EP4366909A1 - Lösbares folienlaminat und verfahren zum lösen dauerhafter verklebungen - Google Patents

Lösbares folienlaminat und verfahren zum lösen dauerhafter verklebungen

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EP4366909A1
EP4366909A1 EP22744654.9A EP22744654A EP4366909A1 EP 4366909 A1 EP4366909 A1 EP 4366909A1 EP 22744654 A EP22744654 A EP 22744654A EP 4366909 A1 EP4366909 A1 EP 4366909A1
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EP
European Patent Office
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layer
adhesive
film laminate
acrylate
film
Prior art date
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Pending
Application number
EP22744654.9A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Ingo Neubert
Arne Koops
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Tesa SE
Original Assignee
Tesa SE
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Publication date
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    • C09J2467/00—Presence of polyester
    • C09J2467/006—Presence of polyester in the substrate

Definitions

  • the present invention relates to a film laminate, designed and set up to be separated after permanent bonding, comprising a first layer of adhesive, a first carrier material, a release layer and a second layer of adhesive. Furthermore, the present invention includes a method for detaching a permanent bond effected by means of such a film laminate.
  • Small household appliances also included in white goods: for example vacuum cleaners, coffee machines, microwaves;
  • Information and communication technology devices for example computers, monitors, printers, Flandys, telephones;
  • Consumer electronics devices for example televisions, video recorders, digital cameras;
  • Foil laminates in the form of double-sided adhesive tapes are used, for example, to bond two components together. As a rule, these components should be permanently bonded to one another by such a film laminate. This should lead to a corresponding longevity and resilience of the bond or the product. Examples of components connected in this way are touch panels, such as those used in computer screens or mobile electronic devices. If one of the two components is damaged, the bonded assembly cannot be separated at all or only with a great deal of (force) effort in order to replace a component. There is also a risk that damage will occur to the undamaged component during separation.
  • DE 102020209557 A1 discloses a film laminate, designed and set up to be separated after permanent bonding, comprising the following layers:
  • the separating layer having a thickness of 40 nm to 500 nm, that the first PSA layer is laser beam translucent and that the separating layer consists of a metal that can be at least partially removed by laser irradiation.
  • a metal is removed by means of a laser, which leads to the separation.
  • Translucency is the partial transparency of a body. The word is derived from the Latin lux for light. Wax, human skin, leaves and many other materials are translucent because they partially transmit light but are not transparent. In contrast to transparency, translucency can be described as the transmission of light. The reciprocal property of translucency is opacity. So if a substance has a high translucency, it has a low opacity and vice versa.
  • light transmission means transparent at the respective wavelength of the light.
  • a black body for example a black-colored polymer is opaque in the visible range of light for humans, but is translucent in the non-visible range such as NIR, i.e. it can be irradiated in this wavelength range.
  • EP 3390553 A1 relates to a method for bonding two surfaces using a reactive adhesive film system comprising at least two adhesive films (F1 and F2), the adhesive films each comprising at least one reactive component (R1 and R2), the bond being carried out by a reaction is effected, which requires the presence of both reactive components (R1 and R2), whereby before the bonding between the adhesive films (F1 and F2) to be brought into contact with one another for the reaction, a separating layer (T ) is provided.
  • the separating layer (T) is removed at least partially by means of a laser in order to effect the adhesion, so that the adhesive films (F1 and F2) come into direct contact with one another and the reaction begins with the presence of the two reactive components (R1 and R2).
  • the separating layer can be a metal layer. This can be a metal foil that is inserted between the adhesive films during the manufacture of the adhesive tape; for example by a lamination process.
  • EP 3 178 660 B1 discloses a personalizable security element having a carrier substrate and an optically variable layer, the security element having the following layer sequence: a) a carrier substrate consisting of a flexible plastic film that has a laser-writable black metallic coating or a coating of a thermally activated dye or of paper which has a direct thermal coating b) optionally a laminating adhesive layer c) a layer of a liquid-crystalline material or a color-shift effect coating With regard to the laser-writable black metallization, reference is made to EP 1 567 363 B1.
  • EP 1 567 363 B1 describes a film that can be inscribed with a laser beam, which has at least one single-layer or multi-layer top film that is permeable to the laser beam, underneath which a medium that can be changed by the laser beam is arranged at least over part of the surface, which medium is embedded in a matrix material and is microscopic metallic Has particles that give the medium opacity and are so destructible by laser action that the medium is locally transparent. Microscopic is to be understood as meaning particles whose diameter in the direction of their greatest extent does not significantly exceed 100 ⁇ m. The metallic particles impart opacity to the medium that can be altered by the laser beam, but can be destroyed locally by the laser effect.
  • lasers for ablation are widespread, for example in micromachining some laser beam sources can be used for ablative processes. Extremely thin layers can be removed from substrates, as local heating leads to particulate debris or carbonization/evaporation.
  • lasers in the wavelength range from 800 to 2000 nm are mainly used.
  • Excimer lasers are often used for photochemical reactions with low heat exposure.
  • Excimer laser means that the laser beams are in the UV wavelength range. The emission wavelengths of the most important lasers are clearly shown in FIG.
  • Metal-coated foils can be decoated excellently at 1.064 ⁇ m since the carrier foils typically used (for example polyester, polypropylene) are permeable at this wavelength.
  • the translucency allows the metal layer to be removed without damaging the polymer film. The beam path can therefore also go through the film.
  • the Nd:YAG laser is ideal for removing metal layers over a large area, since the layer is ablated via sublimation.
  • USP ultra short pulse
  • Laser beam sources that emit pulsed laser light with pulse durations in the picosecond and femtosecond range are referred to as ultrashort pulse lasers.
  • Ultra-short pulse lasers emit light pulses in which the light energy is compressed to extremely short times, which means that light outputs in the megawatt range are achieved during the pulse. Intensities of many gigawatts per square centimeter can be achieved through appropriate spatial focusing. At such high intensities, non-linear effects occur in the interaction of light and matter. One of these effects is the so-called multi-photon absorption, which leads to the fact that at sufficient almost any material can be removed at high intensities. This is especially true for femtosecond lasers. Neither their absorption, hardness nor evaporation temperature play a role here, and even demanding materials such as composites can be processed without any problems.
  • ultrashort pulse lasers are their high precision. Focus diameters in the micrometer range and the low energy input per pulse enable spatially highly resolved laser ablation. The following applies: the shorter the pulse duration, the less the surrounding material is damaged by the laser beam and the more precisely the material can be removed. The result is clean cut edges without burrs, so that post-processing is not necessary. In metal processing, nanosecond pulses are usually sufficient, picosecond pulses are required for more delicate processing, and femtosecond pulses are used for non-metallic materials such as ceramics, polymers and many composite materials. However, the lower material removal with a shorter pulse duration means that the processing takes longer overall.
  • the present invention relates to a film laminate configured and adapted to be separated after permanent bonding, comprising the following
  • Layers a) a first layer of adhesive, preferably a pressure-sensitive adhesive layer, b) a first carrier material, preferably in the form of a film, c) a release layer, d) optionally a second carrier material, preferably in the form of a film, e) a second layer of adhesive, preferably one flat adhesive layer
  • the release layer is characterized by the following properties:
  • the release layer has a thickness of 40 nm to 500 nm.
  • the release liner is black.
  • the release layer has a maximum transmittance of 30%.
  • the separating layer consists of a metal that can be at least partially removed by laser irradiation.
  • the second layer of adhesive is laser beam translucent and/or the first layer of adhesive and the first backing material are laser beam translucent.
  • the object is also achieved by a method for releasing a permanent bond created by means of a film laminate according to the invention, in that the separating layer is removed at least over part of the area by means of laser irradiation and the film laminate is separated into a first partial laminate and a second partial laminate.
  • Two substrates for example glass/glass, glass/metal, glass/plastic or plastic/plastic, can be permanently bonded with such a foil laminate.
  • the bond strength between the two (flaft) adhesive layers can be reduced to such an extent that the layers can be separated very easily. In the best case, the bond strength is almost completely abolished. This means that a bond that actually took place as a connection that could no longer be changed can still be canceled again.
  • the metal layer is removed by ablating or sublimating the metal layer.
  • the film laminate also comprises a first backing layer, which can be laser beam translucent.
  • adhesion of the metal can be ensured with such a backing layer, since the material of the backing layer can be adapted to the requirements of the metal without having to take the properties of the layer of adhesive into account.
  • the material of the carrier layer can be selected in such a way that the adhesion of the metal separating layer is particularly good.
  • the film laminate has a second backing material between the second layer of adhesive and the separating layer, which is also optionally laser beam translucent.
  • the first backing material is laser beam translucent at least together with the first layer of adhesive if the second layer of adhesive and/or the optionally provided second backing material are not laser beam translucent.
  • the second layer of adhesive and the optionally provided second backing material are laser beam translucent if the first backing material and/or the first layer of adhesive are not laser beam translucent.
  • first carrier material and/or the second carrier material are connected to the release layer via a laminating adhesive.
  • a laminating adhesive is preferably located only between the second carrier material and the separating layer.
  • laminating adhesives are used as the laminating adhesive.
  • a carrier layer with the metal and to connect the other carrier layer by means of the laminating adhesive, which can also be referred to as a laminating or laminating adhesive layer.
  • the present invention further relates to a method for detaching a permanent bond created by means of a film laminate according to the invention, in which the release layer is removed at least partially by means of laser irradiation and the film laminate is separated into a first partial laminate and a second partial laminate. Forces are preferably applied to at least one of the partial laminates, which increase the distance between the two partial laminates. A particularly good and safe separation of the foil laminate into two partial laminates is thus possible.
  • a typical structure of a film laminate according to the invention is thus as follows: a) first layer of flat adhesive b) first backing layer c) laminating adhesive layer d) release layer e) laminating adhesive layer f) second backing layer g) second layer of flat adhesive, with only layers a), b), d) and g) are mandatory, while the other layers are optional, albeit preferred.
  • first layer of flat adhesive and the first backing layer are translucent for the laser radiation used, or the second layer of flat adhesive is translucent so that the laser can penetrate to the separating layer.
  • the substrate to be bonded at least on the side from which the laser radiation is introduced. This substrate must also be permeable to the laser radiation.
  • the release layer itself absorbs the laser radiation.
  • laminating adhesive in principle, all solvent-based, solvent-free and aqueous laminating adhesives known in the prior art with different polymer bases, for example polyurethane, polyester, polyethylene or ethylene vinyl acetate, can be used as the laminating or laminating adhesive.
  • the laminating adhesive is preferably a polyurethane-based laminating adhesive.
  • Polyurethane-based means here that a polyurethane or the totality of several polyurethanes form the main component of the polymer composition of this laminating adhesive, i.e. make up the largest proportion of the polymer composition.
  • Solvent-free polyurethane laminating adhesives can be available as one- or two-component systems. Other differences can arise from the structure of the Polyurethane and the type of crosslinking result. The following polymers are often preferred:
  • 1-component system low molecular weight prepolymers, NCO-terminated, moisture-curing;
  • 2-component system prepolymers with NCO end groups + polyols.
  • Aromatic isocyanates are often used, but they are problematic when they come into contact with food, since primary aromatic amines can be formed. Occasionally, aliphatic isocyanates are used, especially when UV stability is required. In principle, better adhesion and faster curing can be achieved with aromatic isocyanates.
  • Polyether-polyurethanes usually have a higher temperature stability than polyester-polyurethanes.
  • the polyol component often consists of a mixture of polyester and polyether polyols. Tri- and higher functionalized polyols are also often used to generate additional crosslinking effects, which in turn often results in higher temperature stability.
  • the laminating adhesive is preferably a polyether-polyurethane-based laminating adhesive that is based on a solvent-free 2-component system. It has also proven to be advantageous to subject the surfaces to be bonded to one another to a corona pretreatment before bonding.
  • the laminating adhesive layer(s) are advantageously used in thicknesses of 1 to 10 ⁇ m, more preferably in thicknesses of 3 to 5 ⁇ m.
  • the backing layer or layers of the film laminate are preferably made of polyethylene terephthalate, polyethylene or polypropylene, with biaxially oriented polypropylene (BOPP) or biaxially oriented polyethylene terephthalate (PET) films being particularly preferred.
  • BOPP biaxially oriented polypropylene
  • PET biaxially oriented polyethylene terephthalate
  • Metals adhere particularly well to PET and PP foils. PET and PP films can also be vapour-deposited very well in a vacuum, which simplifies the application of the metal.
  • the carrier layers can be colored, it being necessary to ensure that the substances used for the coloring ensure that the laser beam permeability is maintained.
  • Organic dyes are therefore particularly suitable for coloring.
  • the thickness of the respective carrier material is preferably 2 to 100 ⁇ m, more preferably 10 to 80 ⁇ m, in particular 12 to 50 ⁇ m.
  • a shiny metallic appearance of adhesive tapes is undesirable, particularly in display bonding.
  • Adhesive tapes for fixing/mounting displays are therefore usually deep black and have a very high opacity. These also serve as a design element in the displays. Therefore, the use of a black metallization is the subject of this invention.
  • one of the two carrier layers that may be present is colored black, for example with a black pigment such as carbon black, in particular pigment black.
  • the opacity can be further increased by using a black film.
  • Black pigments are added to the carrier materials for coloring.
  • black pigments are carbon black, organic azo dyes and/or chromium complexes.
  • chromium complex-based black pigments are [1-[(2-hydroxy-4-nitrophenyl)azo]-2-naphthalenolato(2-)][1-[(2-hydroxy-5-nitrophenyl)azo]-2-naphthalenolato( 2-)]chromate(1-), bis[1-[(2-hydroxy-4-nitrophenyl)azo]-2-naphthalenolato (2-)]chromate(1-) and bis[1-[(2-hydroxy -5-nitrophenyl)azo]-2-naphthalenolato(2-)] chromate(1-).
  • Black pigments are preferably used in amounts such that the proportion of black pigments is not more than 8% by volume.
  • black pigments are added in the range from 1.3 to 1.8% by volume.
  • carbon black particles are added as black pigments, they are preferably used in an amount of up to 12% by weight, based on the colored (ie mixed with color pigments) adhesive. So that excellent coloring is achieved, it is advantageous to use carbon black in an amount of at least 1.2% by weight. If carbon black is used as the black pigment, this is very preferably used in an amount such that the carrier material has a proportion by weight of carbon black of from 2.1 to 3.1% by weight.
  • Suitable carbon blacks are:
  • the separating layer is designed as a black metal layer, also referred to as a metallic layer.
  • a black metal layer also referred to as a metallic layer.
  • metal includes metals, but also alloys or metal oxides.
  • the metal layer can be a metal foil which is introduced during manufacture of the laminate; for example by a lamination process.
  • the separating layer can also be realized excellently by vapor deposition, sputtering, electrostatic coating or other application of the material in small-scale, atomic, ionic or molecular form, in particular metals, metal oxides or the like. This can be done, for example, on one of the pressure-sensitive adhesive layers or on one of the carrier materials.
  • the separating layer provided according to the invention very preferably lies over the entire surface and as a closed layer between the first carrier material and the second adhesive layer or between the first carrier material and the second carrier material.
  • the release layer can also be in contact with one or two layers of laminating adhesive.
  • the separating layer provided according to the invention is advantageously used in thicknesses of 40 nm to 500 nm, more preferably in thicknesses of 100 nm to 250 nm.
  • a layer of Al, Cu, Ag, Au, Pt, Pd, Zn, Cr, Ti and the like is particularly suitable as the metal layer, with the usual impurities in the metals not being ruled out.
  • Aluminum has proven to be particularly suitable as a metal.
  • a layer made of an alloy is also within the scope of the invention.
  • An alloy is a macroscopically homogeneous metallic material made up of at least two elements (components), of which at least one is a metal and which together have the metal-typical feature of metal bonding.
  • layers made of copper or titanium or of metal oxide (MeOx layers) can be used as separating layers according to the invention.
  • beneficial Metal oxide layers consist, for example, of silicon dioxide (S1O2), titanium dioxide (T1O2) or zinc tin oxide (ZnSnO), or they comprise one or more of these metal oxides.
  • the metal oxides more preferably include boron oxides, aluminum oxides, molybdates, vanadates and include their hydroxides and hydrated oxides or mixtures thereof.
  • the coating is advantageously deposited over the entire surface and as a closed layer, in particular by metals—such as, for example, aluminum, copper, or titanium—or metal oxides—such as, for example, S1O2, T1O2, and/or ZnSnO.
  • the layer thicknesses produced have a thickness of 40 nm to 500 nm.
  • the metal or metal oxide layer is optimally produced by coating using the sputtering process.
  • Sputtering (“sputter coating”), also called cathode atomization under high vacuum, means the removal or dusting of material from a solid by energetic ion bombardment in order to coat a substrate with the dusted material.
  • the magnetron sputtering method that can be used according to the invention is a so-called PVD (Physical Vapor Deposition) method.
  • the stable vacuum coating process enables a high level of uniformity and purity of the layer.
  • the procedure is preferably such that the coating source (sputtering source) generates a low-pressure plasma from an inert gas (typically argon), which takes place in a vacuum chamber in the pressure range from 10 3 to 10 2 mbar.
  • the starting material for the layer is the so-called target, which is located in the sputtering source.
  • the sputter process technology is technically at a very high level and is also suitable as a manufacturing process for mass production. However, galvanic electrolysis or the CVD (Chemical Vapor Deposition) process can also be used to produce the separating layer.
  • the metallic separating layer has a transmission of at most 30%, preferably at most 20%, particularly preferably at most 5%. This means that most of the incoming laser radiation is absorbed in the separating layer.
  • the following values are preferably realized for the metallic separating layer:
  • the metallic separating layer consists of aluminum oxide and has a maximum transmission of 20% and/or the above parameters in the L * a * b * color space CIE 1976.
  • the separating layer is removed by a laser, in particular by ablation or sublimation.
  • the procedure is such that the laser is radiated from one side through the foil laminate.
  • the separating layer can be removed over the entire area, or it is only removed in one or more areas or in sections. This can be used to control how large the remaining contact area should be. In this way, a predetermined breaking point can be produced at which a separation occurs with little further stress, while initially (ie after the laser irradiation) a connection is maintained. If the separating layer is completely removed, the film laminate can also be separated 100% within less than a second. Originally permanently connected substrates can thus be separated from one another very quickly and cleanly in a simple manner.
  • customary standard lasers can be used as lasers.
  • the laser wavelength used is preferably selected in such a way that the laser radiation can emit with the highest transmission through the pressure-sensitive adhesive and other possible layers of the film laminate. In the wavelength range from 800 to 2000 nm, for example, there is little or no readiness for absorption for customary acrylate PSAs.
  • the adhesive systems according to the invention are also translucent in this area. Preference is given to using solid-state lasers whose wavelength is outstandingly suitable for irradiating conventional adhesives and release materials. Nd:YAG solid-state lasers are particularly preferably used.
  • An Nd:YAG laser (short for neodymium-doped yttrium aluminum garnet laser) is a solid-state laser that uses a neodymium-doped YAG crystal as the active medium and mostly emits infrared radiation with a wavelength of 1064 nm. Further transitions exist at 946 nm, 1320 nm and 1444 nm. The wavelength of the emitted light of this laser is - as described above - in the range of 1064 pm. As a rule, this wavelength is not absorbed by the adhesive layers used, so that these materials are translucent for the relevant wavelength.
  • the carrier layers - for example made of polyethylene terephthalate (PET) - can be irradiated with this wavelength without damage.
  • the radiation can be converted into other wavelengths by generating the second (532 nm) and third (355 nm) harmonics.
  • all gas lasers, dye lasers, solid-state lasers, metal vapor lasers and excimer lasers with the appropriate wavelengths are suitable.
  • the sets of laser parameters used for an application and the associated laser strategy depend on the adhesive systems used (absorbing and non-absorbing adhesives).
  • a pressure-sensitive adhesive or a pressure-sensitive adhesive mass is understood to mean a substance which—particularly at room temperature—is permanently tacky and adhesive.
  • a characteristic of a pressure-sensitive adhesive is that it can be applied to a substrate by pressure and remains stuck there, with the pressure to be applied and the duration of action of this pressure not being defined in more detail. In some cases, depending on the exact nature of the pressure-sensitive adhesive, the temperature and humidity, and the substrate, exposure to momentary, minimal pressure, beyond a light touch for a brief moment, is sufficient does not go beyond this in order to achieve the adhesion effect, in other cases a longer period of exposure to high pressure may also be necessary.
  • Pressure-sensitive adhesives have special, characteristic viscoelastic properties that result in permanent tack and adhesiveness.
  • the proportionate viscous flow is necessary to achieve adhesion. Only the viscous portions, caused by macromolecules with relatively high mobility, enable good wetting and good flow onto the substrate to be bonded. A high proportion of viscous flow leads to high pressure-sensitive tack (also known as tack or surface tack) and therefore often to high bond strength.
  • Highly crosslinked systems, crystalline or glass-like solidified polymers are generally not, or at least only slightly, tacky due to the lack of free-flowing components.
  • the proportional elastic restoring forces are necessary to achieve cohesion. They are caused, for example, by very long-chained and heavily entangled macromolecules as well as by physically or chemically crosslinked macromolecules and enable the forces acting on an adhesive bond to be transmitted. They mean that an adhesive bond can withstand a permanent load acting on it, for example in the form of a permanent shearing load, to a sufficient extent over a longer period of time.
  • the quantities storage modulus (G') and loss modulus (G") which can be determined using dynamic mechanical analysis (DMA), can be used for a more precise description and quantification of the extent of elastic and viscous components and the ratio of the components to one another.
  • G' is a measure of the elastic part
  • G" a measure for the viscous part of a substance. Both quantities depend on the deformation frequency and the temperature. The sizes can be determined using a rheometer.
  • the material to be examined is exposed to a sinusoidal oscillating shear stress in a plate-plate arrangement, for example.
  • the deformation is measured as a function of time and the time offset of this deformation compared to the introduction of the shear stress. This time offset is referred to as the phase angle d.
  • a substance is generally considered to be pressure-sensitive and is defined as pressure-sensitive for the purposes of this document if, at room temperature, here by definition at 23 °C, in the deformation frequency range of 10° to 10 1 rad/sec, G' is at least partly in the range of 10 3 to 10 7 Pa and if G" also lies at least in part in this range. In part means that at least a portion of the G' curve lies within the window defined by the strain frequency range of 10° to 10 1 rad inclusive /sec (abscissa) and the range of G' values from 10 3 to 10 7 Pa inclusive (ordinate) and when at least a portion of the G'' curve lies within this window accordingly.
  • the two PSA layers preferably contain at least one polymer selected from the group consisting of poly(meth)acrylates, natural rubber, synthetic rubbers, here in particular vinylaromatic block copolymers, silicones, polyurethanes and mixtures of two or more of the polymers listed above.
  • the outer layer of PSA particularly preferably comprises at least one poly(meth)acrylate.
  • at least one of the two pressure-sensitive adhesive layers contains at least 40% by weight of one or more poly(meth)acrylate(s).
  • the outer layer of PSA contains no further polymers apart from one or more poly(meth)acrylates.
  • poly (meth) acrylates are - according to the general understanding - understood poly mers, which are accessible by free-radical polymerization of acrylic and / or methylacrylic monomers and optionally other copolymerizable monomers.
  • the term "poly(meth)acrylate” includes both polymers based on acrylic acid and derivatives thereof, those based on acrylic acid and methacrylic acid and derivatives thereof, and those based on methacrylic acid and derivatives thereof, the polymers always being acrylic esters , Methacrylic acid esters or mixtures of acrylic and methacrylic acid esters.
  • the poly(meth)acrylates of the outer PSA layer preferably have an average molar mass M w of not more than 2,000,000 g/mol.
  • the monomers of the poly(meth)acrylates of the outer layer of pressure-sensitive adhesive and their quantitative composition are preferably selected in such a way that according to the so-called Fox equation (E1)
  • n represents the running number over the monomers used
  • w n the mass fraction of the respective monomer n (% by weight)
  • Tb,h the respective glass transition temperature of the homopolymer from the respective monomers n in Kelvin.
  • the two layers of pressure-sensitive adhesive preferably contain one or more poly(meth)acrylate(s), which can be traced back to the following monomer composition: a) acrylic esters and/or methacrylic esters of the formula (F1)
  • Examples of monomers a) are methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, n-butyl methacrylate, n-pentyl acrylate, n-hexyl acrylate, n-heptyl acrylate, n-octyl acrylate, n-octyl methacrylate, n-nonyl acrylate, lauryl acrylate, stearyl acrylate, Behenyl acrylate and its branched isomers such as isobutyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, isooctyl acrylate, isooctyl methacrylate.
  • R" particularly preferably represents a methyl, an n-butyl and a 2-ethylhexyl group, in particular an n-butyl and a 2-ethylhexyl group, or the monomers a) are selected from n-butyl acrylate and 2-ethylhexyl acrylate.
  • the monomers b) are preferably olefinically unsaturated monomers with functional groups which can react with epoxide groups.
  • the monomers b) particularly preferably each contain at least one functional group selected from the group consisting of hydroxy, carboxy, sulfonic acid and phosphonic acid groups, acid anhydride functions, epoxide groups and substituted or unsubstituted amino groups.
  • the monomers b) are selected from the group consisting of acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, crotonic acid, aconitic acid, dimethylacrylic acid, ß-acryloyloxypropionic acid, trichloroacrylic acid, vinylacetic acid, vinylphosphonic acid, maleic anhydride, 2-hydroxyethyl acrylate, 3-hydroxy propyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 3-hydroxypropyl methacrylate, 6-hydroxyhexyl methacrylate, allyl alcohol, glycidyl acrylate and glycidyl methacrylate. Very particular preference is given to the monomers b) acrylic acid and/or methacrylic acid, especially acrylic acid.
  • Possible monomers c) are in principle all vinylically functionalized compounds which are copolymerizable with the monomers a) and the monomers b). Properties of the pressure-sensitive adhesive of the invention can advantageously be regulated with the selection and amount of the monomers c).
  • the monomers c) are particularly preferably selected from the group consisting of methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, benzyl acrylate, benzyl methacrylate, sec-butyl acrylate, tert-butyl acrylate, phenyl acrylate, phenyl methacrylate, isobornyl acrylate, isobornyl methacrylate, tert-butylphenyl acrylate, tert-butylaphenyl methacrylate, dodecyl methacrylate, isodecyl acrylate, lauryl acrylate, n-undecyl acrylate, stearyl acrylate, tridecyl acrylate, behenyl acrylate, cyclohexyl methacrylate, cyclopentyl methacrylate, phenoxyethy
  • the monomer c) is methyl acrylate.
  • the monomers c) can advantageously also be selected in such a way that they contain functional groups which support radiation-chemical crosslinking (for example by electron beams or UV).
  • suitable copolymerizable photoinitiators are benzoin acrylate and acrylate-functionalized benzophenone derivatives.
  • monomers that promote electron beam crosslinking are tetrahydrofurfuryl acrylate, N-tert-butylacrylamide, and allyl acrylate.
  • the layers of PSA comprise a plurality of poly(meth)acrylates
  • preference is given to attributing all the poly(meth)acrylates of the layers of PSA to the monomer composition described above.
  • all the poly(meth)acrylates of the layers of PSA can be traced back to a monomer composition consisting of acrylic acid, n-butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate and methyl acrylate.
  • the poly(meth)acrylate or all poly(meth)acrylates of the pressure-sensitive adhesive layers are very particularly preferably due to the following monomer composition:
  • 2-ethylhexyl acrylate from 30 to 60% by weight, n-butyl acrylate from 25 to 50% by weight, the proportions of the monomers adding up to 100% by weight.
  • the pressure-sensitive adhesive layers contain at least one tackifying resin which is selected from the group consisting of pinene, indene and rosin resins and their disproportionated, hydrogenated, polymerized, esterified derivatives and salts; aliphatic and aromatic hydrocarbon resins, terpene resins, terpene phenolic resins, and mixtures of two or more of the tackifying resins listed above.
  • tackifying resin which is selected from the group consisting of pinene, indene and rosin resins and their disproportionated, hydrogenated, polymerized, esterified derivatives and salts; aliphatic and aromatic hydrocarbon resins, terpene resins, terpene phenolic resins, and mixtures of two or more of the tackifying resins listed above.
  • hydrocarbon resins all (soluble) resins compatible with the corresponding poly(meth)acrylate can be used, in particular all aliphatic, aromatic, alkylaromatic hydrocarbon resins, hydrocarbon resins based on pure monomers, hydrogenated hydrocarbon resins, functional hydrocarbon resins and natural resins, in particular on C 5 to Cg hydrocarbon resins.
  • the layers of pressure-sensitive adhesive particularly preferably contain at least one tackifying resin selected from terpene phenolic resins and C 5 to Cg hydrocarbon resins.
  • the pressure-sensitive adhesive layers contain a terpene-phenolic resin.
  • Substrates that are particularly suitable for bonding using the adhesive system according to the invention are metals, glass and/or plastics.
  • the substrates to be bonded can be the same or different.
  • the reactive adhesive system according to the invention is used for bonding metals, glass and plastics.
  • polycarbonates and anodized aluminum are bonded.
  • the surfaces of the substrates may be bonded to be pretreated by a physical, chemical and/or physico-chemical process.
  • a primer or an adhesion promoter composition is advantageous.
  • the metal substrates to be bonded can generally be made from all common metals and metal alloys. Metals such as aluminum, stainless steel, steel, magnesium, zinc, nickel, brass, copper, titanium, ferrous metals and alloys are preferably used. The parts to be bonded can also be made of different metals.
  • Suitable plastic substrates are, for example, acrylonitrile butadiene styrene copolymers (ABS), polycarbonates (PC), ABS/PC blends, PMMA, polyamides, glass fiber reinforced polyamides, polyvinyl chloride, polyvinylene fluoride, cellulose acetate, cycloolefin copolymers, liquid crystal polymers (LCP), Polylactide, polyetherketones, polyetherimide, polyethersulfone, polymethacrylmethylimide, polymethylpentene, polyphenylether, polyphenylene sulfide, polyphthalamide, polyurethanes, polyvinyl acetate, styrene, acrylonitrile copolymers, polyacrylates or polymethacrylates, polyoxymethylene, acrylic ester-styrene-acrylonitrile copolymers, polyethylene, polystyrene, polypropylene and/or Polyesters such as polybutylene terephthalate (P
  • the film laminate according to the invention is in particular in the form of a flat adhesive tape, specifically a double-sided flat adhesive tape.
  • adheresive tape flat adhesive tape
  • adheresive strips pressure-sensitive adhesive strips
  • the adhesive tape thus has a longitudinal extension (x-direction) and a width extension (y-direction).
  • the adhesive tape also has a thickness (z-direction) perpendicular to both dimensions, with the width dimension and longitudinal dimension being many times greater than the thickness.
  • the thickness is as uniform as possible, preferably exactly the same, over the entire surface area of the adhesive tape, which is determined by length and width.
  • the double-sided adhesive tape it is possible to use different layers of flat adhesive or a combination of layers of adhesive and backing.
  • the properties that can be influenced in this way include the thickness, stiffness, flexibility, temperature resistance, elasticity and flame resistance of the adhesive tape.
  • the same (flat) adhesives can also be used for the two (pressure-sensitive) adhesive layers.
  • the film laminate according to the invention There are a large number of possible applications for the film laminate according to the invention.
  • the dismantling of touch panels has already been mentioned. Given the importance of mobile phones, this is a particularly important area of application. On the one hand, a very strong and, above all, sealing adhesion of mobile phone displays is required. On the other hand, it is often necessary to remove the display.
  • the film laminate according to the invention is ideally suited for this purpose.
  • a further field of application for the present invention is security labels. In principle, it is not desirable for security labels to be removable. However, there are also applications where a certain level of security combined with removability under certain circumstances is desired. By using the present invention, which requires the use of a laser, simple removal is not possible, so that there is a certain protection against manipulation. With the appropriate technical effort, however, the label can then be removed again.
  • the present invention can also be used when processing material in roll form in so-called splicing.
  • the solution according to the invention offers advantages, in particular when the release layer is in direct contact with the two carrier layers or in contact with the preferably non-tacky laminating adhesive layers.
  • the molecular weight determinations of the number-average molecular weights Mn and the weight-average molecular weights Mw are carried out by means of gel permeation chromatography (GPC). THF (tetrahydrofuran) with 0.1% by volume of trifluoroacetic acid is used as the eluent. The measurement takes place at 23 °C. PSS-SDV, 10 m, 10 3 ⁇ , ID 8.0 mm x 50 mm is used as the guard column. The columns PSS-SDV, 10 m, 10 3 as well as 10 5 and 10 7 each with an ID of 8.0 mm x 300 mm are used for the separation. The sample concentration is 0.5 g/l, the flow rate is 0.5 ml per minute.
  • the calibration is carried out using the commercially available ReadyCal kit Poly(styrene) high from PSS Polymer Standard Service GmbH, Mainz. This is universally converted to polymethyl methacrylate (PMMA) using the Mark-Houwink parameters K and alpha, so that the data is given in PMMA mass equivalents.
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • An FAYb (fiber laser) laser emitting at 1.06 pm is used.
  • the laser is manufactured by SUNX/Panasonic Electric Works.
  • the laser is marketed under the designation LP-V10.
  • a black metallized film with a thickness of 12 gm and consisting of a transparent PET film is coated on the exposed surface with an acrylate-based adhesive at an application weight of 50 g/m 2 .
  • the metallic layer consists of aluminum oxide and has a thickness of 100 nm.
  • the transmission from the metallic layer is 20% compared to the laser light used for laser treatment.
  • a second PET film colored black with carbon black and having a thickness of 12 gm is coated on the underside with an acrylate-based adhesive with an application weight of 50 g/m 2 .
  • the film On the top side, the film has a polyurethane-based laminating adhesive layer with a thickness of 3 gm. This is glued to the metallic layer.
  • the double-sided adhesive tape is glued between two glass bodies so that they are connected to each other.
  • the glass bodies each have a thickness of 2 mm.
  • the optimum sublimation of the metallic layer between the two layers of adhesive is set using a test matrix of laser power, frequency and deflection speed.
  • the multi-layer composite is separated by the resulting material-free intermediate layer. As a result of the sublimation and the subsequent condensation of the gaseous metal vapor on the adhesive, this surface is no longer adhesive. The connection can then be separated.
  • the following parameters are set on the laser:
  • FIG. 2 shows the structure of the double-sided adhesive tape 2 and the use thereof.
  • the adhesive tape 2 is located between two substrates 11, 12, both of which consist of glass layers here.
  • the adhesive tape 2 has a 12 ⁇ m thick PET film 22 to which a black metallic layer 23 with a thickness of 100 nm is applied.
  • An adhesive layer 21 , 24 is applied to the top and bottom of the carrier made of PET film 22 and metallic layer 23 .
  • the laser beam 31 ablates the metallic layer 23, as a result of which the layer 12 of adhesive underneath is passivated, which leads to a loss of adhesive strength.
  • FIG. 3 shows the structure of a variant of the double-sided adhesive tape 2 and the use thereof.
  • the adhesive tape 2 is located between two substrates 11, 12, both of which consist of glass layers here.
  • the adhesive tape 2 has a 12 ⁇ m thick PET film 22 to which a metallic layer 23 with a thickness of 100 nm is applied.
  • the metallic layer 23 is connected to a black-colored PET film 25 with a thickness of 12 ⁇ m via a non-adhesive laminating adhesive layer 26 with a thickness of 3 ⁇ m.
  • An adhesive layer 21 , 24 is applied to the first PET film 22 and the second PET film 25 in each case, which ensures the connection to the substrates.
  • the laser beam 31 ablates the metallic layer 23, as a result of which the layer 12 of adhesive underneath is passivated, which leads to a loss of adhesive strength.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Folienlaminat, ausgebildet und eingerichtet, nach dauerhafter Verklebung getrennt zu werden, umfassend folgende Schichten: a) eine erste Klebemasseschicht, vorzugsweise eine Haftklebeschicht, b) ein erstes Trägermaterial, vorzugsweise in Form einer Folie, c) eine Abtrennschicht, d) optional ein zweites Trägermaterial, vorzugsweise in Form einer Folie, e) eine zweite Klebemasseschicht, vorzugsweise eine Haftklebeschicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtrennschicht - eine Dicke von 40 nm bis 500 nm aufweist, - schwarz ist, - eine Transmission von maximal 30 % hat, - aus einem durch Laserbestrahlung zumindest teilweise entfernbaren Metall besteht, wobei die zweite Klebemasseschicht laserstrahltransluzent ist und/oder die erste Klebemasseschicht und das erste Trägermaterial laserstrahltransluzent sind.

Description

Beschreibung
Lösbares Folienlaminat und Verfahren zum Lösen dauerhafter Verklebungen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Folienlaminat, ausgebildet und eingerichtet, nach dauerhafter Verklebung getrennt zu werden, umfassend eine erste Klebemasseschicht, ein erstes Trägermaterial, eine Abtrennschicht und eine zweite Klebemasseschicht. Des Weiteren umfasst die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Lösen einer mittels eines solchen Folienlaminats bewirkten dauerhaften Verklebung.
In Repairshops beziehungsweise im End-of-Life-Recycling von elektronischen Geräten gewinnt der Wunsch, elektronische Geräte oder auch Automobile reparieren beziehungsweise möglichst weitgehend demontieren und/oder recyceln zu können, aus ökologischen, aber auch aus auch ökonomischen Gründen an Bedeutung.
Es existieren dabei unterschiedliche Arten von elektronischen Geräten, die sich in ihrer Recyclingfähigkeit und auch im Recyclinggrad unterscheiden:
• Flaushaltsgroßgeräte (auch weiße Ware genannt): zum Beispiel Waschmaschinen, Kühl- und Gefrierschränke, Flerde;
• Flaushaltskleingeräte (ebenfalls zur weißen Ware zählend): zum Beispiel Staubsauger, Kaffeemaschinen, Mikrowellen;
• Informations- und Kommunikationstechnik-Geräte: zum Beispiel Computer, Monitore, Drucker, Flandys, Telefone;
• Unterhaltungselektronik-Geräte (auch braune Ware genannt): zum Beispiel Fernseher, Videorecorder, Digitalkameras;
Gerade Elektro- und Elektronikgeräte enthalten eine Vielzahl von Stoffen und Materialien. Werden Elektro- und Elektronik-Altgeräte nicht sachgerecht, das heißt zum Beispiel über den Flausmüll entsorgt, kann es aufgrund der zum Teil noch enthaltenen Schadstoffe zu Umweltrisiken kommen. Neben Schadstoffen wie Schwermetallen und FCKW enthalten Elektro- und Elektronik-Altgeräte aber auch eine Reihe von Wertstoffen, die es zurückzugewinnen und somit im Kreislauf zu führen gilt. Werden Elektro- und Elektronik- Altgeräte demgegenüber sachgerecht entsorgt, können so Primärrohstoffe (und damit deren aufwändige Gewinnung) ersetzt und ein wesentlicher Beitrag zur Schonung der natürlichen Ressourcen geleistet werden.
Um diese Ziele erreichen zu können, legt in Deutschland das Gesetz über das Inverkehrbringen, die Rücknahme und die umweltverträgliche Entsorgung von Elektro- und Elektronikgeräten (Elektro- und Elektronikgerätegesetz - ElektroG) in Umsetzung der Richtlinie 2012/19/EU über Elektro- und Elektronik-Altgeräte (so genannte WEEE) konkrete Pflichten für alle relevanten Akteure (Hersteller, Handel, Kommunen, Besitzer, Entsorger) fest. Durch Abfallvermeidung, zumutbare Prüfungen zu Möglichkeiten einer Vorbereitung zur Wiederverwendung ganzer Geräte oder einzelner Bauteile sowie Anforderungen an die weitergehende Verwertung von Abfällen soll ein wesentlicher Beitrag zur Schonung der natürlichen Ressourcen und zur Verringerung der Schadstoffemissionen erzielt werden.
Entsprechende recycling-freundliche Designs sind notwendig, die eine Demontage bei Bedarf (debonding on demand) ermöglichen. Zu den recycling-freundlichen Designs zählen auch wiederlösbare Klebeverbindungen.
Denn gerade in elektronischen Kleingeräten nimmt die Tendenz, Teile üblicherweise dauerhaft zu verkleben statt mechanisch lösbar zu verbinden, sehr stark zu.
Folienlaminate in Form doppelseitiger Klebebänder kommen zum Beispiel zum Einsatz, um zwei Bauteile miteinander zu verkleben. In der Regel sollen diese Bauteile dauerhaft durch ein solches Folienlaminat miteinander verklebt werden. Dies soll zu einer entsprechenden Langlebigkeit und Belastbarkeit der Verklebung bzw. des Produktes führen. Beispiele für auf diese Weise miteinander verbundene Bauteile sind Touch Panels, wie sie in Computerbildschirmen oder mobilen elektronischen Geräten zum Einsatz kommen. Im Falle einer Beschädigung eines der beiden Bauteile kann der verklebte Verbund zwecks Austausches einer Komponente gar nicht oder nur durch hohen (Kraft)Aufwand wieder getrennt werden. Auch besteht die Gefahr, dass an der nicht beschädigten Komponente bei der Trennung eine Schädigung auftritt. Die DE 102020209557 A1 offenbart ein Folienlaminat, ausgebildet und eingerichtet, nach dauerhafter Verklebung getrennt zu werden, umfassend folgende Schichten:
- eine erste Haftklebemasseschicht,
- eine Abtrennschicht,
- eine zweite Haftklebemasseschicht, wobei die Abtrennschicht eine Dicke von 40 nm bis 500 nm aufweist, dass die erste Haftklebemasseschicht laserstrahltransluzent ist und dass die Abtrennschicht aus einem durch Laserbestrahlung zumindest teilweise entfernbaren Metall besteht.
Hier wird mittels Laser ein Metall entfernt, was zur Auftrennung führt.
Transluzenz ist die partielle Lichtdurchlässigkeit eines Körpers. Das Wort wird abgeleitet vom lateinischen lux für Licht. Wachs, die menschliche Haut, Blätter und viele andere Stoffe sind transluzent, da sie teilweise Licht durchlassen, aber nicht transparent sind. In Abgrenzung zur Transparenz kann man Transluzenz als Lichtdurchlässigkeit beschreiben. Die reziproke Eigenschaft der Transluzenz ist die Opazität. Besitzt ein Stoff also eine hohe Transluzenz, so hat er eine geringe Opazität und umgekehrt.
Lichtdurchlässigkeit bedeutet im Sinne der Erfindung durchlässig bei der jeweiligen Wellenlänge des Lichtes. Das heißt, dass zum Beispiel ein schwarzer Körper (zum Beispiel ein schwarz eingefärbtes Polymer in dem für den Menschen sichtbaren Bereich des Lichtes blickdicht ist, aber in dem nicht sichtbaren Bereich wie NIR transluzent ist, das heißt in diesem Wellenlängenbereich durchgestrahlt werden kann.
Die EP 3390553 A1 betrifft ein Verfahren zum Verkleben zweier Oberflächen mittels eines reaktiven Klebstofffilm-Systems umfassend zumindest zwei Klebstoff-Filme (F1 und F2), wobei die Klebstoff-Filme jeweils zumindest eine Reaktivkomponente (R1 und R2) umfassen, wobei die Verklebung durch eine Reaktion bewirkt wird, die die Anwesenheit beider Reaktivkomponenten (R1 und R2) erfordert, wobei vor der Verklebung zwischen den zur Reaktion miteinander in Kontakt zu bringenden Klebstoff-Filme (F1 und F2) eine für die Reaktivkomponenten (R1 und R2) undurchlässige Trennschicht (T) vorgesehen ist. Die Trennschicht (T) wird zur Bewirkung der Verklebung zumindest teilflächig mittels eines Lasers entfernt, so dass die Klebstoff-Filme (F1 und F2) miteinander in unmittelbaren Kontakt kommen und die Reaktion unter Anwesenheit der beiden Reaktivkomponenten (R1 und R2) einsetzt. Bei der Trennschicht kann es sich um eine Metallschicht handeln. Dies kann eine Metallfolie sein, die bei der Herstellung des Klebebandes zwischen die Klebefilme eingebracht wird; beispielsweise durch einen Laminationsprozess.
Die EP 3 178 660 B1 offenbart ein personalisierbares Sicherheitselement aufweisend ein Trägersubstrat und eine optisch variable Schicht, wobei das Sicherheitselement folgende Schichtenfolge aufweist: a) ein Trägersubstrat bestehend aus einer flexiblen Kunststofffolie, die eine laserbeschreibbare schwarze metallische Beschichtung oder eine Beschichtung aus einem thermoaktivierbaren Farbstoff aufweist oder aus Papier, das eine Thermodirektbeschichtung aufweist b) gegebenenfalls eine Kaschierklebeschicht c) eine Schicht aus einem flüssigkristallinen Material oder einem Farbkippeffektlack Bezüglich der laserbeschreibbaren schwarzen Metallisierung wird auf EP 1 567 363 B1 verwiesen.
Die EP 1 567 363 B1 beschreibt eine mit einem Laserstrahl beschriftbare Folie, die mindestens eine für den Laserstrahl durchlässige, ein- oder mehrschichtige Oberfolie aufweist, unterhalb derer zumindest teilflächig ein durch den Laserstrahl veränderbares Medium angeordnet ist, welches in ein Matrixmaterial eingebundene, mikroskopische metallische Partikeln aufweist, die dem Medium Opazität verleihen und mittels Lasereinwirkung so zerstörbar sind, dass das Medium lokal transparent wird. Unter mikroskopisch sind Partikeln zu verstehen, deren Durchmesser in Richtung ihrer größten Ausdehnung über 100 pm nicht wesentlich hinausgeht. Die metallischen Partikeln verleihen dem durch den Laserstrahl veränderbaren Medium Opazität, können jedoch lokal durch die Lasereinwirkung zerstört werden.
Die Verwendung von Lasern zur Ablation ist weit verbreitet, zum Beispiel können in der Mikrobearbeitung einige Laserstrahlquellen für ablative Prozesse verwendet werden. Es können dünnste Schichten von Substraten entfernt werden, da die lokale Erwärmung zu einer partikelförmigen Debris oder einer Carbonisierung/Verdampfung führt. Um möglichst schonende Ablationsprozesse zu realisieren, werden vorwiegend Laser im Wellenlängenbereich von 800 bis 2000 nm eingesetzt. Für photochemische Reaktionen mit geringer Wärmeeinwirkung sind häufig Excimer-Laser im Einsatz. Excimer-Laser bedeutet, dass die Laserstrahlen im Wellenlängenbereich UV liegen. In der Figur 1 sind die Emissionswellenlängen der wichtigsten Laser übersichtlich dargestellt.
Metallbeschichtete Folien können hervorragend bei 1 ,064 pm entschichtet werden, da die typisch verwendeten Trägerfolien (zum Beispiel Polyester, Polypropylen) bei dieser Wellenlänge durchlässig sind. Die Transluzenz ermöglicht die Entfernung der Metallschicht ohne die Polymerfolie zu schädigen. Der Strahlgang kann somit auch durch die Folie gehen. Der Nd:YAG-Laser ist optimal für eine flächige Entfernung von metallischen Schichten verwendbar, da die Ablation der Schicht über eine Sublimation erfolgt.
In der folgenden Tabelle sind die typischen Eigenschaften eines Nd:YAG-Laser aufgelistet.
Tabelle 1 : Typische Eigenschaften eines Nd:YAG-Lasers
Des Weiteren haben sich UKP (Ultra-Kurz-Puls)-Laser als besonders geeignet erwiesen. Als Ultrakurzpulslaser werden Laserstrahlquellen bezeichnet, die gepulstes Laserlicht mit Pulsdauern im Bereich von Pikosekunden und Femtosekunden aussenden.
Ultrakurzpulslaser emittieren Lichtpulse, in denen die Lichtenergie auf extrem kurze Zeiten komprimiert ist, wodurch während des Pulses Lichtleistungen im Megawattbereich erreicht werden. Durch eine entsprechende räumliche Fokussierung lassen sich somit Intensitäten von vielen Gigawatt pro Quadratzentimeter erzielen. Bei derart hohen Intensitäten treten bei der Wechselwirkung von Licht und Materie nichtlineare Effekte auf. Einer dieser Effekte ist die sogenannte Mehr-Photonen-Absorption, die dazu führt, dass sich bei ausreichend hohen Intensitäten nahezu jedes Material abtragen lässt. Dies gilt insbesondere für Femtosekundenlaser. Dabei spielen weder deren Absorption, noch Härte oder Verdampfungstemperatur eine Rolle, und selbst anspruchsvolle Materialien wie Verbundwerkstoffe lassen sich problemlos bearbeiten.
Ein weiterer Vorteil von Ultrakurzpulslasern ist ihre hohe Präzision. Fokusdurchmesser im Mikrometerbereich und der geringe Energieeintrag pro Puls ermöglichen eine räumlich hochaufgelöste Laserablation. Dabei gilt: Je kürzer die Pulsdauer, desto weniger wird das umliegende Material durch den Laserstrahl geschädigt und desto genauer dosiert kann das Material abgetragen werden. Das Ergebnis sind saubere Schnittkanten ohne Gratbildung, so dass eine Nachbearbeitung nicht erforderlich ist. In der Metallbearbeitung reichen in der Regel bereits Nanosekundenpulse, für eine filigranere Bearbeitung benötigt man Pikosekundenpulse und für nichtmetallische Werkstoffe, wie Keramiken, Polymere und viele Verbundwerkstoffe, werden Femtosekundenpulse eingesetzt. Der geringere Materialabtrag bei kürzerer Pulsdauer führt allerdings dazu, dass die Bearbeitung insgesamt länger dauert. Ein Ziel der aktuellen Entwicklungsarbeit an Ultrakurzpulslasern ist daher eine Steigerung der Pulsrepetitionsraten (Anzahl der Laserpulse pro Sekunde). Dadurch steigt die durchschnittliche Leistung und somit der Durchsatz in der Fertigung. Im Labor wurden bereits Femtosekundenlaser mit einer durchschnittlichen Leistung von über 1 Kilowatt demonstriert. Sie haben Pulsrepetitionsraten von 20 Megahertz, Pulsenergien von 55 Mikrojoule und Pulsdauern von 600 Femtosekunden. Kommerziell erhältlich sind heute Femtosekundenlaser mit durchschnittlichen Leistungen von maximal wenigen hundert Watt, die in der Regel mit Ytterbium-dotierten Laserkristallen arbeiten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, ein Folienlaminat zur Verfügung zu stellen, das einerseits eine dauerhafte und sichere Verklebung zweier Bauteile miteinander ermöglicht, andererseits im Bedarfsfall jedoch eine saubere und sichere Trennung der Bauteile ermöglicht.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Laminat gelöst, wie es in Anspruch 1 beschrieben ist. Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung ein Folienlaminat, ausgebildet und eingerichtet, nach dauerhafter Verklebung getrennt zu werden, umfassend folgende
Schichten: a) eine erste Klebemasseschicht, vorzugsweise eine Haftklebeschicht, b) ein erstes Trägermaterial, vorzugsweise in Form einer Folie, c) eine Abtrennschicht, d) optional ein zweites Trägermaterial, vorzugsweise in Form einer Folie, e) eine zweite Klebemasseschicht, vorzugsweise eine Flaftklebeschicht
Erfindungsgemäß ist die Abtrennschicht durch folgende Eigenschaften gekennzeichnet:
- Die Abtrennschicht weist eine Dicke von 40 nm bis 500 nm auf.
- Die Abtrennschicht ist schwarz.
- Die Abtrennschicht hat eine Transmission von maximal 30 %.
- Die Abtrennschicht besteht aus einem durch Laserbestrahlung zumindest teilweise entfernbaren Metall.
Die zweite Klebemasseschicht ist laserstrahltransluzent, und/oder die erste Klebemasseschicht und das erste Trägermaterial sind laserstrahltransluzent.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren zum Lösen einer mittels eines erfindungsgemäßen Folienlaminats bewirkten dauerhaften Verklebung, indem die Abtrennschicht zumindest teilflächig mittels Laserbestrahlung entfernt wird und das Folienlaminat in ein erstes Teillaminat und ein zweites Teillaminat getrennt wird.
Vorteilhafte Ausführungsformen des Laminats nach Anspruch 1 sowie des Verfahrens nach Anspruch 7 sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.
Mit einem solchen Folienlaminat können zwei Substrate, zum Beispiel Glas/Glas, Glas/Metall, Glas/Kunststoff oder Kunststoff/Kunststoff permanent verklebt werden. Durch das gezielte Entfernen der dünnen Metallschicht kann die Verbundhaftung zwischen den beiden (Flaft)Klebemasseschichten soweit reduziert werden, dass eine sehr leichte T rennung der Schichten möglich ist, im Bestfalle ist die Verbundhaftung nahezu vollständig aufgehoben.. Damit kann eine sogenannte Reworkability erreicht werden, das heißt, eine eigentlich als nicht mehr veränderbare Verbindung erfolgte Verklebung kann doch wieder aufgehoben werden. Das Entfernen der Metallschicht erfolgt dabei durch Ablatieren oder Sublimieren der Metallschicht. Das Folienlaminat umfasst zwischen der ersten Klebemasseschicht und der Abtrennschicht des Weiteren eine erste T rägerschicht, die laserstrahltransluzent sein kann. Mit einer solchen Trägerschicht kann eine besonders gute Haftung des Metalls sichergestellt werden, da man das Material der Trägerschicht an die Erfordernisse des Metalls anpassen kann, ohne auf die Eigenschaften der Klebemasseschicht Rücksicht nehmen zu müssen. Das Material der Trägerschicht kann so ausgewählt werden, dass die Haftung der Abtrennschicht aus Metall besonders gut ist.
Das Folienlaminat weist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform zwischen der zweiten Klebemasseschicht und der Abtrennschicht ein zweites Trägermaterial auf, das ebenfalls gegebenenfalls laserstrahltransluzent ist.
Das erste T rägermaterial ist zumindest dann zusammen mit der ersten Klebemasseschicht laserstrahltransluzent, wenn die zweite Klebemasseschicht und/oder das optional vorgesehene zweite Trägermaterial nicht laserstrahltransluzent sind.
Genauso gilt umgekehrt, dass die zweite Klebemasseschicht und das optional vorgesehene zweite Trägermaterial laserstrahltransluzent sind, wenn das erste Trägermaterial und/oder die erste Klebemasseschicht nicht laserstrahltransluzent sind.
Des Weiteren ist es besonders bevorzugt, wenn das erste Trägermaterial und/oder das zweite Trägermaterial über einen Laminierkleber mit der Abtrennschicht verbunden sind. Bevorzugt befindet sich nur zwischen dem zweiten Trägermaterial und der Abtrennschicht ein Laminierkleber verbunden sind.
Als Laminierkleber werden die üblichen bekannten Kaschierkleber verwendet. Auf diese Weise ist es möglich, eine Trägerschicht mit dem Metall zu beschichten und die andere Trägerschicht mittels des Laminierklebers, der auch als Laminier- oder Kaschierklebeschicht bezeichnet werden kann, zu verbinden.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Lösen einer mittels eines erfindungsgemäßen Folienlaminats bewirkten dauerhaften Verklebung, bei dem die Abtrennschicht zumindest teilflächig mittels Laserbestrahlung entfernt wird und das Folienlaminat in ein erstes Teillaminat und ein zweites Teillaminat getrennt wird. Vorzugsweise werden dabei auf mindestens eines der Teillaminate Kräfte aufgebracht, die den Abstand der beiden Teillaminate voneinander vergrößern. So ist eine besonders gute und sichere Trennung des Folienlaminats in zwei Teillaminate möglich.
Ein typischer Aufbau eines erfindungsgemäßen Folienlaminats sieht damit folgendermaßen aus: a) erste Flaftklebemasseschicht b) erste Trägerschicht c) Laminierklebeschicht d) Abtrennschicht e) Laminierklebeschicht f) zweite Trägerschicht g) zweite Flaftklebemasseschicht, wobei nur die Schichten a), b), d) und g) zwingend sind, die anderen Schichten hingegen optional, wenn auch bevorzugt sind.
Wichtig ist, dass entweder die erste Flaftklebemasseschicht wie auch die erste Trägerschicht transluzent für die verwendete Laserstrahlung sind oder die zweite Flaftklebemasseschicht, damit der Laser zur Abtrennschicht Vordringen kann. Gleiches gilt für das zu verklebende Substrat, zumindest auf der Seite, von der die Laserstrahlung eingebracht wird. Auch dieses Substrat muss durchlässig für die Laserstrahlung sein. Die Abtrennschicht selbst absorbiert die Laserstrahlung.
Als Laminier- oder Kaschierklebstoff kommen grundsätzlich alle im Stand der Technik bekannten lösemittelhaltigen, lösemittelfreien und wässrigen Kaschierkleber mit unterschiedlicher Polymerbasis, zum Beispiel Polyurethan, Polyester, Polyethylen oder Ethylenvinylacetat, in Frage. Bevorzugt ist der Kaschierklebstoff ein Polyurethan-basierter Kaschierklebstoff. „Polyurethan-basiert“ bedeutet hier, dass ein Polyurethan oder die Gesamtheit mehrerer Polyurethane den Hauptbestandteil der Polymerzusammensetzung dieses Kaschierklebstoffs bilden, also den größten Anteil an der Polymerzusammensetzung haben.
Lösemittelfreie Polyurethan-Kaschierklebstoffe können als Ein- oder Zwei- Komponentensysteme vorliegen. Weitere Unterschiede können sich aus der Struktur des Polyurethans und der Art der Vernetzung ergeben. Häufig werden folgende Polymere bevorzugt:
1-K System: Prepolymere mit geringem Molekulargewicht, NCO-terminiert, feuchtigkeitsvernetzend;
2-K System: Prepolymere mit NCO Endgruppen + Polyole.
Häufig werden aromatische Isocyanate verwendet, diese sind aber problematisch im Lebensmittelkontakt, da es dabei zur Bildung von primären aromatischen Aminen kommen kann. Gelegentlich kommen daher - insbesondere auch, wenn UV-Stabilität verlangt ist - aliphatische Isocyanate zum Einsatz. Grundsätzlich lassen sich mit aromatischen Isocyanaten bessere Haftung und schnellere Aushärtung erzielen.
Polyether-Polyurethane haben meistens eine höhere Temperaturstabilität als Polyester- Polyurethane. Oft besteht aber die Polyolkomponente aus einem Gemisch aus Polyester und Polyether-Polyolen. Häufig werden auch tri- und höher funktionalisierte Polyole eingesetzt, um zusätzliche Vernetzungseffekte zu generieren, was sich wiederum häufig in höherer Temperaturstabilität auswirkt.
Der Kaschierklebstoff ist bevorzugt ein Polyether-Polyurethan-basierter Kaschierklebstoff, der auf einem lösemittelfreien 2-K System beruht. Ebenso hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, die miteinander zu verklebenden Flächen vor dem Verkleben einer Corona- Vorbehandlung zu unterziehen.
Die Laminierkleberschicht(en) werden vorteilhaft in Dicken von 1 bis 10 pm eingesetzt, weiter vorzugsweise in Dicken von 3 bis 5 pm.
Die Trägerschicht oder die Trägerschichten des Folienlaminats bestehen vorzugsweise aus Polyethylenterephthalat, Polyethylen oder Polypropylen, wobei biaxial orientierte Polypropylen- (BOPP) oder biaxial orientierte Polyethylenterephthalatfolien (PET) besonders bevorzugt ist. Auf PET und PP Folien haften Metalle besonders gut. Auch lassen sich PET und PP Folien sehr gut im Vakuum bedampfen, was das Aufbringen des Metalls vereinfacht.
Die Trägerschichten können eingefärbt sein, wobei sicherzustellen ist, dass durch die für die Einfärbung verwendeten Substanzen die Laserstrahldurchlässigkeit gewahrt bleibt. Zum Einfärben eignen sich daher insbesondere organische Farbstoffe.
Die Dicke des jeweiligen Trägermaterials beträgt bevorzugt jeweils 2 bis 100 pm, stärker bevorzugt 10 bis 80 pm, insbesondere 12 bis 50 pm. Insbesondere in der Display-Verklebung ist ein metallisch-glänzendes Aussehen von Klebebändern unerwünscht. Klebebänder zur Fixierung/Mounting von Displays sind daher üblicherweise tiefschwarz und haben eine sehr hohe Opazität. Diese dienen auch als Designelement in den Displays. Daher ist die Verwendung einer schwarzen Metallisierung, Gegenstand dieser Erfindung.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine der gegebenenfalls vorhandenen zwei Trägerschichten schwarz eingefärbt, beispielsweise durch ein Schwarzpigment wie Ruß, insbesondere Pigmentruß. Durch die Verwendung einer schwarzen Folie kann die Blickdichtigkeit (Opazität) noch zusätzlich erhöht werden.
Zur Färbung werden den Trägermaterialien Schwarzpigmente zugesetzt.
Geeignete Schwarzpigmente sind zum Beispiel Ruß, organische Azofarbstoffe und/oder Chromkomplexe. Beispiele für Schwarzpigmente auf Chromkomplexbasis sind [1-[(2- hydroxy-4-nitrophenyl)azo]-2-naphthalenolato(2-)][1-[(2-hydroxy-5- nitrophenyl)azo]-2-naphthalenolato(2-)]chromat(1 -), bis[1 -[(2-hydroxy-4-nitrophenyl)azo]- 2-naphthalenolato (2-)]chromat(1-) und bis[1 -[(2-hydroxy-5-nitrophenyl)azo]-2- naphthalenolato(2-)] chromat(1 -).
Schwarzpigmente werden bevorzugt in Mengen eingesetzt, dass der Anteil an Schwarzpigmenten nicht mehr als 8 Vol-% ausmacht.
Besonders werden Schwarzpigmente im Bereich von 1 ,3 bis 1 ,8 Vol-% zugesetzt.
Sofern als Schwarzpigmente Rußpartikel beigesetzt werden, werden diese bevorzugt in einer Menge von bis zu 12 Gew.-%, bezogen auf die gefärbte (also mit Farbpigmenten abgemischte) Klebemasse, eingesetzt. Damit eine hervorragende Einfärbung erzielt wird, ist es vorteilhaft, Ruß mindestens in einer Menge von 1 ,2 Gew.-% einzusetzen. Sehr bevorzugt wird im Falle der Verwendung von Ruß als Schwarzpigment dieser in einer Menge eingesetzt, dass das Trägermaterial Ruß in einem Gewichtsanteil von 2,1 bis 3,1 Gew.-% aufweist.
Geeignete Ruße sind:
• Pigmentruß
• Flammruß
• Furnaceruß • Furnaceruß
• Acetylen ruß
• Oxidierter Gasruß
• Thermalruß
Die Abtrennschicht ist als schwarze Metallschicht, auch als metallische Schicht bezeichnet, ausgestaltet. Im Rahmen der Erfindung werden unter dem Begriff Metall Metalle, aber Legierungen oder Metalloxide subsummiert.
Die Metallschicht kann eine Metallfolie sein, die bei der Herstellung des Laminats eingebracht wird; beispielsweise durch einen Laminationsprozess. Die Abtrennschicht kann hervorragend auch realisiert sein durch eine Bedampfung, Besputterung, elektrostatische Beschichtung oder sonstige Aufbringung des Materials in kleinteiliger, atomarer, ionischer oder molekularer Form, und zwar insbesondere von Metallen, Metalloxiden oder dergleichen. Dies kann beispielweise auf einer der Haftklebeschichten oder auf einem der Trägermaterialien geschehen.
Die erfindungsgemäß vorgesehene Abtrennschicht liegt sehr bevorzugt vollflächig und als geschlossene Schicht zwischen dem ersten Trägermaterial und der zweiten Klebeschicht oder zwischen dem ersten Trägermaterial und dem zweiten Trägermaterial. Gegebenenfalls kann die Abtrennschicht auch mit einer oder zwei Laminierkleberschichten in Kontakt stehen.
Die erfindungsgemäß vorgesehene Trennschicht wird vorteilhaft in Dicken von 40 nm bis zu 500 nm eingesetzt, weiter vorzugsweise in Dicken von 100 nm bis 250 nm.
Als Metallschicht eignet sich insbesondere eine Schicht aus AI, Cu, Ag, Au, Pt, Pd, Zn, Cr, Ti und dergleichen, wobei übliche Verunreinigungen in den Metallen nicht ausgeschlossen sind. Als Metall hat sich Aluminium als besonders geeignet herausgestellt. Auch eine Schicht aus einer Legierung liegt im erfindungsgemäßen Gedanken. Bei einer Legierung handelt es um einen makroskopisch homogenen metallischen Werkstoff aus mindestens zwei Elementen (Komponenten), von denen mindestens eins ein Metall ist und die gemeinsam das metalltypische Merkmal der Metallbindung aufweisen. In weiter vorteilhafter Weise können als Trennschichten erfindungsgemäß Schichten aus Kupfer oder Titan oder aus Metalloxid (MeOx-Schichten) verwendet werden. Vorteilhafte Metalloxidschichten bestehen beispielweise aus Siliziumdioxid (S1O2), Titandioxid (T1O2) oder Zink-Zinn-Oxid (ZnSnO), oder sie umfassen eines oder mehrerer dieser Metalloxide. Die Metalloxide umfassen weiter bevorzugt Boroxide, Aluminiumoxide, Molybdate, Vanadate und schließen deren Hydroxide und Oxidhydrate oder Mischungen derselben ein.
Vorteilhaft wird die Beschichtung insbesondere durch Metalle - wie beispielsweise Aluminium, Kupfer oder Titan - oder Metalloxide - wie beispielweise S1O2, T1O2 und/oder ZnSnO - vollflächig und als geschlossene Schicht abgeschieden. Die erzeugten Schichtstärken weisen eine Dicke von 40 nm bis 500 nm auf. Die Metall- beziehungsweise Metalloxid-Schicht wird optimal durch das Beschichten mittels Sputterverfahren hergestellt. Sputtern („Sputter-Beschichtung“), auch Kathodenzerstäubung unter Hochvakuum genannt, bedeutet das Abtragen beziehungsweise Abstäuben von Material von einem Feststoff durch energetisches lonenbombardement, um mit dem abgestäubten Material ein Substrat zu beschichten. Beim Magnetron-Sputterverfahren, das erfindungsgemäß eingesetzt werden kann, handelt es sich um ein so genanntes PVD-Verfahren (Physical Vapour Deposition - Physikalische Dampfphasenabscheidung). Der stabile Vakuumbeschichtungsprozess ermöglicht eine hohe Gleichmäßigkeit und Reinheit der Schicht. Bevorzugt wird so vorgegangen, dass die Beschichtungsquelle (Sputterquelle) ein Niederdruckplasma aus einem Edelgas (typischerweise Argon) erzeugt, was in einer Vakuumkammer im Druckbereich von 103 bis 102 mbar geschieht. Als Ausgangsmaterial für die Schicht dient das so genannte Target, das sich in der Sputterquelle befindet. Die Sputter-Verfahrenstechnik befindet sich technisch auf einem sehr hohen Niveau und eignet sich auch als Fertigungsprozess für eine Massenproduktion. Aber auch die galvanische Elektrolyse oder das CVD (Chemical-Vapour-Deposition)-Verfahren kann zur Erzeugung der Abtrennschicht verwendet werden.
Prinzipiell möglich ist es auch, mehrere Schichten aus unterschiedlichen Metallen aufzubringen.
Erfindungsgemäß weist die metallische Abtrennschicht eine Transmission von maximal 30 % auf, vorzugswiese von maximal 20 %, besonders bevorzugt von maximal 5 %. Das heißt, der Großteil der ankommenden Laserstrahlung wird in der Abtrennschicht absorbiert.
Zur Beschreibung des Grades der Schwarzfärbung im Sinne der Erfindung wird auf die EP 1 522 606 A1 verwiesen. Zur messtechnischen Erfassung des visuellen Eindruckes der schwarzen Abtrennschicht ist es vorteilhaft, Wertebereiche für die Parameter a*, b* und L* im L*a*b*-Farbenraum CIE 1976 (DIN EN ISO / CIE 11664-4) zu definieren.
Absolut schwarz wäre eine Schicht, wenn L *=0 ist, das heißt kein Licht reflektiert wird.
Vorzugsweise im Sinne der Erfindung werden folgende Werte für die metallische Abtrennschicht realisiert:
L*: < 12 a* : -2 bis 2,5 b* : -2,5 bis 5,5.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung besteht die metallische Abtrennschicht aus Aluminiumoxid und weist eine Transmission von maximal 20 % auf und/oder die oben genannten Parameter im L*a*b*-Farbenraum CIE 1976.
Die Entfernung der Abtrennschicht erfolgt durch einen Laser, insbesondere durch Ablation oder Sublimation. Dabei wird insbesondere derart vorgegangen, dass mit dem Laser von einer Seite durch das Folienlaminat hindurch gestrahlt wird. Dabei kann die Abtrennschicht vollflächig entfernt werden, oder es findet nur eine Entfernung in einem oder mehreren Bereichen oder in Abschnitten statt. Hierdurch kann gesteuert werden, wie groß die verblei bende Kontaktfläche sein soll. Auf diese Weise kann eine Sollbruchstelle erzeugt werden, an der bei geringer weiterer Beanspruchung eine T rennung erfolgt, während zunächst noch (das heißt nach der Laserbestrahlung) eine Verbindung aufrechterhalten bleibt. Ebenso ist bei vollständiger Entfernung der Abtrennschicht eine 100 %ige Trennung des Folienlaminats innerhalb von weniger als einer Sekunde möglich. Ursprünglich als dauerhaft verbundene Substrate können somit auf einfache Weise sehr schnell und sauber voneinander getrennt werden.
Als Laser können grundsätzlich übliche Standardlaser eingesetzt werden. Die verwendete Laserwellenlänge wird bevorzugt so gewählt, dass die Laserstrahlung mit höchster Trans mission durch die Haftklebe- und sonstigen eventuellen Schichten des Folienlaminats emittieren kann. In dem Wellenlängenbereich von 800 bis 2000 nm besteht zum Beispiel für übliche Acrylathaftklebemassen keine oder nur eine sehr geringe Absorptionsbereit schaft. In diesem Bereich sind auch die erfindungsgemäßen Klebesysteme transluzent. Vorzugsweise werden Festkörperlaser eingesetzt, deren Wellenlänge zur Durchstrahlung von üblichen Klebemassen und Releasematerialien hervorragend geeignet ist. Besonders bevorzugt werden Nd:YAG-Festkörperlaser eingesetzt. Ein Nd:YAG-Laser (kurz für Neodym-dotierter Yttrium-Aluminium-Granat-Laser) ist ein Festkörperlaser, der als aktives Medium einen Neodym-dotierten YAG-Kristall verwendet und meist infrarote Strahlung mit der Wellenlänge 1064 nm emittiert. Weitere Übergänge existieren bei 946 nm, 1320 nm und 1444 nm. Die Wellenlänge des emittierten Lichts dieses Lasers liegt - wie vorstehend beschrieben - im Bereich von 1064 pm. Diese Wellenlänge wird von den eingesetzten Klebeschichten in der Regel nicht absorbiert, so dass diese Materialien für die betreffende Wellenlänge transluzent sind. Zudem können auch die Trägerschichten - beispielweise aus Polyethylenterephthalat (PET) - beschädigungsfrei mit dieser Wellenlänge durchstrahlt werden. Eine Konversion der Strahlung in andere Wellenlängen kann bei Bedarf durch Erzeugung der zweiten (532 nm) und dritten (355 nm) Harmonischen realisiert werden. Grundsätzlich sind aber alle Gaslaser, Farbstofflaser, Feststofflaser, Metalldampflaser und Excimerlaser mit den geeigneten Wellenlängen geeignet.
Die für eine Anwendung verwendeten Laserparametersätze und die dazugehörige Laserstrategie sind abhängig von den verwendeten Klebmassesystemen (absorbierende und nicht absorbierende Klebmassen).
Bevorzugt werden folgende Parameter verwendet:
• Leistung: 0,1 - 12 Watt
• Geschwindigkeit: 100 - 12.000 mm/sec
• Frequenz: 1 - 200 kHz
• Fokus: 25 - 250 pm
• Pulszeit : 30 - 300 ns
Unter einem Haftklebstoff beziehungsweise einer Haftklebmasse wird in dieser Schrift wie im allgemeinen Sprachgebrauch üblich ein Stoff verstanden, der - insbesondere bei Raum temperatur - dauerhaft klebrig sowie klebfähig ist. Charakteristisch für einen Haftklebstoff ist, dass er durch Druck auf ein Substrat aufgebracht werden kann und dort haften bleibt, wobei der aufzuwendende Druck und die Einwirkdauer dieses Drucks nicht näher definiert werden. In manchen Fällen, abhängig von der genauen Art des Haftklebstoffs, der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit sowie des Substrats, reicht die Einwirkung eines kurzfristigen, minimalen Drucks, der über eine leichte Berührung für einen kurzen Moment nicht hinausgeht, um den Haftungseffekt zu erzielen, in anderen Fällen kann auch eine längerfristige Einwirkdauer eines hohen Drucks notwendig sein.
Haftklebstoffe haben besondere, charakteristische viskoelastische Eigenschaften, die zu der dauerhaften Klebrigkeit und Klebfähigkeit führen.
Kennzeichnend für sie ist, dass, wenn sie mechanisch deformiert werden, es sowohl zu viskosen Fließprozessen als auch zum Aufbau elastischer Rückstellkräfte kommt. Beide Prozesse stehen hinsichtlich ihres jeweiligen Anteils in einem bestimmten Verhältnis zueinander, abhängig sowohl von der genauen Zusammensetzung, der Struktur und dem Vernetzungsgrad des zu betrachtenden Haftklebstoffes als auch von der Geschwindigkeit und Dauer der Deformation sowie von der Temperatur.
Der anteilige viskose Fluss ist zur Erzielung von Adhäsion notwendig. Nur die viskosen Anteile, hervorgerufen durch Makromoleküle mit relativ großer Beweglichkeit, ermöglichen eine gute Benetzung und ein gutes Anfließen auf das zu verklebende Substrat. Ein hoher Anteil an viskosem Fluss führt zu einer hohen Haftklebrigkeit (auch als Tack oder Oberflächenklebrigkeit bezeichnet) und damit oft auch zu einer hohen Klebkraft. Stark vernetzte Systeme, kristalline oder glasartig erstarrte Polymere sind mangels fließfähiger Anteile in der Regel nicht oder zumindest nur wenig haftklebrig.
Die anteiligen elastischen Rückstellkräfte sind zur Erzielung von Kohäsion notwendig. Sie werden zum Beispiel durch sehr langkettige und stark verknäuelte sowie durch physikalisch oder chemisch vernetzte Makromoleküle hervorgerufen und ermöglichen die Übertragung der auf eine Klebverbindung angreifenden Kräfte. Sie führen dazu, dass eine Klebverbindung einer auf sie einwirkenden Dauerbelastung, zum Beispiel in Form einer dauerhaften Scherbelastung, in ausreichendem Maße über einen längeren Zeitraum standhalten kann. Zur genaueren Beschreibung und Quantifizierung des Maßes an elastischem und viskosem Anteil sowie des Verhältnisses der Anteile zueinander können die mittels Dynamisch Mechanischer Analyse (DMA) ermittelbaren Größen Speichermodul (G') und Verlustmodul (G") herangezogen werden. G' ist ein Maß für den elastischen Anteil, G" ein Maß für den viskosen Anteil eines Stoffes. Beide Größen sind abhängig von der Deformationsfrequenz und der Temperatur. Die Größen können mit Hilfe eines Rheometers ermittelt werden. Das zu untersuchende Material wird dabei zum Beispiel in einer Platte-Platte-Anordnung einer sinusförmig oszillierenden Scherbeanspruchung ausgesetzt. Bei schubspannungsgesteuerten Geräten werden die Deformation als Funktion der Zeit und der zeitliche Versatz dieser Deformation gegenüber dem Einbringen der Schubspannung gemessen. Dieser zeitliche Versatz wird als Phasenwinkel d bezeichnet.
Der Speichermodul G' ist wie folgt definiert: G' = (t/g) -cos(ö) (T = Schubspannung, g = Deformation, d = Phasenwinkel = Phasenverschiebung zwischen Schubspannungs- und Deformationsvektor). Die Definition des Verlustmoduls G" lautet: G" = (t/g) -sin(ö) (T = Schubspannung, g = Deformation, d = Phasenwinkel = Phasenverschiebung zwischen Schubspannungs- und Deformationsvektor).
Ein Stoff gilt im Allgemeinen als haftklebrig und wird im Sinne dieser Schrift als haftklebrig definiert, wenn bei Raumtemperatur, hier definitionsgemäß bei 23 °C, im Deformations frequenzbereich von 10° bis 101 rad/sec, G' zumindest zum Teil im Bereich von 103 bis 107 Pa liegt und wenn G" ebenfalls zumindest zum Teil in diesem Bereich liegt. Zum Teil heißt, dass zumindest ein Abschnitt der G'-Kurve innerhalb des Fensters liegt, das durch den Deformationsfrequenzbereich von einschließlich 10° bis einschließlich 101 rad/sec (Abszisse) sowie den Bereich der G'-Werte von einschließlich 103 bis einschließlich 107 Pa (Ordinate) aufgespannt wird, und wenn zumindest ein Abschnitt der G"-Kurve entsprechend innerhalb dieses Fensters liegt.
Die beiden Haftklebmasseschichten enthalten bevorzugt mindestens ein Polymer ausge wählt aus der Gruppe bestehend aus Poly(meth)acrylaten, Naturkautschuk, Synthesekaut schuken, hier insbesondere Vinylaromatenblockcopolymere, Silikonen, Polyurethanen und Mischungen aus zwei oder mehreren der vorstehend aufgeführten Polymere. Besonders bevorzugt enthält die äußere Haftklebmasseschicht mindestens ein Poly(meth)acrylat. Weiterhin ist es bevorzugt, wenn mindestens eine der beiden Haftklebeschichten mindestens 40 Gew.-% eines oder mehrerer Poly(meth)acrylats/e enthält. Insbesondere enthält die äußere Haftklebmasseschicht keine weiteren Polymere außer einem oder mehreren Poly(meth)acrylaten. Unter "Poly(meth)acrylaten" werden - dem allgemeinen Verständnis entsprechend - Poly mere verstanden, die durch radikalische Polymerisation von Acryl- und/oder Methylacryl monomeren sowie gegebenenfalls weiteren copolymerisierbaren Monomeren zugänglich sind. Der Begriff "Poly(meth)acrylat" umfasst erfindungsgemäß sowohl Polymere auf Basis von Acrylsäure und deren Derivaten als auch solche auf Basis von Acrylsäure und Meth- acrylsäure und deren Derivaten als auch solche auf Basis von Methacrylsäure und deren Derivaten, wobei die Polymere immer Acrylsäureester, Methacrylsäureester oder Mischun gen aus Acryl- und Methacrylsäureestern enthalten. Die Poly(meth)acrylate der äußeren Haftklebmasseschicht weisen bevorzugt eine mittlere molare Masse Mw von maximal 2.000.000 g/mol auf.
Bevorzugt werden die Monomere der Poly(meth)acrylate der äußeren Haftklebmasseschicht und ihre mengenmäßige Zusammensetzung derart gewählt, dass sich nach der so genannten Fox-Gleichung (G1)
(vgl. T.G. Fox, Bull. Am. Phys. Soc. 1 (1956) 123) ein TG-Wert für das Polymer von< 25 °C ergibt. Ein solcher Wert ist besonders vorteilhaft für Haftklebemassen, die im Wesentlichen bei Raumtemperatur eingesetzt werden.
In der Gleichung G1 repräsentiert n die Laufzahl über die eingesetzten Monomere, wn den Massenanteil des jeweiligen Monomers n (Gew.-%) und Tb,h die jeweilige Glasübergangstemperatur des Homopolymers aus den jeweiligen Monomeren n in Kelvin.
Bevorzugt enthalten die beiden Haftklebmasseschichten ein oder mehrere Poly(meth)- acrylat(e), die auf die folgende Monomerzusammensetzung zurückgeführt werden können: a) Acrylsäureester und/oder Methacrylsäureester der Formel (F1 )
CH2= C(R')(COOR") (F1), wobei R' = H oder CH3 und R" ein Alkylrest mit 1 bis 30 C-Atomen, stärker bevorzug mit 4 bis 14 C-Atomen und besonders bevorzugt mit 4 bis 9 C-Atomen ist; b) olefinisch ungesättigte Monomere mit funktionellen Gruppen, die eine Reaktivität mit Vernetzersubstanzen aufweisen; c) optional weitere olefinisch ungesättigte Monomere, die mit den Monomeren (a) und (b) copolymerisierbar sind.
Beispiele für Monomere a) sind Methylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylacrylat, n-Butyl- acrylat, n-Butylmethacrylat, n-Pentylacrylat, n-Hexylacrylat, n-Heptylacrylat, n-Octylacrylat, n-Octylmethacrylat, n-Nonylacrylat, Laurylacrylat, Stearylacrylat, Behenylacrylat und deren verzweigte Isomere, wie zum Beispiel Isobutylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, 2- Ethylhexylmethacrylat, Isooctylacrylat, Isooctylmethacrylat. Besonders bevorzugt steht R" für eine Methyl-, eine n-Butyl- und eine 2-Ethylhexylgruppe, insbesondere für eine n-Butyl- und eine 2-Ethylhexylgruppe beziehungsweise sind die Monomere a) ausgewählt aus n- Butylacrylat und 2-Ethylhexylacrylat.
Die Monomere b) sind bevorzugt olefinisch ungesättigte Monomere mit funktionellen Gruppen, die eine Reaktion mit Epoxidgruppen eingehen können. Besonders bevorzugt enthalten die Monomere b) jeweils mindestens eine funktionelle Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Hydroxy-, Carboxy-, Sulfonsäure- und Phosphonsäuregruppen, Säureanhydridfunktionen, Epoxidgruppen und substituierten oder unsubstituierten Amino gruppen. Insbesondere sind die Monomere b) ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Crotonsäure, Aconit säure, Dimethylacrylsäure, ß-Acryloyloxypropionsäure, Trichloracrylsäure, Vinylessig säure, Vinylphosphonsäure, Maleinsäureanhydrid, 2-Hydroxyethylacrylat, 3-Hydroxy- propylacrylat, 2-Hydroxyethylmethacrylat, 3-Hydroxypropylmethacrylat, 6-Hydroxyhexyl- methacrylat, Allylalkohol, Glycidylacrylat und Glycidylmethacrylat. Ganz besonders bevorzugt sind die Monomere b) Acrylsäure und/oder Methacrylsäure, insbesondere Acrylsäure.
Als Monomere c) kommen prinzipiell alle vinylisch funktionalisierten Verbindungen in Frage, die mit den Monomeren a) und den Monomeren b) copolymerisierbar sind. Mit Auswahl und Menge der Monomere c) lassen sich vorteilhaft Eigenschaften der erfindungsgemäßen Haftklebemasse regulieren. Die Monomere c) sind besonders bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Methylacrylat, Ethylacrylat, n-Propylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Benzyl- acrylat, Benzylmethacrylat, sec.-Butylacrylat, tert-Butylacrylat, Phenylacrylat, Phenylmeth- acrylat, Isobornylacrylat, Isobornylmethacrylat, tert-Butylphenylacrylat, tert-Butylaphenyl- methacrylat, Dodecylmethacrylat, Isodecylacrylat, Laurylacrylat, n-Undecylacrylat, Stearyl- acrylat, Tridecylacrylat, Behenylacrylat, Cyclohexylmethacrylat, Cyclopentylmethacrylat, Phenoxyethylacrlylat, 2-Butoxyethylmethacrylat, 2-Butoxyethylacrylat, 3,3,5-Trimethyl- cyclohexylacrylat, 3,5-Dimethyladamantylacrylat, 4-Cumyl-phenylmethacrylat, Cyanoethylacrylat, Cyanoethylmethacrylat, 4-Biphenylacrylat, 4-Biphenylmethacrylat, 2- Naphthylacrylat, 2-Naphthylmethacrylat, Tetrahydrofurfurylacrylat, Diethyl- aminoethylacrylat, Diethylaminoethylmethacrylat, Dimethylaminoethylacrylat, Dimethyl- aminoethylmethacrylat, 3-Methoxyacrylsäuremethylester, 3-Methoxybutylacrylat, Phen oxyethylacrlylat, Phenoxy-ethylmethacrylat, 2-Phenoxyethylmethacrylat, Butyldiglykol- methacrylat, Ethylenglycolacrylat, Ethylenglycolmonomethylacrylat, Methoxy-Polyethylen- glykolmethacrylat 350, Methoxy-Polyethylenglykolmethacrylat 500, Propylenglycolmono- methacrylat, Butoxydiethylenglykolmethacrylat, Ethoxytriethylenglykolmethacrylat, Octa- fluoropentyl-acrylat, Octafluoropentylmethacrylat, 2,2,2-T rifluoroethylmethacrylat,
1.1 .1 .3.3.3-Hexa-fluoroisopropylacrylat, 1 ,1 ,1 ,3,3,3-Hexafluoroisopropylmethacrylat,
2.2.3.3.3-Pentafluoro-propylmethacrylat, 2,2,3,4,4,4-Hexafluorobutylmethacrylat,
2,2,3,3,4,4,4-Heptafluoro-butylacrylat, 2,2,3,3,4,4,4-Heptafluorobutylmethacrylat,
2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-Pentadecafluorooctylmethacrylat, Dimethylaminopropyl- acrylamid, Dimethylaminopropylmethacrylamid, N-(1 -Methylundecyl)acrylamid, N-(n- Butoxymethyl)acrylamid, N-(Butoxymethyl) methacrylamid, N-(Ethoxymethyl)acrylamid, N- (n-Octadecyl)acrylamid, N,N-Dialkyl-substituierten Amiden, insbesondere N,N-Dimethyl- acrylamid, N,N-Dimethylmethacrylamid, N-Benzylacrylamid, N-Isopropylacrylamid, N-tert- Butylacrylamid, N-tert-Octylacrylamid, N-Methylolacrylamid, N-Methylolmethacrylamid; weiter Acrylnitril, Methacrylnitril; Vinylethern wie Vinylmethylether, Ethylvinylether, Vinylisobutylether; Vinylestern wie Vinylacetat; Vinylchlorid, Vinylhalogeniden, Vinyliden- halogeniden, Vinylpyridin, 4-Vinylpyridin, N-Vinylphthalimid, N-Vinyllactam, N-Vinylpyrroli- don, Styrol, a- und p-Methylstyrol, a-Butylstyrol, 4-n-Butylstyrol, 4-n-Decylstyrol, 3,4- Dimethoxystyrol, 2-Polystyrolethylmethacrylat (Molekulargewicht Mw von 4000 bis 13000 g/mol) und Poly(Methylmethacrylat)ethylmethacrylat (Mw von 2000 bis 8000 g/mol). Insbesondere ist das Monomer c) Methylacrylat. Die Monomere c) können vorteilhaft auch derart gewählt werden, dass sie funktionelle Gruppen enthalten, die eine strahlenchemische Vernetzung (beispielsweise durch Elektronenstrahlen oder UV) unterstützen. Geeignete copolymerisierbare Photoinitiatoren sind zum Beispiel Benzoinacrylat und acrylatfunktionalisierte Benzophenonderivate. Monomere, die eine Vernetzung durch Elektronenbestrahlung unterstützen, sind zum Beispiel Tetrahydrofurfurylacrylat, N-tert-Butylacrylamid und Allylacrylat.
Besonders bevorzugt sind, sofern die Haftklebmasseschichten mehrere Poly(meth)acry- late enthalten, alle Poly(meth)acrylate der Haftklebmasseschichten auf die vorstehend beschriebene Monomerzusammensetzung zurückzuführen. Insbesondere sind alle Poly(meth)acrylate der Haftklebmasseschichten auf eine Monomerzusammensetzung bestehend aus Acrylsäure, n-Butylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat und Methylacrylat zurück zuführen.
Ganz besonders bevorzugt ist das Poly(meth)acrylat beziehungsweise sind alle Poly(meth)acrylate der Haftklebmasseschichten auf die folgende Monomer zusammensetzung zurückzuführen:
Acrylsäure 1 bis 10 Gew.-%
Methylacrylat 1 bis 15 Gew.-%
2-Ethylhexylacrylat 30 bis 60 Gew.-%, n-Butylacrylat 25 bis 50 Gew.-%, wobei sich die Anteile der Monomeren zu 100 Gew.-% addieren.
In einer Ausführungsform der Erfindung enthalten die Haftklebmasseschichten mindestens ein klebrig machendes Harz, welches ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Pinen-, Inden- und Kolophoniumharzen sowie deren disproportionierten, hydrierten, polymerisier ten, veresterten Derivaten und Salzen; aliphatischen und aromatischen Kohlenwasser stoffharzen, Terpenharzen, Terpenphenolharzen sowie Gemischen aus zwei oder mehre ren der vorstehend aufgeführten klebrig machenden Harze ist. Von den Kohlenwasser stoffharzen lassen sich alle mit dem entsprechenden Poly(meth)acrylat kompatiblen (lösli chen) Harze einsetzen, insbesondere sei verwiesen auf alle aliphatischen, aromatischen, alkylaromatischen Kohlenwasserstoffharze, Kohlenwasserstoffharze auf Basis reiner Monomere, hydrierte Kohlenwasserstoffharze, funktionelle Kohlenwasserstoffharze sowie Naturharze, insbesondere auf C5- bis Cg-Kohlenwasserstoffharze. Besonders bevorzugt enthalten die Haftklebmasseschichten mindestens ein klebrig machendes Harz ausgewählt aus Terpenphenolharzen und C5- bis Cg-Kohlenwasserstoffharzen. Insbesondere enthalten die Haftklebmasseschichten ein Terpenphenolharz.
Substrate, die zur Verklebung über das erfindungsgemäße Klebesystem besonders geeignet sind, sind Metalle, Glas und/oder Kunststoffe. Die zu verklebenden Substrate können gleich oder verschieden sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das erfindungsgemäße, reaktive Klebstoffsystem zur Verklebung von Metallen, Glas und Kunststoffen eingesetzt. In einer besonders bevorzugten, erfindungsgemäßen Ausführungsform werden Polycarbonate und eloxiertes Aluminium verklebt.
Gegebenenfalls kann es notwendig sein, dass die Oberflächen der zu verklebenden Substrate durch ein physikalisches, chemisches und/oder physikalisch-chemisches Verfahren vorbehandelt werden. Hier ist beispielsweise das Aufbringen eines Primers oder einer Haftvermittlerzusammensetzung vorteilhaft.
Die zu verklebenden Metallsubstrate können generell aus allen geläufigen Metallen und Metalllegierungen gefertigt werden. Bevorzugt kommen Metalle, wie zum Beispiel Aluminium, Edelstahl, Stahl, Magnesium, Zink, Nickel, Messing, Kupfer, Titan, eisenhaltige Metalle und Legierungen zum Einsatz. Die zu verklebenden Teile können außerdem aus unterschiedlichen Metallen aufgebaut sein.
Geeignete Kunststoffsubstrate sind beispielsweise Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymere (ABS), Polycarbonate (PC), ABS/PC-Blends, PMMA, Polyamide, glasfaserverstärkte Poly amide, Polyvinylchlorid, Polyvinylenfluorid, Cellulose Acetat, Cycloolefin-Copolymere, Flüssigkristallpolymere (LCP), Polylactid, Polyetherketone, Polyetherimid, Polyethersulfon, Polymethacrylmethylimid, Polymethylpenten, Polyphenylether, Polyphenylensulfid, Poly- phthalamid, Polyurethane, Polyvinylacetat, Styrol Acrylnitril Copolymere, Polyacrylate bzw. Polymethacrylate, Polyoxymethylen, Acrylester-Styrol-Acrylnitril Copolymere, Polyethylen, Polystyrol, Polypropylen und/oder Polyester wie zum Beispiel Polybutylenterephthalate(PBT) und/oder Polyethylenterephthalat (PET). Substrate können lackiert, bedruckt, bedampft oder besputtert sein. Die zu verklebenden Substrate können jede beliebige Form annehmen, die für die Verwendung des resultieren den Verbundkörpers erforderlich ist. In der einfachsten Form sind die Substrate eben.
Das erfindungsgemäße Folienlaminat liegt insbesondere in Form eines Flaftklebebandes, und zwar eines doppelseitigen Flaftklebebandes, vor.
Der allgemeine Ausdruck „Klebeband“ (Flaftklebeband), synonym auch „Klebestreifen“ ( Haftklebestreifen) , umfasst im Sinne dieser Erfindung alle flächigen Gebilde wie in zwei Dimensionen ausgedehnte Folien oder Folienabschnitte, Bänder mit ausgedehnter Länge und begrenzter Breite, Bandabschnitte und dergleichen, letztlich auch Stanzlinge oder Etiketten.
Das Klebeband weist somit eine Längsausdehnung (x-Richtung) und eine Breitenausdehnung (y-Richtung) auf. Das Klebeband weist auch eine senkrecht zu beiden Ausdehnungen verlaufende Dicke (z-Richtung) auf, wobei die Breitenausdehnung und Längsausdehnung um ein Vielfaches größer sind als die Dicke. Die Dicke ist über die gesamte durch Länge und Breite bestimmte Flächenausdehnung des Klebebandes möglichst gleich, vorzugsweise exakt gleich.
Zwecks Einstellens der Eigenschaften des doppelseitigen Klebebandes ist die Verwendung verschiedener Flaftklebemasseschichten oder eine Kombination aus Klebemassen- und Trägerschichten möglich. Zu den Eigenschaften, die auf diese Weise beeinflusst werden können, zählen Dicke, Steifigkeit, Biegsamkeit, Temperaturbeständigkeit, Elastizität und Flammfestigkeit des Klebebandes. Es können für die beiden (Haft) Klebemasseschichten jedoch auch die gleichen (Flaft)Klebemassen verwendet werden.
Für das erfindungsgemäße Folienlaminat gibt es eine große Vielzahl von Anwendungs möglichkeiten. Das Demontieren von Touchpanels wurde bereits genannt. Angesichts der großen Bedeutung von Mobiltelefonen ist dies ein besonders wichtiger Anwendungs bereich. Auf der einen Seite ist eine sehr starke und vor allem auch dichtende Verklebung der Displays von Mobiltelefonen gewünscht. Auf der anderen Seite ist es häufig eben doch erforderlich, das Display zu entfernen. Das erfindungsgemäße Folienlaminat ist für diesen Einsatzzweck bestens geeignet. Ein weiteres Einsatzgebiet für die vorliegende Erfindung sind Sicherheitslabel. Grundsätzlich ist es nicht gewünscht, dass Sicherheitslabel entfernbar sind. Allerdings gibt es auch Anwendungen, bei denen ein gewisser Sicherheitsgrad in Verbindung mit einer Entfernbarkeit unter bestimmten Umständen gewünscht ist. Durch die Verwendung der vorliegenden Erfindung, die den Einsatz eines Lasers erfordert, ist eine einfache Entfernung nicht möglich, so dass ein gewisser Manipulationsschutz besteht. Mit entsprechendem technischem Aufwand kann das Label dann aber doch wieder gelöst werden.
Auch bei der Verarbeitung von Material in Rollenform im sogenannten Splicing kann die vorliegende Erfindung zum Einsatz kommen.
Schließlich ist die sogenannte „Reworkability“ ein Thema, das zunehmend an Bedeutung gewinnt. Beispielsweise in der Automobilindustrie steigen die Anforderungen an eine sortenreine Entsorgung der Produkte am Ende ihres Lebenszyklus'. Daher ist es wichtig, dass Komponenten, die aus unterschiedlichen Materialien bestehen, vor ihrer Entsorgung wieder in die einzelnen Komponenten getrennt werden müssen, auch wenn diese Komponenten vorher „untrennbar“ miteinander verbunden waren. Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine sehr feste und dauerhafte Verbindung von unterschiedlichen Komponenten und lässt dennoch deren Trennung auf Anforderung zu.
Die erfindungsgemäße Lösung bietet Vorteile, insbesondere wenn die Abtrennschicht in direktem Kontakt mit den zwei Trägerschichten ist beziehungsweise in Kontakt mit den bevorzugt nichtklebrigen Laminierkleberschichten.
In diesem Fall liegt nach der Auftrennung keine offenliegen haftklebrige Schicht vor, so dass ein erneutes Verkleben der getrennten Schichten ausgeschlossen ist.
Messmethoden
Die Messungen werden - soweit nicht ausdrücklich anders erwähnt - bei einem Prüfklima von 23 ± 1 °C und 50 ± 5 % rel. Luftfeuchte durchgeführt. Molekulargewicht
Die Molekulargewichtsbestimmungen der zahlenmittleren Molekulargewichte Mn und der gewichtsmittleren Molekulargewichte Mw erfolgen mittels Gelpermeationschromatographie (GPC). Als Eluent wird THF (Tetrahydrofuran) mit 0,1 Vol.-% Trifluoressigsäure eingesetzt. Die Messung erfolgt bei 23 °C. Als Vorsäule wird PSS-SDV, 10 m, 103 Ä, ID 8,0 mm x 50 mm verwendet. Zur Auftrennung werden die Säulen PSS-SDV, 10 m, 103 sowie 105 und 107 mit jeweils ID 8,0 mm x 300 mm eingesetzt. Die Probenkonzentration beträgt 0,5 g/l, die Durchflussmenge 0,5 ml pro Minute. Die Kalibrierung wird mittels des kommerziell verfügbaren ReadyCal-Kits Poly(styrene) high der Firma PSS Polymer Standard Service GmbH, Mainz, durchgeführt. Diese wird anhand der Mark-Houwink-Parameter K und alpha universell in Polymethylmethacrylat (PMMA) umgerechnet, so dass die Angabe der Daten in PMMA-Massenäquivalenten erfolgt.
Im Folgenden wird die Erfindung durch ein Beispiel sowie zwei Figuren näher erläutert, ohne die Erfindung damit einschränken zu wollen.
Beispiel
Es wird ein FAYb (Faserlaser)-Laser verwendet, der bei 1 ,06 pm emittiert. Hersteller des Lasers ist SUNX/Panasonic Electric Works. Der Laser wird unter der Bezeichnung LP-V10 vermarktet.
Der Laser zeichnet sich durch folgende Parameter aus:
Zu Herstellung eines erfindungsgemäßen Klebebandes wird eine schwarzmetallisierte Folie mit einer Dicke von 12 gm, die aus einer transparenten PET-Folie besteht, auf der freien Oberfläche mit einer acrylatbasierenden Klebemasse mit einem Auftragsgewicht von 50 g/m2 beschichtet.
Die metallische Schicht besteht aus Aluminiumoxid und weist eine Dicke von 100 nm auf. Die Transmission von der metallischen Schicht beträgt gegenüber dem zur Belaserung verwendeten Laserlicht 20 %.
Eine zweite mit Ruß schwarzgefärbte Folie aus PET mit einer Dicke von 12 gm ist unterseitig mit einer acrylatbasierenden Klebemasse mit einem Auftragsgewicht von 50 g/m2 beschichtet. Oberseitig weist die Folie eine Laminierkleberschicht auf Polyurethanbasis mit einer Dicke von 3 gm auf. Diese ist auf der metallischen Schicht verklebt.
Das doppelseitige Klebeband wird zwischen zwei Glaskörper geklebt, so dass diese miteinander verbunden sind. Die Glaskörper weisen jeweils eine Dicke von 2 mm auf.
Über eine Testmatrix aus Laserleistung, Frequenz und Ablenkgeschwindigkeit wird die optimale Sublimation der metallischen Schicht zwischen den beiden Klebmasseschichten eingestellt.
Durch die entstehende materialfreie Zwischenschicht ist der Mehrschichtverbund getrennt. Durch die Sublimation und die folgende Kondensation des gasförmigen Metalldampfes auf der Klebmasse ist diese Oberfläche nicht mehr klebend. Damit kann der Verbund getrennt werden. Folgende Parameter werden am Laser eingestellt:
In der Figur 2 ist der Aufbau des doppelseitigen Klebebandes 2 sowie die Verwendung desselben gezeigt. Das Klebeband 2 befindet sich zwischen zwei Substraten 11 , 12, die hier beide aus Glasschichten bestehen.
Das Klebeband 2 weist eine 12 pm dicke PET-Folie 22 auf, auf die eine schwarze metallische Schicht 23 mit einer Dicke von 100 nm aufgebracht ist. Auf den Träger aus PET-Folie 22 und metallische Schicht 23 sind ober- und unterseitig jeweils eine Klebemassenschicht 21 , 24 aufgebracht.
Der Laserstrahl 31 ablatiert die metallische Schicht 23, wodurch die darunter befindliche Klebemasseschicht 12 passiviert wird, was zu einem Klebkraftverlust führt.
In der Figur 3 ist der Aufbau einer Variante des doppelseitigen Klebebandes 2 sowie die Verwendung desselben gezeigt. Das Klebeband 2 befindet sich zwischen zwei Substraten 11 , 12, die hier beide aus Glasschichten bestehen.
Das Klebeband 2 weist eine 12 pm dicke PET-Folie 22 auf, auf die eine metallische Schicht 23 mit einer Dicke von 100 nm aufgebracht ist. Die metallische Schicht 23 ist über eine nicht-haftklebrige Laminierkleberschicht 26 mit einer Dicke von 3 pm mit einer schwarzgefärbten PET-Folie 25 mit einer Dicke von 12 pm verbunden.
Auf der ersten PET-Folie 22 sowie der zweiten PET-Folie 25 ist jeweils eine Klebemassenschicht 21 , 24 aufgebracht, die die Verbindung zu den Substraten sicherstellt.
Der Laserstrahl 31 ablatiert die metallische Schicht 23, wodurch die darunter befindliche Klebemasseschicht 12 passiviert wird, was zu einem Klebkraftverlust führt.

Claims

Patentansprüche
1. Folienlaminat, ausgebildet und eingerichtet, nach dauerhafter Verklebung getrennt zu werden, umfassend folgende Schichten: a) eine erste Klebemasseschicht, vorzugsweise eine Haftklebeschicht, b) ein erstes Trägermaterial, vorzugsweise in Form einer Folie, c) eine Abtrennschicht, d) optional ein zweites Trägermaterial, vorzugsweise in Form einer Folie, e) eine zweite Klebemasseschicht, vorzugsweise eine Flaftklebeschicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtrennschicht
- eine Dicke von 40 nm bis 500 nm aufweist,
- schwarz ist,
- eine Transmission von maximal 30 % hat,
- aus einem durch Laserbestrahlung zumindest teilweise entfernbaren Metall besteht, wobei die zweite Klebemasseschicht laserstrahltransluzent ist und/oder die erste Klebemasseschicht und das erste Trägermaterial laserstrahltransluzent sind.
2. Folienlaminat nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Folienlaminat zwischen der zweiten Klebemasseschicht und der Abtrennschicht ein zweites Trägermaterial aufweist, das ebenfalls gegebenenfalls laserstrahltransluzent ist.
3. Folienlaminat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Trägermaterial und/oder das zweite Trägermaterial über einen Laminierkleber mit der Abtrennschicht verbunden sind.
4. Folienlaminat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht oder die Trägerschichten aus einer Folie aus Polyethylenterephthalat, Polyethylen oder Polypropylen bestehen, wobei Polyethylenterephthalat besonders bevorzugt ist.
5. Folienlaminat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der beiden Haftklebeschichten mindestens 40 Gew.-% eines oder mehrerer Poly(meth)acrylats/e enthält.
6. Folienlaminat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall ein Metall, eine Legierung oder ein Metalloxid umfasst, vorzugsweise Aluminiumoxid umfasst.
7. Verfahren zum Lösen einer mittels eines Folienlaminats nach einem der Ansprüche 1 bis 6 bewirkten dauerhaften Verklebung, dadurch gekennzeichnet, dass die
Abtrennschicht zumindest teilflächig mittels Laserbestrahlung entfernt wird und das Folienlaminat in ein erstes Teillaminat und ein zweites Teillaminat getrennt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf mindestens eines der Teillaminate Kräfte aufgebracht werden, die den Abstand der beiden Teillaminate voneinander vergrößern.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass für die
Laserbestrahlung ein Infrarotlaser verwendet wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtrennschicht vollflächig entfernt wird.
11 . Verwendung eines Folienlaminats nach einem der Ansprüche 1 bis 6 in der
Automobilindustrie.
12. Verwendung eines Folienlaminats nach einem der Ansprüche 1 bis 6 in der
Elektronikindustrie.
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