alterungsschutzmitteln abgemischt sein.
Zur Verbesserung der Verarbeitungseigenschaften kann die Klebmasseformulierung weiterhin mit üblichen Prozesshilfsmitteln wie Entschäumern, Entlüftern, Netzmitteln oder Verlaufsmitteln abgemischt sein. Geeignete Konzentrationen liegen im Bereich von 0,1 bis zu 5 Gewichtsteilen bezogen auf die Feststoffe.
Die Klebebeschichtung des bahnförmigen Materials kann auf einem Trägermaterial aufgebracht sein.
Als Trägermaterial werden vorliegend bevorzugt Polymerfolien oder Folienverbunde eingesetzt. Derartige Folien/Folienverbunde können aus allen gängigen zur Folienherstellung verwendeten Kunststoffen bestehen, beispielhaft aber nicht einschränkend erwähnt seien:
Polyethylen, Polypropylen - insbesondere das durch mono-oder biaxiale Streckung erzeugte orientierte Polypropylen (OPP), Cyclische Olefin Copolymere (COC), Polyvinylchlorid (PVC), Polyester - insbesondere Polyethylenterephthalat (PET) und Poylethylennaphtalat (PEN), Ethylenvinylalkohol (EVOH), Polyvinylidenchlorid (PVDC), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polyacrylnitril (PAN), Polycarbonat (PC), Polyamid (PA), Polyethersulfon (PES) oder Polyimid (PI).
Diese Materialien werden auch bevorzugt als Trägerschicht in dem ersten bahnförmigen Material eingesetzt, sofern in diesem ein Träger vorhanden ist. Trägermaterial im Sinne der Erfindung umfasst insbesondere alle flächigen Gebilde, beispielsweise in zwei Dimensionen ausgedehnte Folien oder Folienabschnitte, Bänder mit ausgedehnter Länge und begrenzter Breite. Gemäß einer weiteren bevorzugten Variante der Erfindung ist das bahnförmige Material viskoelastisch.
Eine viskoelastische Polymerschicht kann als sehr hochviskose Flüssigkeit angesehen werden, die unter Druckbelastung das Verhalten des Fließens (auch als „Kriechen" bezeichnet) zeigt. Solche viskoelastischen Polymere beziehungsweise eine solche Polymerschicht besitzen in besonderem Maße die Fähigkeit, bei langsamer Krafteinwirkung die auf sie einwirkenden Kräfte zu relaxieren. Sie sind in der Lage, die Kräfte in Schwingungen und/oder Verformungen (die insbesondere auch - zumindest zum Teil - reversibel sein können) zu dissipieren, somit die einwirkenden Kräfte„abzupuffern", und eine mechanische Zerstörung durch die einwirkenden Kräfte bevorzugt zu vermeiden, vorteilhaft aber mindestens zu verringern oder aber den Zeitpunkt des Eintretens der Zerstörung zumindest hinauszögern. Im Falle einer sehr schnell einwirkenden Kraft zeigen viskoelastische Polymere üblicherweise ein elastisches Verhalten, also das Verhalten einer vollständig reversiblen Verformung, wobei Kräfte, die über das Elastizitätsvermögen der Polymere hinausgehen, zu einem Bruch führen können. Im Gegensatz hierzu stehen elastische Materialien, die auch bei langsamer Krafteinwirkung das beschriebene elastische Verhalten zeigen. Durch Beimischungen, Füllstoffe, Schäumung oder ähnliches können solche viskoelastischen Massen in ihren Eigenschaften noch stark variiert werden.
Aufgrund der elastischen Anteile der viskoelastischen Polymerschicht, die wiederum wesentlich zu den klebtechnischen Eigenschaften von Klebebändern mit solch einer viskoelastischen Trägerschicht beitragen, kann die Spannung zum Beispiel einer Zug- oder Scherbeanspruchung nicht komplett relaxieren. Dies wir durch das Relaxationsvermögen ausgedrückt, welches definiert ist als ((Spannung(t=0) - Spannung (t)/ Spannung (t=0))*100%. Typischerweise zeigen viskoelastische Trägerschichten ein Relaxationsvermögen von mehr als 50 % auf.
Besonders bevorzugt dienen expandierbare Mikroballons zur Schäumung.
Bei Mikroballons handelt es sich um elastische Hohlkugeln, die eine thermoplastische
Polymerhülle aufweisen. Diese Kugeln sind mit niedrigsiedenden Flüssigkeiten oder verflüssigtem Gas gefüllt. Als Hüllenmaterial finden insbesondere Polyacrylnitril, PVDC, PVC oder Polyacrylate Verwendung. Als niedrigsiedende Flüssigkeit sind insbesondere Kohlenwasserstoffe der niederen Alkane, beispielsweise Isobutan oder Isopentan geeignet, die als verflüssigtes Gas unter Druck in der Polymerhülle eingeschlossen sind
Auf dem Untergrund kann eine Klebemasse aufgebracht sein, weiter vorzugsweise Haftklebemasse. Als (Haft-)Klebemassen können alle Klebemassen verwendet werden, wie sie oben genannt sind. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein dreischichtiges Produkt auf einen Untergrund laminiert, vorzugsweise ein dreischichtiges Produkt aus einem klebenden oder nicht klebenden Schaumträger auf Acrylatbasis, auf den beidseitig Haftklebemassen aufgebracht sind. Schließlich ist es erfindungsgemäß nicht ausgeschlossen, wenn zwischen der vom Untergrund abgewandten Oberfläche des bahnförmigen Materials sowie der Mantelfläche des Andruckelements eine weitere Bahn geführt wird, die gegebenenfalls wiederverwertbar ist. Diese dient dazu, Schädigungen an dem bahnförmigen Material zu reduzieren.
Das erfindungsgemäß gestellte Problem wird in der Form gelöst, dass die Plasmabehandlung und die Lamination gleichzeitig stattfinden. Dazu wird das Plasma im Laminationsspalt ausgebildet. Die durch das Plasma auf der Oberfläche der Klebmasse und auf der Oberfläche des Untergrunds erzeugten Radikale können nicht mit Luftsauerstoff abreagieren und können somit nicht mit dem Gegenpart interagieren, da die Zeit zwischen Erzeugung und Lamination gegen null geht. Somit ergeben sich deutliche nicht zuvor erwartete Klebkraftsteigerungen, die auch nicht durch getrennte Vorbehandlungen erreichbar sind. Das Verfahren kann über einen weiten Bereich von Haftklebemassen und Untergründen eine Steigerung der Klebkraft erzielen.
Das Verfahren ist robust und nicht abhängig von einer optimierten Behandlung für jede Masse und/oder von einer optimierten Behandlung für jeden Untergrund. Der Effekt durch das gelehrte Verfahren ist synergistisch, also mehr als die Summe der Einzeleffekte der Behandlung von Klebemasse oder Untergrund. Mehrere Figuren zeigen vorteilhafte Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens, ohne damit eine wie auch immer geartete Einschränkung hervorrufen zu wollen.
Es zeigen die Figuren vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens, ohne damit die Erfindung in irgendeiner Form beschränken zu wollen.
In der Figur 1 ist ein Laminierspalt gezeigt, der von einer Druckwalze 1 1 , die den zur Lamination gewünschten Gegendruck aufbaut, und von dem Untergrund 12 gebildet wird. Auf der Druckwalze 1 1 ist eine Schicht eines Dielektrikums 1 1 1 vorhanden.
Aufgrund der Spannung 32 zwischen der Walze 1 1 und der linearen Elektrode 33 bildet sich im Laminierspalt ein Plasma 31 aus.
In dem Laminierspalt wird ein bahnförmiges Material 21 , das aus einer Schicht aus Klebemasse besteht, auf den Untergrund 12 laminiert.
Beide Oberflächen des bahnförmigen Materials 21 und des Untergrunds 12 werden vollflächig mit einem Plasma 31 behandelt, und zwar derart, dass das Plasma 31 beginnend vor dem Laminierspalt bis in den Laminierspalt hinein kontinuierlich auf die Oberflächen einwirkt.
Die Gegendruckwalze 1 1 bewegt sich zusammen mit linearen Elektrode 33 mit kontinuierlicher Geschwindigkeit in die vom Pfeil vorgegebene Richtung.
Figur 2 unterscheidet sich von Figur 1 dadurch, dass statt einer Gegendruckwalze 1 1 ein Andruckelement in Form einer Andruckplatte 1 1 mit halbzylindrisch geformter Laminierfläche verwendet wird.
Figur 3 unterscheidet sich von Figur 1 dadurch, dass statt der linearen Elektrode 33 eine mit Prozessgas durchströmbare Düse 33 verwendet wird.

Claims

Patentansprüche
Verfahren zur Erhöhung der Adhäsion zwischen der selbstklebenden Oberfläche eines bahnförmigen Materials und einer Oberfläche eines Untergrundes, auf den das bahnförmige Material mit der selbstklebenden Oberfläche aufgebracht werden soll, wobei
das bahnförmige Material kontinuierlich einem Laminierspalt zugeführt wird, in dem das bahnförmige Material der selbstklebenden Oberfläche auf die Oberfläche des Untergrunds laminiert wird,
die selbstklebende Oberfläche des bahnförmigen Materials und die Oberfläche des Untergrundes vollflächig mit einem Plasma behandelt werden, und zwar derart, dass das Plasma beginnend vor dem Laminierspalt bis in den Laminierspalt hinein kontinuierlich auf die beiden Oberflächen einwirkt,
der Laminierspalt von einem Andruckelement und dem Untergrund gebildet wird und die Oberfläche des Andruckelements mit einem Dielektrikum ausgerüstet ist.
Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein beliebiger Punkt auf der mit Plasma behandelten selbstklebenden Oberfläche des bahnförmigen Materials und/oder der Oberfläche des Untergrunds den Weg vom Beginn der Plasmabehandlung bis in den Laminierspalt in einer Zeitspanne von weniger als 2,0 s, vorzugsweise weniger als 1 ,0 s, weiter vorzugsweise weniger als 0,5 s zurücklegt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein zweites bahnförmiges Material dem Laminierspalt so zugeführt wird, dass das zweite bahnförmige Material zwischen erstem bahnförmigen Material und Untergrund liegt.
4. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass dem Laminierspalt neben dem ersten bahnförmigen Material eine Vielzahl von weiteren bahnförmigen Materialien zugeführt werden, wobei Zuführung so erfolgt, dass die einzelnen bahnförmigen Materialien zwischen dem ersten bahnförmigen Material und dem Untergrund in den Laminierspalt eintreten, und die einzelnen weiteren bahnförmigen Materialien so gewählt werden, dass in dem Laminierspalt nie eine nichtklebende Trägerschicht und eine zweite nichtklebende Trägerschicht direkt aufeinander laminiert werden.
Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Andruckelement eine Walze, vorzugsweise mit einem Durchmesser zwischen 50 bis 500 mm, ein Rakel oder eine Andruckplatte ist.
Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
für das Dielektrikum eine Schicht aus Keramik, Glas, Kunststoff, Gummi oder Silikon gewählt wird.
Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Dicke der Schicht des Dielektrikums zwischen 1 bis 5 mm beträgt.
Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Plasma zwischen einer oder mehrerer Düsen und den Walzen erzeugt wird, bevorzugt bei Betrieb mit Druckluft oder N2.
Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Plasma mittels einer Linearelektrode mit Gasaustrittsöffnung erzeugt wird, vorzugsweise einer solchen, die sich über die gesamte Länge des Laminierspalts erstreckt und die weiter vorzugsweise über die gesamte Länge des Laminierspalts einen konstanten Abstand zum Laminierspalt hat.
10. Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Behandlungsabstand des Plasmaerzeugers zum Laminierspalt 1 bis 100 mm, bevorzugt 3 bis 50 mm, besonders bevorzugt 4 bis 20 mm beträgt.
1 1 . Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Geschwindigkeit, mit der die Bahnen in den Laminierspalt geführt werden, 0,5 bis 200 m/min, bevorzugt 1 bis 50 m/min, besonders bevorzugt 2 bis 20 m/min betragen.
12. Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das bahnförmige Material eine Haftklebemassenschicht ist basierend auf Naturkautschuk, Synthesekautschuk oder Polyurethanen, wobei vorzugsweise die Haftklebemassenschicht aus reinem Acrylat oder mehrheitlich aus Acrylat (mit einem thermischen Vernetzersystem und/oder Hotmelt und/oder UV-vernetztem und/oder UV-polymerisiertem) besteht.
13. Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Haftklebemassenschicht ein trägerloses, einschichtiges, beidseitig klebendes Klebeband bildet.
14. Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Haftklebemassenschicht auf einem Träger aufgebracht ist, vorzugsweise auf einer Folie, einem Schaum, einem Vlies und/oder einem Gewebe, ganz besonders vorteilhaft auf einem viskoelastischen Träger.
15. Verfahren nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Dicke der Haftklebemassenschicht oder des damit gebildeten Klebebands > 20 μηη, bevorzugt > Ι ΟΟμηη, ganz besonders bevorzugt > 300μηι ist und/oder maximal < 2500, bevorzugt <1500 μηη, weiter bevorzugt < 1000 μηη ist.
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