WO2008012166A1 - Verfahren zum stanzen von bei raumtemperatur nicht tackigen hitzeaktivierbaren klebmassen - Google Patents

Verfahren zum stanzen von bei raumtemperatur nicht tackigen hitzeaktivierbaren klebmassen Download PDF

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WO2008012166A1
WO2008012166A1 PCT/EP2007/056529 EP2007056529W WO2008012166A1 WO 2008012166 A1 WO2008012166 A1 WO 2008012166A1 EP 2007056529 W EP2007056529 W EP 2007056529W WO 2008012166 A1 WO2008012166 A1 WO 2008012166A1
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WO
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heat
release liner
adhesive
activatable
layer
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PCT/EP2007/056529
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Marc Husemann
Frank Hannemann
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Tesa Ag
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    • Y10T156/1085—One web only

Definitions

  • the invention relates to an invention, a process for the production of stamped products (stamped products) from heat-activatable adhesives and the use of novel release liners.
  • Heat-activatable adhesives very often replace pressure-sensitive adhesive tapes in processes in which these high temperatures must withstand or where very high bond strengths are required.
  • Heat-activatable adhesives have such properties, since you are at
  • Bonding for the adhesive layer training
  • thermoplastic and thermally reactive heat-activatable adhesives are used in general.
  • Thermoplastic heat-activated films are based on the concept that these are included
  • thermoplastic heat-activatable adhesives In the case of the thermally reactive heat-activatable adhesives, the same process takes place analogously to the thermoplastic heat-activatable adhesives.
  • a crosslinking reaction is initiated which leads to the thermally reactive heat-activatable adhesives curing and thus leads to an increased bond strength.
  • the object of the invention is therefore to provide a process for the production of stamped articles from heat-activatable adhesives, which avoids or at least minimizes the disadvantages of the prior art.
  • the presence of paper as a carrier material should be avoided in the actual punching process.
  • the solubility of the diecuts should be optimized by the carrier material for the particular application.
  • the problem is solved by a special manufacturing process of the diecuts using special release liners.
  • the invention therefore provides a process for processing a heat-activable adhesive which is coated on a release liner comprising a hot lamination process on a release liner followed by a stamping process.
  • the main claim accordingly relates to a process for the production of diecuts from heat-activatable adhesive films, characterized in that a) a heat-activatable adhesive is first coated onto a first support material, b) the heat-activatable adhesive layer is laminated in a subsequent process step to a temporary carrier material ("release liner") under the action of heat, wherein the release liner has at least one polyolefin-based surface, and the polyolefinic surface is non-sticky at room temperature and in turn is activatable under heat, that it has adhesive properties, c) and the heat-activatable adhesive layer is subjected to a stamping process on the release liner.
  • release liner temporary carrier material
  • a further claim also relates to the use of a layer of a heat-activatable film having at least one polyolefin-based surface which is non-sticky at room temperature and can be activated under heat in such a way that it has pressure-sensitive adhesive properties as a temporary release material ("release liner”) for heat-activatable adhesives.
  • release liner temporary release material
  • diecuts ready-made (in particular flat) adhesive film moldings are to be referred to, which have been produced in a stamping process.
  • the actual shape size and thickness of the diecuts is in principle not limited and can be adapted for the particular application.
  • release liners that is to say layers of materials on which the heat-activatable adhesive is temporarily deposited and from which the adhesive can then be removed again-more or less easily-without residue.
  • release liners are known in particular as covering materials of adhesive strips which are wound up into rolls; The Releaseliner prevent the permanent bonding of the individual tape strands with each other.
  • the heat-activatable film is additionally covered with a cover liner, for example a PET liner.
  • a cover liner for example a PET liner.
  • the heat lamination process softens the polyolefinic side of the release liner and forms a slight tack that then causes the heat-activatable adhesive to form Film adheres to this layer.
  • the heat-activatable adhesive can again be excellently laminated by the release liner to the desired substrate to be bonded.
  • a further aspect of the invention are further developments of the method according to the invention, in particular with regard to techniques that can be used excellently for the lamination process.
  • techniques that can be used excellently for the lamination process For example, Pressure rollers or pressure rollers with temperature-resistant rubber coatings, especially for the lamination process.
  • the heat-activatable adhesive used for the production of the adhesive diecuts in the process according to the invention is characterized in that it has no inherent tack at room temperature and thus differs from conventional pressure-sensitive adhesives. Another characteristic of the heat-activatable adhesive is that it builds up a stickiness only when heat is applied and thus acts as an adhesive. Adhesives of this kind differ substantially from heat-sensitive adhesives which are adhesive at room temperature and are known from the prior art.
  • the heat-activatable adhesive has the property that it is tacky under the action of temperature and optionally under pressure and builds up a high bond strength after bonding and cooling by solidification. Depending on the chemical nature of the heat-activatable adhesives, these have different static glass transition temperatures T GA or melting points T SA , which substantially determine the application temperature during bonding and during hot lamination.
  • the heat-activatable adhesives may have different polymer structures.
  • heat-activatable poly (meth) acrylate-based adhesives are used.
  • poly (meth) acrylate adhesives are used which consist of polymers of at least the following monomers a1) 70 to 100 wt .-% acrylic acid esters and / or methacrylic acid esters and / or their free acids having the following formula
  • acrylic monomers comprising acrylic and methacrylic acid esters having alkyl groups consisting of 1 to 14 carbon atoms are used.
  • Specific examples are methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, propyl acrylate, propymethacrylate, n-butyl acrylate, n-butyl methacrylate, n-pentyl acrylate, n-hexyl acrylate, n-hexyl methacrylate, n-heptyl acrylate, n Octyl acrylate, n-nonyl acrylate, lauryl acrylate, stearyl acrylate, stearyl methacrylate, behenyl acrylate, and their branched isomers, such as 2-ethylhexyl acrylate.
  • a2) acrylic monomers are used according to the following general formula
  • component a2) are hydroxyethyl acrylate, hydroxypropyl acrylate, hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl methacrylate, allyl alcohol, maleic anhydride, itaconic anhydride, itaconic acid, acrylamide and glyceridyl methacrylate, benzyl acrylate, benzyl methacrylate, phenyl acrylate,
  • aromatic vinyl compounds are used for component a2), wherein the aromatic nuclei preferably consist of C 4 - to C 18 -based building blocks and may also contain heteroatoms.
  • aromatic nuclei preferably consist of C 4 - to C 18 -based building blocks and may also contain heteroatoms.
  • Particularly preferred examples are styrene, 4-vinylpyridine, N-vinylphthalimide, methylstyrene, 3,4-dimethoxystyrene, 4-vinylbenzoic acid, although this list is not exhaustive.
  • the monomers are chosen so that the resulting polymers can be used as heat-activatable adhesives.
  • the glass transition temperature of the resulting polymer is above room temperature; advantageously above 30 ° C.
  • amorphous or partially crystalline systems are characterized by the transformation of the more or less hard amorphous or partially crystalline phase into a softer (rubbery to viscous) phase. At the glass point, it is especially in polymeric systems for "thawing” (or “thawing”). "Freezing" on cooling) of Brownian motion longer
  • Melting point in this document refer to the determination by means of calorimetric measurement (DDK; Dynamic differential calorimetry;
  • the monomers are very preferably selected in accordance with the above and the quantitative composition of the monomer mixture is advantageously chosen such that according to equation (G1) in analogy to the Fox equation (TG Fox, Bull. Am. Phys Soc., 1 (1956) 123) gives the desired T GA value for the polymer.
  • n the number of runs via the monomers used
  • w n the mass fraction of the respective monomer n (wt .-%)
  • T G n the respective glass transition temperature of the homopolymer of the respective monomers n in K.
  • those based on polyolefins are used for the purposes of the heat-activatable adhesive.
  • the heat-activatable polyolefin-based adhesives preferably have glass transition temperatures of +75.degree. C. to 180.degree.
  • the bond strength of these polymers can be increased by targeted additive.
  • polyimine or polyvinyl acetate copolymers can be used as adhesion-promoting additives.
  • the monomers used and their amounts are again preferably chosen so that when using the equation (G1) results in the desired temperature.
  • the glass transition temperature of the heat-activatable adhesive it is advantageous to further limit the glass transition temperature of the heat-activatable adhesive. If the temperature is too low, there is a risk that the adhesive tape will already begin to melt on delivery or during transport at elevated temperatures and the adhesive tape can no longer be unrolled.
  • the molecular weight and the comonomer composition of the monomers in the preparation of the adhesives can be varied.
  • polymers of medium or low molecular weight are used.
  • low molecular weight and high molecular weight polymers can be mixed together.
  • polyethenes, polypropenes, polybutenes, polyhexenes or copolymers of polyethene, polypropene, polybutene or polyhexene are used.
  • Polyethylene and polyethylene copolymers can be coated, for example, as aqueous dispersions.
  • the mixture used in turn depends on the desired glass transition temperature of the heat-activatable adhesive.
  • Various heat-activatable poly- ⁇ -olefins are commercially available from Degussa under the trade name Vestoplast TM.
  • Propene-rich grades are offered under the designations Vestoplast TM 703, 704, 708, 750, 751, 792, 828, 888 or 891. These have melting points T SA of 99 to 162 ° C.
  • butene-rich grades are also commercially available under the names Vestoplast TM 308, 408, 508, 520 and 608. These have melting points T SA of 84 to 157 ° C.
  • heat-activable PSAs are described in US Pat. Nos. 3,326,741, 3,639,500, 4,404,246, 4,452,955, 4,404,345, 4,545,843, 4,880,683 and 5,593,759. These also refer to further temperature-sensitive PSAs.
  • the heat-activatable adhesive consists of at least one elastomer and at least one reactive resin component.
  • Synthetic rubbers are used in particular as elastomers, such as polyvinyl butyral, polyvinylformal, nitrile rubbers, nitrile-butadiene rubbers, hydrogenated nitrile-butadiene rubbers, polyacrylate rubbers, chloroprene rubbers, ethylene-propylene-diene rubbers, methyl-vinyl silicone rubbers, fluorosilicone rubbers. Rubbers, tetrafluoroethylene-propylene copolymer rubbers, butyl rubbers, styrene-butadiene rubbers.
  • elastomers such as polyvinyl butyral, polyvinylformal, nitrile rubbers, nitrile-butadiene rubbers, hydrogenated nitrile-butadiene rubbers, polyacrylate rubbers, chloroprene rubbers, ethylene-propylene-diene rubbers, methyl-vinyl silicone rubbers, fluorosilicone rubbers.
  • Nitrile-butadiene rubbers are available, for example, on Europrene TM from Eni Chem, or under Krynac TM from Bayer, or as Breon TM and Nipol N TM from Zeon.
  • Polyvinyl butyrals are available as Butvar TM from Solucia, under Pioloform TM from Wacker and under Mowital TM from Kuraray.
  • Hydrogenated nitrile butadiene rubbers are available, for example, under Therban TM from Bayer and Zetpol TM from Zeon.
  • Polyacrylate rubbers are available, for example, under Nipol AR TM from Zeon.
  • Chloroprene rubbers are available, for example, from Baypren TM from Bayer.
  • Ethylene-propylene-diene rubbers are available, for example, under Keltan TM from DSM, under Vistalon TM from Exxon Mobile and under Buna EP TM from Bayer.
  • Methyl vinyl silicone rubbers are available, for example, under Silastic TM from Dow Corning and under Silopren TM from GE Silicones. Fluorosilicone rubbers are available, for example, under Silastic TM from GE Silicones.
  • Butyl rubbers are available, for example, under Esso Butyl TM from Exxon Mobile.
  • Styrene-butadiene rubbers are available, for example, under Buna S TM from Bayer, and Europrene TM from Eni Chem and under Polysar S TM from Bayer.
  • Polyvinylformals are available, for example, under Formvar TM from Ladd Research.
  • the synthetic rubbers preferably have a glass transition temperature between -80 ° C and 0 ° C.
  • mixtures with thermoplastics and elastomers can be used.
  • thermoplastic materials are preferably selected from the group of the following polymers: polyurethanes, polystyrene, acrylonitrile-butadiene-styrene terpolymers, polyesters, hard polyvinyl chlorides, flexible polyvinyl chlorides, polyoxymethylenes, polybutylene terephthalates, polycarbonates, fluorinated polymers, such as.
  • polytetrafluoroethylene polyamides, ethylene vinyl acetates, polyvinyl acetates, polyimides, polyethers, copolyamides, copolyesters, polyolefins, such as polyethylene, polypropylene, polybutene, polyisobutene, and poly (metha) crylate.
  • These thermoplastic materials in a preferred embodiment have a glass transition temperature between + 60 ° C and + 125 ° C.
  • tackifying resins and / or reactive resins are optionally possible to add tackifying resins and / or reactive resins.
  • the proportion of the resins is between 75 and 25 wt .-%, based on the total mixture of elastomer and resin.
  • Suitable tackifying resins to be added are the previously known adhesive resins described in the literature. Mention may be made representative of the pinene, indene and rosin resins, their disproportionated, hydrogenated, polymerized, esterified derivatives and salts, the aliphatic and aromatic hydrocarbon resins, terpene resins and terpene phenolic resins and C5, C9 and other hydrocarbon resins. Any combination of these and other resins can be used to adjust the properties of the resulting adhesive as desired.
  • all compatible with the elastomer (soluble) resins can be used, in particular reference is made to all aliphatic, aromatic, alkylaromatic hydrocarbon resins, hydrocarbon resins based on pure monomers, hydrogenated hydrocarbon resins, functional hydrocarbon resins and natural resins.
  • reactive resins are additionally or alternatively added to the elastomer.
  • Reactive resins are to be understood as meaning those resins which have functional groups which can undergo chemical reactions, in particular crosslinking reactions, under activation, in particular thermal activation.
  • a very preferred group from which the reactive resins can be selected includes epoxy resins. The molecular weight of the epoxy resins varies from 100 g / mol up to a maximum of 10,000 g / mol for polymeric epoxy resins.
  • the epoxy resins include, for example, epichlorohydrin, glycidyl esters, the reaction product of epichlorohydrin and p-amino phenol, and / or the reaction product of bisphenol A and epichlorohydrin.
  • Preferred commercial examples include Araldite TM 6010, CY-281 TM, ECN TM 1273, ECN TM 1280, MY 720, RD-2 from Ciba Geigy, DER TM 331, DER TM 732, DER TM 736, DEN TM 432, DEN TM 438, DEN TM 485 from Dow Chemical, Epon TM 812, 825, 826, 828, 830, 834, 836, 871, 872,1001, 1004, 1031 etc. from Shell Chemical and HPT TM 1071, HPT TM 1079 also from Shell Chemical.
  • Examples of commercial aliphatic epoxy resins are e.g. Vinylcyclohexane dioxides such as ERL-4206, ERL-4221, ERL 4201, ERL-4289 or ERL-0400 from Union Carbide Corp.
  • novolak resins e.g. Epi-Rez TM 5132 from Celanese, ESCN-001 from Sumitomo Chemical, CY-281 from Ciba Geigy, DEN TM 431, DEN TM 438, Quatrex 5010 from Dow Chemical, RE 305S from Nippon Kayaku, Epiclon TM N673 from DaiNipon Ink Chemistry or Epicote TM 152 from Shell Chemical.
  • reactive resins it is also possible to use terpene-phenolic resins, e.g. Use NIREZ TM 2019 from Arizona Chemical.
  • reactive resins may also be phenolic resins, e.g. YP 50 from Toto Kasei, PKHC from Union Carbide Corp. and BKR 2620 from Showa Union Gosei Corp. deploy.
  • phenolic resole resins can also be used as reactive resins in combination with other phenolic resins.
  • polyisocyanates such as e.g. Use Coronate TM L from Nippon Polyurethane Ind., Desmodur TM N3300 or Mondur TM 489 from Bayer.
  • crosslinkers and accelerators can also be optionally added to the mixture.
  • Imidazoles commercially available as 2M7, 2E4MN, 2PZ-CN, 2PZ-CNS, PO550, L07N from Shikoku Chem. Corp., for example, are suitable as accelerators. or Curezol 2MZ from Air Products. Further suitable crosslinkers are HMTA (hexamethylenetetramine) additives. Furthermore, amines, in particular tert. -Amine use for acceleration.
  • plasticizers can also be used in a favorable procedure.
  • plasticizers based on polyglycol ethers, polyethylene oxides, phosphate esters, aliphatic carboxylic acid esters and benzoic acid esters can be used.
  • aromatic carboxylic esters relatively high molecular weight diols, sulfonamides and adipic esters.
  • optional fillers e.g., fibers, carbon black, zinc oxide, titanium dioxide, chalk, solid or hollow glass spheres, microspheres of other materials, silicic acid, silicates
  • nucleating agents e.g., fibers, carbon black, zinc oxide, titanium dioxide, chalk, solid or hollow glass spheres, microspheres of other materials, silicic acid, silicates
  • blowing agents e.g., tackifying additives and thermoplastics
  • compounding agents and / or anti-aging agents e.g. be added in the form of primary and secondary antioxidants or in the form of sunscreens.
  • further additives are added to the elastomer, e.g. Polyvinylformal, polyacrylate rubbers, chloroprene rubbers, ethylene-propylene-diene rubbers, methyl-vinyl-silicone rubbers, fluorosilicone rubbers, tetrafluoroethylene-propylene copolymer rubbers, butyl rubbers, styrene-butadiene rubbers.
  • Polyvinyl butyrals are available as Butvar TM from Solucia, under Pioloform TM from Wacker and under Mowital TM from Kuraray.
  • Polyacrylate Rubbers are available from Nipol AR TM from Zeon.
  • Chloroprene rubbers are available under Baypren TM from Bayer.
  • Ethylene-propylene-diene rubbers are available under Keltan TM from DSM, under Vistalon TM from Exxon Mobile and under Buna EP TM from Bayer.
  • Methyl vinyl silicone rubbers are available from Silastic TM from Dow Corning and Silopren TM from GE Silicones. Fluorosilicone rubbers are available as Silastic TM from GE Silicones.
  • Butyl rubbers are available on Esso Butyl TM from Exxon Mobile. Styrene-butadiene rubbers are available under Buna S TM from Bayer, and Europrene TM from Eni Chem, and under Polysar S TM from Bayer. Polyvinylformals are available on Formvar TM from Ladd Research.
  • thermoplastic materials from the group of the following polymers: polyurethanes, polystyrene, acrylonitrile-butadiene-styrene terpolymers, polyesters, Hard polyvinyl chlorides, soft polyvinyl chlorides, polyoxymethylenes,
  • Polybutylene terephthalates polycarbonates, fluorinated polymers, such as. Polytetrafluoroethylene, polyamides, ethylene vinyl acetates, polyvinyl acetates, polyimides, polyethers, copolyamides, copolyesters, polyolefins, e.g. Polyethylene, polypropylene, polybutene, polyisobutene, and poly (metha) crylate.
  • fluorinated polymers such as. Polytetrafluoroethylene, polyamides, ethylene vinyl acetates, polyvinyl acetates, polyimides, polyethers, copolyamides, copolyesters, polyolefins, e.g. Polyethylene, polypropylene, polybutene, polyisobutene, and poly (metha) crylate.
  • the bond strength of the heat-activatable adhesive can be increased by further targeted addition.
  • Polyimine or polyvinyl acetate copolymers also use as adhesion-promoting additives.
  • the release liner used according to the invention has a polyolefin film on at least one side.
  • the release liner which is heat-laminated to in the process according to the invention, is one which, on thermal activation, ie also in the hot lamination process itself, forms a slight pressure-sensitive tack. If the composite of release liner and layer of the heat-activatable adhesive cools again, the adhesion of the two layers to one another remains. It has been found that, surprisingly, the heat-activatable adhesive can again be excellently laminated by the release liner to the desired substrate to be bonded, so that it can then be bonded as desired.
  • release liners themselves can be regarded as heat-activatable films which, on thermal activation, form a pressure-sensitive adhesive at least on their surface.
  • the pressure-sensitive tackiness of the release liners and thus the adhesion of the release liner and the heat-activatable adhesive layer can be controlled in particular by the choice of the temperature in the H mustumlaminierrata, so that the detachability of the heat-activatable adhesive for the particular application of the later present punched can be adjusted. It is thus advantageously possible to produce composites from a layer of a heat-activatable adhesive and a release liner by means of the method according to the invention, in which the release force of the two Layers can be predefined from one another and adapted to specific requirement profiles.
  • release liners are used whose glass transition temperature is at least 20 ° C., preferably at least 30 ° C. lower than the glass transition temperature of the heat-activatable pressure-sensitive adhesive.
  • the release liner consists of a coextruded film of a polyolefin and a hard film material such as polyester, PMMA (polymethyl methacrylate), polyimide, polyethylene naphthalate, polyurethane or polyamide.
  • the films are preferably produced by coextrusion.
  • PE polyethylene
  • PP polypropylene
  • polyolefins in particular poly- ⁇ -olefins are used which in particular have a glass transition temperature which is smaller by 20 ° C., more preferably by 30 ° C., than that of the heat-sensitive adhesive.
  • release liners can advantageously be used for such polyolefin-based heat-activatable pressure-sensitive adhesives.
  • the polyolefins of the - in particular coextruded - release liner preferably have glass transition temperatures of + 55 ° C to + 150 ° C.
  • the adhesive power of these polymers can be increased by targeted additive.
  • polyimine or polyvinyl acetate copolymers can be used as adhesion-promoting additives.
  • the monomers used for preparing the release liners and their amounts are again preferably selected such that the desired temperature results when equation (G1) is used.
  • the molecular weight and the comonomer composition are varied.
  • polymers having a medium or low molecular weight are preferably used.
  • low molecular weight and high molecular weight polymers can be mixed together.
  • polyethylenes, polypropylenes, polybutylenes, polyhexenes or copolymers of polyethylene, polypropylene, polybutylene or polyhexene are used.
  • the coextruded release liner may have a silkon layer as a repellent layer. This is applied to the hard side of the coextruded film, ie the polyolefin side opposite side of the film.
  • This form of release liner is preferable when e.g. no cover liner is used for the stamping process and the diecuts are rolled up directly on the coextruded release liner. The diecuts then do not stick to the back side (the siliconized side) of the next winding.
  • the coextruded release liner may have a microstructure on the polyolefin side. This can e.g. be impressed by means of a gravure roll in the heat on the polyolefin side.
  • the adhesion between the Releaseliner and the heat-activatable adhesive layer can be further adjusted, in particular in such a way that the contact surface between the two layers is reduced and the removability of the heat-activable PSAs - in particular in the form of diecuts - is facilitated by the Releaseliner.
  • release liners are e.g. commercially available from the company Loparex under the trade name FILM PLUS TM and can be used excellently according to the invention.
  • the release liner on the polyolefin side has a topography which is inverse to the heat-sensitive adhesive is transmitted.
  • the topography consists of coherent elevations, which can be both roundish or angular.
  • the elevations preferably occupy at least 2% of the total area and / or a maximum of 65% of the total area.
  • the proportion of surveys is at least 5%.
  • the remaining area should preferably be planar.
  • the planar surface but also have a micro-roughness, but should be below the height of the surveys.
  • the adhesion between the release liner and the heat-activatable adhesive layer can also be further adjusted by means of such a topography, here in particular in such a way that the contact area between the two layers is increased and the detachability of the heat-activable pressure-sensitive adhesives - in particular in the form of the diecuts - from the release liner is difficult, so you have to spend higher detachment.
  • the coextruded release liners preferably have a total layer thickness of 25-350 ⁇ m, more preferably 50-250 ⁇ m.
  • the polyolefin layer preferably has at least a layer thickness of 2 ⁇ m.
  • the polyolefin layer should in this case be kept as thin as possible, so that in the subsequent punching process the hard back of the release liner, e.g. PET, acting as a hard resistor for the punching knife.
  • a substrate After the preparation of the PSA is first coated on a substrate.
  • This may be a permanently remaining carrier material or in particular also a first temporary carrier material (a temporarily present substrate).
  • a first temporary carrier material for example a release paper, is used, which, however, results in the disadvantages described above for the stamping process.
  • the materials which are familiar and customary to the person skilled in the art are suitable, especially those based on non-woven fabrics, since these interfere with the stamping process a little; in particular, for example, films (polyester, PET, PE, PP, BOPP, PVC, HDPE, LDPE).
  • the inventive method is characterized by the fact that the heat-activatable adhesive layer is laminated with an exposed side prior to punching on a second temporary carrier material, the release liner described in more detail below, under the influence of temperature.
  • a carrier material is coated on both sides with the heat-activatable adhesive and then laminated one of the adhesive layers on the release liner.
  • the release liner should preferably have a temperature resistance, so that no damage occurs.
  • the required temperature resistance and thus the laminating temperature depends on the activation or glass transition temperature of the heat-activatable adhesive.
  • the activation temperature in the hot lamination process is selected such that it lies in a temperature range between the glass transition temperature of the release liner and the glass transition temperature of the heat-activatable adhesive. This can be achieved that the pressure-sensitive adhesive of the surface of the release liner is effected, while the heat-activatable adhesive layer remains during this process stage remains in non-sticky form.
  • the heat-activatable adhesive which in particular is coated on the first (temporary) support, e.g. a release paper is present, laminated together with the - in particular coextruded - release liner.
  • the polyolefin side of the release liner shows the heat-activatable adhesive layer.
  • the layer of adhesive on a permanent carrier can be laminated to the release liner.
  • a first lamination can be done on cold rolls (at room temperature - then the release liner is only on the heat-activated film). Thereafter, or when prelaminating is not performed, as "first" lamination, lamination is performed under activation conditions (hot lamination); in particular by heated rollers with the introduction of heat and pressure. The transfer with pressure is carried out, for example, by at least one laminating roller. Here rubberized rollers are preferably used.
  • the Schurollenlaminator is preferably operated with a pressure range between 1 and 20 bar.
  • the temperature range is preferably between 50 and 170 ° C; adjustable as a function of the activation temperature of the heat-activatable adhesive.
  • different heat roller laminators can be combined with each other.
  • the throughput speeds are between 0.5 and 50 m / min, more preferably between 2 and 10 m / min.
  • the heating rollers of the roller laminator can be heated from the inside or from an external heat source.
  • the lamination temperature is increased to provide sufficient heat to soften and tackify the polyolefin layer of the, especially coextruded, release liner.
  • a stamping process takes place.
  • punching processes can be used in an excellent manner, for example, rotary punching.
  • the stamping process can be a punching or a stamping process. Accordingly, the following variants can be advantageously carried out:
  • the stamping process completely cuts through the adhesive on the release liner, the stamping process does not completely sever the adhesive on the release liner, the stamping process completely cuts through the adhesive material-equipped backing material, the stamping process does not cut through the adhesive material or only partially.
  • the lamination of the heat-activatable adhesive to the - especially coextruded -releaseliner and the following punching process can advantageously be carried out in an in-line process, ie in a combined system and / or continuous sequence. Alternatively, however, the lamination process and the stamping process can be separated from each other.
  • a cover liner e.g. made of PET, is laminated to the open side of the heat-activatable adhesive to protect it during rolling of the composite or during its transport or storage.
  • Rotary punching process separation of the siliconized cover film and the adhesive bond. Ideally, the punching blades penetrate only minimally into the polyolefin layer of the release liner.
  • Rotary punching process separation of the adhesive bond. Ideally, the punching blades penetrate only minimally into the polyolefin layer of the release liner.
  • Examples of the speed at which the composite of heat-activatable adhesive and, in particular, coextruded release liner run through the installation are 0.1 m / min to 100 m / min. In practice today common speeds for punching processes are 10 to 30 m / min. For further punching processes, for example flatbed punches can also be used in an outstanding manner.
  • the punching process can also be a punching or a stamping process in this case.
  • Nipol N1094-80 nitrile rubber
  • phenol novolak resin Durez 33040 mixed with 8% HMTA (Rohm and Haas)
  • 10 wt .-% of the phenolic resole resin 9610 LW the Fa Bakelites were prepared as a 30% solution in methyl ethyl ketone in a kneader. The kneading time was 20 h.
  • the heat-activatable adhesive was then spread out of solution onto a graduated glassine liner (70 ⁇ m, Laufenberg company) and dried at 100 ° C. for 10 minutes. After drying, the layer thickness was 100 ⁇ m.
  • Examples 1 and 2 were each laminated to a coextruded PET / PE liner from Loparex.
  • the liner has a total thickness of 90 microns, the PE layer has a thickness of about 20 microns.
  • the liner has siliconization on the back (PET side). It is a lightly separating easy-release silicone system applied with about 0.5 g / m 2 silicone coating.
  • Examples 1 and 2 were each run with the coextruded release liner through a Schurollenlaminator, wherein the coextruded PET / PE liner with the PE side to heat-activated adhesive is directed.
  • the lamination temperature was 90 ° C with both rubber rolls of the roll laminator heated.
  • the pressure was 2 bar and the speed 1 m / min. Subsequently, the glassine liner was uncovered before winding and only the heat-activatable adhesive was wound up with the coextruded PET / PE liner.
  • the roll width of the adhesive materials used was 130 mm.
  • the punching tests with the heat-activatable adhesive were carried out so that on the coextruded
  • PET / PE liner was punched ("kiss cut" method).
  • a second siliconized auxiliary release material was partially laminated from above onto the open adhesive side of the test adhesive tape.
  • the auxiliary release material used was a single-sided siliconized, easily separating PET film with a layer thickness of 36 ⁇ m.
  • the deduction of the grid was made at an angle of about 80 °.
  • the punching speed was 18 m / min.
  • the diameter of the diecuts is 14 mm from tip to tip.
  • the diameter of the diecuts is 5 mm from tip to tip.
  • Circular stamped pieces The circle diameter of the diecuts is 8 mm.
  • the punching tests prove that all products can be punched and debittered with the various punching dies on the coextruded PET / PE release liner.
  • the circular punched products (target products 3) were laminated to a 1 mm thick aluminum sheet at 120 ° C. and with the aid of a heat roller laminator. After hot lamination, the diecut adhered to the aluminum sheet and the coextruded PET / PE liner was easily removed. Subsequently, the bond strength of Examples 1 and 2 was determined.
  • the bond strength was measured with 2 aluminum sheets with a layer thickness of 1 mm in each case in accordance with DIN EN 1465. The measured values were given in N / mm 2 . For the bonding, it was cured under 50 N / cm 2 for 8 minutes at 120 ° C. in a hot press.
  • Table 3 shows that with Examples 1 and 2 high bond strengths can be achieved.
  • the invention thus presents the principle that a release liner material, which is usually at least partially antiadhesive in its purpose, that is to avoid the adhesion of adhesives to it, at times to at least to an extent pressure-sensitive, which is a layer of heat-sensitive adhesive, the Time of dropping but not sticky itself, can be stored on it sticking. After depositing, the adhesion of the layers to each other persists until the heat-activatable pressure-sensitive adhesive film is removed again, in particular by transfer to a substrate to be bonded. Surprisingly, the removal process of the heat-activatable adhesive from the release liner succeeds flawlessly and without residues, and the required release forces can be definedly influenced by the parameters of the process according to the invention.
  • the process differs significantly from the usual procedure, heat-activatable adhesives deposit on carriers and to cause the adhesion from the stickiness of the adhesive.

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Abstract

Verfahren zur Herstellung von Stanzlingen aus hitzeaktivierbaren Klebefolien, dadurch gekennzeichnet, dass a) eine hitzeaktivierbare Klebmassen zunächst auf ein erstes Trägermaterial beschichtet wird, b) die hitzeaktivierbare Klebmassenschicht in einem nachfolgenden Verfahrensschritt auf ein temporäres Trägermaterial (,,Releaseliner') unter Wärmeeinwirkung laminiert wird, wobei der Releaseliner zumindest auf eine Oberfläche auf Polyolefinbasis aufweist, und die polyolefinische Oberfläche bei Raumtemperatur nichtklebrig ist und ihrerseits unter Wärmeeinwirkung derart aktivierbar ist, dass sie haftklebrige Eigenschaften aufweist, c) und die hitzeaktivierbare Klebmassenschicht auf dem Releaseliner einem Stanzprozess unterzogen wird.

Description

tesa Aktiengesellschaft Hamburg
Beschreibung
Verfahren zum Stanzen von bei Raumtemperatur nicht tackigen hitzeaktivierbaren
Klebmassen
Die Erfindung betrifft ein Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Stanzprodukten (Stanzlingen) aus hitzeaktivierbaren Klebmassen sowie die Verwendung neuartiger Releaseliner.
Hitzeaktivierbare Klebmassen ersetzen sehr häufig Haftklebebänder in Prozessen, bei denen diese hohen Temperaturen standhalten müssen oder wo sehr hohe Verklebungs- festigkeiten benötigt werden.
Hitzeaktivierbare Klebmassen verfügen über solche Eigenschaften, da Sie bei
Raumtemperatur keine Anfassklebrigkeit aufweisen und erst unter Temperaturerhöhung weich und klebrig werden. Hitzeaktivierbare Klebstofffolien benötigen für die
Klebvermittlung (für die Klebschichtausbildung) eine Wärmeanwendung und in der Regel
- wie bei allen druckempfindlichen Selbst- oder Haftklebmassen - eine gewisse
Druckanwendung. Generell unterscheidet man zwischen thermoplastischen und thermisch-reaktiven hitzeaktivierbaren Klebmassen.
Thermoplastische hitzeaktivierbaren Folien basieren auf dem Konzept, dass diese bei
Raumtemperatur hart sind und dann unter Wärme und Druck aufweichen, auf dem
Substrat auffließen und dann unter Auskühlung wieder fest werden. Danach besteht eine hohe Haftung auf dem zu verklebenden Substrat durch den Benetzungsprozess der
Klebmasse.
Bei den thermisch-reaktiven hitzeaktivierbaren Klebmassen läuft in Analogie zu den thermoplastischen hitzeaktivierbaren Klebmassen der gleiche Prozess. Hier wird nur zusätzlich bei der Temperaturaktivierung eine Vernetzungsreaktion initiiert, die dazu führt, dass die thermisch-reaktiven hitzeaktivierbaren Klebmassen aushärten und somit zu einer erhöhten Verklebungsfestigkeit führt.
Die oben beschriebenen Eigenschaften führen dazu, dass hitzeaktivierbare Klebmassen häufig zur Verklebungen von Metallen oder Metallen mit Kunststoffen eingesetzt werden. Dies betrifft auch die Elektronikindustrie mit der Konsequenz, dass zunehmend hitzeaktivierbaren Klebmassen als Stanzlinge (Produkte aus Stanzprozessen) eingesetzt werden.
Die Herstellung von solchen Stanzlingen in Stanzverfahren ist aber nicht ganz trivial, unter anderem, da hitzeaktivierbare Folien nicht wie Haftklebmassen einfach auf einen gewünschten Liner umlaminiert werden können, da die Haftklebrigkeit bei Raumtemperatur fehlt. Dieser Prozess funktioniert in der Regel auch mit stark abgestuften Releaselinern in Verbindung mit einem Heißlaminierprozess nicht. Dennoch besteht in der Elektronikindustrie der Bedarf, solche Stanzlinge herzustellen; insbesondere unter Ausschluss von störenden, unerwünschten Papierfasern oder für sensitive Anwendungen ohne Silikon. Da sehr viele hitzeaktivierbare Klebmassen üblicherweise mit Glassine-Releaselinern ausgestattet sind, ergibt sich das vorgenannte Problem besonders. Es besteht somit der Bedarf für ein generelles Stanzverfahren von hitzeaktvi erbaren Klebmassen, welches unter Ausschluss von Papier-Releaselinern funktioniert.
Aufgabe der Erfindung ist daher, ein Verfahren zur Herstellung von Stanzlingen aus hitzeaktivierbaren Klebmassen anzubieten, welches die Nachteile des Standes der Technik vermeidet oder zumindest minimiert. Insbesondere soll im eigentlichen Stanzprozess die Anwesenheit von Papier als Trägermaterial vermieden werden. Vorteilhaft soll die Lösbarkeit der Stanzlinge vom Trägermaterial für den jeweiligen Anwendungszweck optimierbar sein.
Gelöst wird die Aufgabe durch ein spezielles Herstellverfahren der Stanzlinge unter Verwendung spezieller Releaseliner.
Daher ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Verarbeitung einer hitzeaktivierbaren Klebmasse, die auf einen Releaseliner beschichtet ist, umfassend einen Heißumlaminierprozess auf einen diesen Releaseliner mit anschließendem Stanzprozess.
Der Hauptanspruch betrifft dementsprechend ein Verfahren zur Herstellung von Stanzlingen aus hitzeaktivierbaren Klebefolien, dadurch gekennzeichnet, dass a) eine hitzeaktivierbare Klebmassen zunächst auf ein erstes Trägermaterial beschichtet wird, b) die hitzeaktivierbare Klebmassenschicht in einem nachfolgenden Verfahrensschritt auf ein temporäres Trägermaterial („Releaseliner") unter Wärmeeinwirkung laminiert wird, wobei der Releaseliner zumindest auf eine Oberfläche auf Polyolefinbasis aufweist, und die polyolefinische Oberfläche bei Raumtemperatur nichtklebrig ist und ihrerseits unter Wärmeeinwirkung derart aktivierbar ist, dass sie haftklebrige Eigenschaften aufweist, c) und die hitzeaktivierbare Klebmassenschicht auf dem Releaseliner einem Stanzprozess unterzogen wird.
Die abhängigen Ansprüche betreffen Weiterentwicklungen dieses Verfahrens.
Ein weiterer Anspruch betrifft zudem die Verwendung einer Schicht einer hitzeaktivierbaren Folie mit mindestens einer Oberfläche auf Polyolefinbasis, die bei Raumtemperatur nichtklebrig ist und unter Wärmeeinwirkung derart aktivierbar ist, dass sie haftklebrige Eigenschaften aufweist, als temporäres Trägermaterial („Releaseliner") für hitzeaktivierbare Klebmassen.
Als Stanzlinge sollen konfektionierte (insbesondere flächige) Klebefolienformlinge bezeichnet werden, die in einem Stanzprozess hergestellt worden sind. Die eigentliche Form Größe und Dicke der Stanzlinge ist dabei prinzipiell nicht eingeschränkt und kann für den jeweiligen Anwendungszweck angepasst sein.
Als Releaseliner werden im Sinne dieser Schrift temporäre Trägermaterialien bezeichnet, also Materialien-Schichten, auf denen die hitzeaktivierbare Klebmasse zeitweise abgelegt wird und von denen die Klebmasse danach - mehr oder weniger leicht - wieder rückstandsfrei abgelöst werden kann. Solche Releaseliner sind insbesondere bekannt als Abdeckmaterialien von Klebestreifen, die zur Rolle aufgewickelt werden; dabei verhindern die Releaseliner das dauerhafte Verkleben der einzelnen Klebestreifenwicklungen untereinander.
Für das Stanzverfahren kann es weiterhin von Vorteil sein, wenn die hitzeaktivierbare Folie zusätzlich noch mit einem Abdeckliner, z.B. einem PET-Liner, abgedeckt wird. Durch den Heißlaminierprozess wird die polyolefinische Seite des Releaseliners erweicht und bildet eine leichte Haftklebrigkeit aus, die dann dazu führt, dass die hitzeaktivierbare Folie auf dieser Schicht haftet. Überraschender Weise lässt sich bei Wärmeapplikation die hitzeaktivierbare Klebmasse wieder hervorragend von dem Releaseliner auf das gewünschte zu verklebende Substrat laminieren.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung sind Weiterentwicklungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, insbesondere in Hinblick auf Techniken, die für den Laminierprozess hervorragend eingesetzt werden können. So eignen sich z.B. Anpresswalzen oder Druckwalzen mit temperaturfesten Gummierungen besonders für den Laminierprozess.
Hitzeaktivierbare Klebmassen:
Die für die Herstellung der Klebmassenstanzlinge in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte hitzeaktivierbare Klebmasse ist dadurch zu charakterisieren, dass sie bei Raumtemperatur keine Eigenklebrigkeit aufweist und sich somit von herkömmlichen Haftklebmassen unterscheidet. Ein weiteres Charakteristikum der hitzeaktivierbaren Klebmasse ist, dass diese erst unter Einbringung von Wärme eine Klebrigkeit aufbaut und somit dann als Klebmasse fungiert. Derartige Klebmassen unterscheiden sich wesentlich von bei Raumtemperatur haftklebrigen hitzeaktivierbaren Klebmassen, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind.
Die hitzeaktivierbare Klebmasse hat die Eigenschaft, dass sie unter Temperatureinwirkung und optional unter Druckeinwirkung haftklebrig wird und nach der Verklebung und Abkühlen durch Verfestigung eine hohe Klebkraft aufbaut. Je nach der chemischen Natur der hitzeaktivierbaren Klebmassen weisen diese unterschiedliche statische Glasübergangstemperaturen TG A oder Schmelzpunkte TS A auf, die die Anwendungstemperatur bei der Verklebung und bei der Heißumlaminierung wesentlich bestimmen.
Die hitzeaktivierbaren Klebmassen können unterschiedliche Polymerstrukturen aufweisen. In einer ersten bevorzugten Ausführungsform werden hitzeaktivierbare Klebmassen auf Poly(meth)acrylatbasis eingesetzt. Sehr bevorzugt werden Poly(meth)acrylat-Klebmassen eingesetzt, die aus Polymeren aus zumindest den folgenden Monomeren bestehen a1 ) 70 bis 100 Gew.-% Acrylsäureester und/oder Methacrylsäureester und/oder deren freien Säuren mit der folgenden Formel
CH2 = CH(R1)(COOR2), wobei R1 = H und/oder CH3 und R2 = H und/oder alipatische Kohlenwasserstoff ketten mit 1 bis 30 C-Atomen sind.
Weiterhin können zur Herstellung der Polymere optional als Monomere
a2) bis zu 30 Gew.-% olefinisch ungesättigte Monomere mit funktionellen Gruppen
zugesetzt werden, um die - insbesondere klebtechnischen und viskosen - Eigenschaften der Klebmassen variieren zu können.
In einer sehr bevorzugten Vorgehensweise werden im Sinne der Monomere a1 ) Acrylmomonere umfassend Acryl- und Methacrylsäureester mit Alkylgruppen bestehend aus 1 bis 14 C-Atomen eingesetzt. Spezifische Beispiele, ohne sich durch diese Aufzählung einschränken zu wollen, sind Methylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylacrylat, Ethylmethacrylat, Propylacrylat, Propymethacrylat, n-Butylacrylat, n-Butylmethacrylat, n- Pentylacrylat, n-Hexylacrylat, n-Hexylmethacrylat, n-Heptylacrylat, n-Octylacrylat, n- Nonylacrylat, Laurylacrylat, Stearylacrylat, Stearylmethacrylat, Behenylacrylat, und deren verzweigten Isomere, wie z.B. 2-Ethylhexylacrylat. Weitere einzusetzende Verbindungsklassen, die ebenfalls in geringen Mengen unter a1 ) hinzugesetzt werden können, sind Cyclohexylmethacrylate, Isobornylacrylat und Isobornylmethacrylate.
In einer vorteilhaften Variante werden für a2) Acrylmonomere entsprechend der folgenden allgemeinen Formel eingesetzt,
O
R1 R2 wobei R1 = H und/oder CH3 ist und der Rest -OR2 eine funktionelle Gruppe darstellt oder beinhaltet, welche eine nachfolgende UV-Vernetzung der Haftklebmasse unterstützt, welche z.B. in einer besonders bevorzugten Auslegung eine H-Donor Wirkung besitzt.
Besonders bevorzugte Beispiele für die Komponente a2) sind Hydroxyethylacrylat, Hydroxypropylacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Hydroxypropylmethacrylat, Allylalkohol, Maleinsäureanhydrid, Itaconsäureanhydrid, Itaconsäure, Acrylamid und Glyceridylmethacrylat, Benzylacrylat, Benzylmethacrylat, Phenylacrylat,
Phenylmethacrylat, t-Butylphenylacrylat, t-Butylaphenylmethacrylat, Phenoxyethylacrlylat, Phenoxyethylmethacrylat, 2-Butoxyethylmethacrylat, 2-Butoxyethylacrylat,
Dimethylaminoethylmethacrylat, Dimethylaminoethylacrylat,
Diethylaminoethylmethacrylat, Diethylaminoethylacrylat, Cyanoethylmethacrylat, Cyanoethylacrylat, Gycerylmethacrylat, 6-Hydroxyhexylmethacrylat, N-tert- Butylacrylamid, N-Methylolmethacrylamid, N-(Buthoxymethyl)methacrylamid, N- Methylolacrylamid, N-(Ethoxymethyl)acrylamid, N-Isopropylacrylamid, Vinylessigsäure, Tetrahydrofufurylacrlyat, ß-Acryloyloxypropionsäure, Trichloracrylsäure, Fumarsäure, Crotonsäure, Aconitsäure, Dimethylacrylsäure, wobei diese Aufzählung nicht abschließend zu verstehen ist.
In einer weiteren bevorzugten Auslegung werden für die Komponente a2) aromatische Vinylverbindungen eingesetzt, wobei die aromatischen Kerne bevorzugt aus C4- bis Ciβ-Bausteinen bestehen und auch Heteroatome enthalten können. Besonders bevorzugte Beispiele sind Styrol, 4-Vinylpyridin, N-Vinylphthalimid, Methylstyrol, 3,4- Dimethoxystyrol, 4-Vinylbenzoesäure, wobei diese Aufzählung nicht abschließend ist.
Zur Polymerisation werden die Monomere dermaßen gewählt, dass die resultierenden Polymere als hitzeaktivierbare Klebmassen eingesetzt werden können. Für diese Anwendungen liegt die Glasübergangstemperatur des resultierenden Polymers oberhalb der Raumtemperatur; vorteilhaft oberhalb 30 °C.
Für rein kristalline Systeme gibt es am Schmelzpunkt TS A ein thermisches Gleichgewicht zwischen Kristall und Flüssigkeit. Amorphe oder teilkristalline Systeme sind hingegen durch die Umwandlung der mehr oder weniger harten amorphen bzw. teilkristallinen Phase in eine weichere (gummiartige bis zähflüssige) Phase gekennzeichnet. Am Glaspunkt kommt es insbesondere bei polymeren Systemen zum „Auftauen" (bzw. „Einfrieren" beim Abkühlen) der Brownschen Molekularbewegung längerer
Kettensegmente.
Der Übergang vom Schmelzpunkt TS A (der eigentlich nur für reinkristalline Systeme definiert ist; „Polymerkristalle") zum Glasübergangspunkt TG A kann daher als fließend angesehen werden, je nach dem Anteil der Teilkristallinität der untersuchten Probe.
Im Rahmen dieser Schrift werden im Sinne der vorstehenden Ausführen bei der
Bezeichnung „Glasübergangstemperatur" und der Angabe der entsprechenden
Zahlenwerte sowohl die statistische Glasübergangstemperatur als auch der
Schmelzpunkt umfasst, je nach Natur des untersuchten Systems.
Die Angaben der Glasübergangstemperatur (statische Glasübergangstemperatur,
Schmelzpunkt) in dieser Schrift beziehen sich auf die Bestimmung mittels kalorimetrischer Messung (DDK; Dynamamische Differenz-Kalorimetrie; englisch auch
DSC; Dynamic Scanning Calometry; vgl. insbesondere DIN 53765: 1994-03).
Zur Erzielung einer Glasübergangstemperatur TG A der Polymere von TG A ≥ 30 °C werden entsprechend dem vorstehend gesagten die Monomere sehr bevorzugt derart ausgesucht und die mengenmäßige Zusammensetzung der Monomermischung vorteilhaft derart gewählt, dass sich nach der Gleichung (G1 ) in Analogie zur Fox- Gleichung (vgl. T.G. Fox, Bull. Am. Phys. Soc. 1 (1956) 123) der gewünschte TG A-Wert für das Polymer ergibt.
-L = V w" τG 4 τG n (G1 )
Hierin repräsentiert n die Laufzahl über die eingesetzten Monomere, wn den Massenanteil des jeweiligen Monomers n (Gew.-%) und TG n die jeweilige Glasübergangstemperatur des Homopolymers aus den jeweiligen Monomeren n in K.
Die unterschiedlichen Herstellverfahren (Polymerisationsverfahren) für derartige PolyacrylatKlebmassen werden weiter unten beschrieben.
In einer weiteren bevorzugten Vorgehensweise werden im Sinne der hitzeaktivierbaren Klebmasse solche auf Basis von Polyolefinen, insbesondere Poly-α-olefinen eingesetzt. Die hitzeaktivierbaren Klebmassen auf Polyolefinbasis weisen bevorzugt Glasübergangstemperaturen von +75 °C bis 180 °C auf. Die Klebkraft dieser Polymere kann durch gezielte Additivierung gesteigert werden. So lassen sich z.B. Polyimin- oder Polyvinylacetat-Copolymere als klebkraftfördernde Zusätze verwenden.
Zur Erzielung der gewünschten Glasübergangstemperatur werden die eingesetzten Monomere sowie deren Mengen auch hier bevorzugt wieder derart gewählt, dass bei Anwendung der Gleichung (G1 ) die gewünschte Temperatur resultiert.
Für eine praxisnahe Anwendung ist es vorteilhaft, die Glasübergangstemperatur der hitzeaktivierbaren Klebmasse weiter einzuschränken. Sollte die Temperatur zu niedrig liegen, so besteht die Gefahr, dass das Klebeband bei Auslieferung oder beim Transport bei erhöhten Temperaturen bereits zu verschmelzen beginnt und das Klebeband sich nicht mehr abrollen lässt.
Um einen optimalen Bereich zu finden, kann das Molekulargewicht sowie die Comonomerzusammensetzung der Monomere bei der Herstellung der Klebmassen variiert werden. Um eine niedrige Glasübergangstemperatur einzustellen, werden Polymere mit einem mittleren oder niedrigen Molekulargewicht eingesetzt. Auch können niedermolekulare und hochmolekulare Polymere miteinander gemischt werden. In besonders bevorzugten Vorgehensweisen werden Polyethene, Polypropene, Polybutene, Polyhexene oder Copolymerisate aus Polyethen, Polypropen, Polybuten oder Polyhexen eingesetzt.
Polyethylen und Polyethylen Copolymere können z.B. als wässrige Dispersionen beschichtet werden. Die eingesetzte Mischung ist wiederum abhängig von der gewünschten Glasübergangstemperatur der hitzeaktivierbaren Klebmasse. Von der Firma Degussa sind unter dem Handelsnamen Vestoplast™ unterschiedliche hitzeaktivierbare Poly-α-olefine kommerziell erhältlich. Es werden Propen-reiche Typen unter den Bezeichnungen Vestoplast™ 703, 704, 708, 750, 751 , 792, 828, 888 oder 891 angeboten. Diese besitzen Schmelzpunkte TS A von 99 bis 162 °C. Weiterhin sind auch Buten-reiche Typen unter den Bezeichnungen Vestoplast™ 308, 408, 508, 520 und 608 kommerziell erhältlich. Diese besitzen Schmelzpunkte TS A von 84 bis 157 °C.
Weitere Beispiele für hitzeaktivierbare Haftklebmassen werden in den Schriften US 3,326,741 , US 3,639,500, US 4,404,246, US 4,452,955, US 4,4043345, US 4,545,843, US 4,880,683 und US 5,593,759 beschrieben. In diesen wird ebenfalls auf weitere temperaturaktivierbaren Haftklebmassen hingewiesen. In einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung besteht die hitzeaktivierbare Klebmasse aus zumindest einer Elastomer- und zumindest einer Reaktivharzkomponete. Als Elastomere werden insbesondere Synthesekautschuke eingesetzt, wie z.B. Polyvinylbutyral, Polyvinylformal, Nitrilkautschuke, Nitrilbutadienkautschuke, Hydrierte Nitril-Butadien-Kautschuke, Polyacrylat-Kautschuke, Chloropren-Kautschuke, Ethylen- Propylen-Dien-Kautschuke, Methyl-Vinyl-Silikon-Kautschuke, Fluorsilikon-Kautschuke, Tetrafluorethylen-Propylen-Copolymer-Kautschuke, Butylkautschuke, Styrol-Butadien- Kautschuke.
Nitrilbutadienkautschuke sind beispielsweise unter Europrene™ von Eni Chem, oder unter Krynac™ von Bayer, oder unter Breon™ und Nipol N™ von Zeon erhältlich. Polyvinylbutyrale sind unter Butvar™ von Solucia, unter Pioloform™ von Wacker und unter Mowital™ von Kuraray erhältlich. Hydrierte Nitril-Butadien-Kautschuke sind beispielsweise unter Therban™ von Bayer und unter Zetpol™ von Zeon erhältlich. Polyacrylat-Kautschuke sind beispielsweise unter Nipol AR™ von Zeon erhältlich. Chloropren-Kautschuke sind beispielsweise unter Baypren™ von Bayer erhältlich. Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuke sind beispielsweise unter Keltan™ von DSM, unter Vistalon™ von Exxon Mobile und unter Buna EP™ von Bayer erhältlich. Methyl-Vinyl- Silikon-Kautschuke sind beispielsweise unter Silastic™ von Dow Corning und unter Silopren™ von GE Silicones erhältlich. Fluorsilikon-Kautschuke sind beispielsweise unter Silastic™ von GE Silicones erhältlich. Butyl-Kautschuke sind beispielsweise unter Esso Butyl™ von Exxon Mobile erhältlich. Styrol-Butadien-Kautschuke sind beispielsweise unter Buna S™ von Bayer, und Europrene™ von Eni Chem und unter Polysar S™ von Bayer erhältlich.
Polyvinylformale sind beispielsweise unter Formvar™ von Ladd Research erhältlich. Die Synthesekautschuke besitzen bevorzugt eine Glasübergangstemperatur zwischen - 80 °C und 0 °C. Weiterhin können auch Mischungen mit Thermoplasten und Elastomeren eingesetzt werden.
Die thermoplastischen Materialien werden bevorzugt aus der Gruppe der folgenden Polymere gewählt: Polyurethane, Polystyrol, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Terpolymere, Polyester, Hart-Polyvinylchloride, Weich-Polyvinylchloride, Polyoxymethylene, Polybutylen-terephthalate, Polycarbonate, fluorierte Polymer, wie z. B. Polytetrafluorethylen, Polyamide, Ethylenvinylacetate, Polyvinylacetate, Polyimide, Polyether, Copolyamide, Copolyester, Polyolefine, wie z.B. Polyethylen, Polypropylen, Polybuten, Polyisobuten, und Poly(metha)crylate. Die Aufzählung besitzt keinen Anspruch auf Vollständigkeit. Diese thermoplastischen Materialien besitzen in einer bevorzugten Auslegung eine Glasübergangstemperatur zwischen + 60 °C und + 125 °C.
Zur Optimierung der klebtechnischen Eigenschaften und des Aktivierungsbereiches lassen sich optional klebkraftsteigernde Harze und/oder Reaktivharze hinzusetzten. Der Anteil der Harze beträgt zwischen 75 und 25 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmischung aus Elastomer und Harz.
Als zuzusetzende klebrigmachende Harze sind die vorbekannten und in der Literatur beschriebenen Klebharze einsetzbar. Genannt seien stellvertretend die Pinen-, Inden- und Kolophoniumharze, deren disproportionierte, hydrierte, polymerisierte, veresterte Derivate und Salze, die aliphatischen und aromatischen Kohlenwasserstoffharze, Terpenharze und Terpenphenolharze sowie C5-, C9- sowie andere Kohlenwasserstoffharze. Beliebige Kombinationen dieser und weiterer Harze können eingesetzt werden, um die Eigenschaften der resultierenden Klebmasse wunschgemäß einzustellen. Im allgemeinen lassen sich alle mit den Elastomer kompatiblen (löslichen) Harze einsetzen, insbesondere sei verwiesen auf alle aliphatischen, aromatischen, alkylaromatischen Kohlenwasserstoffharze, Kohlenwasserstoffharze auf Basis reiner Monomere, hydrierte Kohlenwasserstoffharze, funktionelle Kohlenwasserstoffharze sowie Naturharze.
In einer weiteren Ausführungsvariante werden dem Elastomer zusätzlich oder alternativ Reaktivharze hinzugegeben. Unter Reaktivharzen sollen solche Harze verstanden werden, die funktionelle Gruppen aufweisen, die unter - insbesondere thermischer - Aktivierung chemische Reaktionen, insbesondere Vernetzungsreaktionen, eingehen können. Eine sehr bevorzugte Gruppe, aus der die Reaktivharze gewählt werden können, umfasst Epoxy-Harze. Das Molekulargewicht der Epoxy-Harze variiert von 100 g/mol bis zu maximal 10000 g/mol für polymere Epoxy-Harze.
Die Epoxy-Harze umfassen zum Beispiel Epichlorhydrin, Glycidyl Ester, das Reaktionsprodukt aus Epichlorhydrin und p-Amino Phenol und/oder das Reaktionsprodukt aus Bisphenol A und Epichlorhydrin.
Bevorzugte kommerzielle Beispiele sind z.B. Araldite™ 6010, CY-281™, ECN™ 1273, ECN™ 1280, MY 720, RD-2 von Ciba Geigy, DER™ 331 , DER™ 732, DER™ 736, DEN™ 432, DEN™ 438, DEN™ 485 von Dow Chemical, Epon™ 812, 825, 826, 828, 830, 834, 836, 871 , 872,1001 , 1004, 1031 etc. von Shell Chemical und HPT™ 1071 , HPT™ 1079 ebenfalls von Shell Chemical.
Beispiele für kommerzielle aliphatische Epoxy-Harze sind z.B. Vinylcyclohexandioxide, wie ERL-4206, ERL-4221 , ERL 4201 , ERL-4289 oder ERL-0400 von Union Carbide Corp.
Als Novolak-Harze können z.B. eingesetzt werden, Epi-Rez™ 5132 von Celanese, ESCN-001 von Sumitomo Chemical, CY-281 von Ciba Geigy, DEN™ 431 , DEN™ 438, Quatrex 5010 von Dow Chemical, RE 305S von Nippon Kayaku, Epiclon™ N673 von DaiNipon Ink Chemistry oder Epicote™ 152 von Shell Chemical.
Weiterhin lassen sich als Reaktivharze auch Melamin-Harze einsetzen, wie z.B. Cymel™ 327 und 323 von Cytec.
Weiterhin lassen sich als Reaktivharze auch Terpenphenolharze, wie z.B. NIREZ™ 2019 von Arizona Chemical einsetzen.
Weiterhin lassen sich als Reaktivharze auch Phenolharze, wie z.B. YP 50 von Toto Kasei, PKHC von Union Carbide Corp. und BKR 2620 von Showa Union Gosei Corp. einsetzen. Weiterhin lassen sich als Reaktivharze auch Phenolresolharze auch in Kombination mit anderen Phenolharzen einsetzen.
Weiterhin lassen sich als Reaktivharze auch Polyisocyanate, wie z.B. Coronate™ L von Nippon Polyurethan Ind., Desmodur™ N3300 oder Mondur™ 489 von Bayer einsetzen.
Um die Reaktion zwischen den beiden Komponenten zu beschleunigen, lassen sich auch optional Vernetzer und Beschleuniger in die Mischung zu additivieren.
Als Beschleuniger eignen sich z.B. Imidazole, kommerziell erhältlich unter 2M7, 2E4MN, 2PZ-CN, 2PZ-CNS, P0505, L07N von Shikoku Chem. Corp. oder Curezol 2MZ von Air Products. Weiterhin eignen sich als Vernetzer HMTA (Hexamethylentetramin) Zusätze. Weiterhin lassen sich auch Amine, insbesondere tert. -Amine zur Beschleunigung einsetzen.
Weiterhin lassen sich in günstiger Vorgehensweise auch Weichmacher einsetzen. Hier können in einer bevorzugten Ausführung der Erfindung Weichmacher auf Basis Polyglykolethern, Polyethylenoxiden, Phosphatestern, aliphatische Carbonsäureester und Benzoesäureester eingesetzt werden. Weiterhin lassen sich auch aromatische Carbonsäureester, höhermolekulare Diole, Sulfonamide und Adipinsäureester einsetzen.
Weiterhin können optional Füllstoffe (z.B. Fasern, Ruß, Zinkoxid, Titandioxid, Kreide, Voll- oder Hohlglaskugeln, Mikrokugeln aus anderen Materialien, Kieselsäure, Silikate), Keimbildner, Blähmittel, klebverstärkende Additive und Thermoplaste, Compoundierungsmittel und/oder Alterungsschutzmittel, z.B. in Form von primären und sekundären Antioxidantien oder in Form von Lichtschutzmitteln zugesetzt sein.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden dem Elastomer weitere Additive hinzugesetzt, wie z.B. Polyvinylformal, Polyacrylat-Kautschuke, Chloropren-Kautschuke, Ethylen-Propylen-Dien Kautschuke, Methyl-Vinyl-Silikon Kautschuke, Fluorsilikon Kautschuke, Tetrafluorethylen-Propylen-Copolymer Kautschuke, Butylkautschuke, Styrol- Butadien Kautschuke.
Polyvinylbutyrale sind unter Butvar™ von Solucia, unter Pioloform™ von Wacker und unter Mowital™ von Kuraray erhältlich. Polyacrylat Kautschuke sind unter Nipol AR™ von Zeon erhältlich. Chloropren Kautschuke sind unter Baypren™ von Bayer erhältlich. Ethylen-Propylen-Dien Kautschuke sind unter Keltan™ von DSM, unter Vistalon™ von Exxon Mobile und unter Buna EP™ von Bayer erhältlich. Methyl-Vinyl-Silikon Kautschuke sind unter Silastic™ von Dow Corning und unter Silopren™ von GE Silicones erhältlich. Fluorsilikon Kautschuke sind unter Silastic™ von GE Silicones erhältlich. Butyl Kautschuke sind unter Esso Butyl™ von Exxon Mobile erhältlich. Styrol-Butadien Kautschuke sind unter Buna S™ von Bayer, und Europrene™ von Eni Chem und unter Polysar S™ von Bayer erhältlich. Polyvinylformale sind unter Formvar™ von Ladd Research erhältlich.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden dem Elastomer weitere Additive hinzugesetzt, wie z.B. thermoplastische Materialien aus der Gruppe der folgenden Polymere: Polyurethane, Polystyrol, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Terpolymere, Polyester, Hart-Polyvinylchloride, Weich-Polyvinylchloride, Polyoxymethylene,
Polybutylenterephthalate, Polycarbonate, fluorierte Polymere, wie z. B. Polytetrafluorethylen, Polyamide, Ethylenvinylacetate, Polyvinylacetate, Polyimide, Polyether, Copolyamide, Copolyester, Polyolefine, wie z.B. Polyethylen, Polypropylen, Polybuten, Polyisobuten, und Poly(metha)crylate.
Die Klebkraft der hitzeaktivierbaren Klebmasse kann durch weitere gezielte Additivierung gesteigert werden. So lassen sich z.B. Polyimin- oder Polyvinylacetat-Copolymere auch als klebkraftfördernde Zusätze verwenden.
Releaseliner:
Der erfindungsgemäß eingesetzte Releaseliner weist auf zumindest einer Seite einen Polyolefinfilm auf.
Der Releaseliner, auf den im erfindungsgemäßen Verfahren heißumlaminiert wird, ist ein solcher, der bei thermischer Aktivierung, also auch im Heißumlaminierprozess selbst, eine leichte Haftklebrigkeit ausbildet. Kühlt der Verbund aus Releaseliner und Schicht der hitzeaktivierbaren Klebmasse wieder aus, so bleibt die Haftung der beiden Schichten untereinander bestehen. Es konnte festgestellt werden, dass sich überraschenderweise die hitzeaktivierbare Klebmasse wieder hervorragend von dem Releaseliner auf das gewünschte zu verklebende Substrat umlaminieren lässt, so dass dieses dann wie gewünscht verklebt werden kann.
Im weiteren Sinne können die Releaseliner selbst als hitzeaktivierbare Folien angesehen werden, die bei thermischer Aktivierung eine Haftklebrigkeit zumindest auf ihrer Oberfläche ausbilden.
Die Haftklebrigkeit der Releaseliner und somit die Haftung der Releaselinerschicht und der hitzeaktivierbaren Klebmassenschicht können insbesondere durch die Wahl der Temperatur im Heißumlaminierprozess gesteuert werden, so dass die Ablösbarkeit der hitzeaktivierbaren Klebmasse für den jeweiligen Anwendungszweck des später vorliegenden Stanzlings eingestellt werden kann. Man kann durch das erfindungsgemäße Verfahren somit vorteilhaft Verbünde aus einer Schicht einer hitzeaktivierbaren Klebmasse und einem Releaseliner herstellen, bei denen die Ablösekraft der beiden Schichten voneinander vordefiniert und auf bestimmte Anforderungsprofile angepasst werden kann.
Vorteilhaft werden Releaseliner eingesetzt, deren Glasübergangstemperatur mindestens 20 °C, bevorzugt mindestens 30 °C niedriger liegt als die Glastemperatur der hitzeaktivierbaren Haftklebmasse. Durch geeignete Wahl der Temperatur im Heißumlaminierprozess wird dann erreicht, dass der Releaseliner seine oberflächliche Haftklebrigkeit ausbildet, die hitzeaktivierbare Klebmassenschicht aber noch nicht aktiviert wird und somit in nicht haftklebriger Form vorliegt.
Sehr vorteilhaft werden coextrudierte Releaseliner eingesetzt. In seiner einfachsten Form besteht der Releaseliner aus einer coextrudierten Folie aus einem Polyolefin und einem harten filmischen Material wie Polyester, PMMA (Polymethylmethacrylat), Polyimid, Polyethylennaphthalat, Polyurethan oder Polyamid. Die Folien werden bevorzugt über Coextrusion hergestellt.
Weiterhin können im erfindungsgemäßen Sinne hervorragend auch zusammenlaminierte Folien eingesetzt worden sein, oder es kann z.B. PE (Polyethylen) oder PP (Polypropylen) nachträglich auf der harten Seite beschichtet worden sein, insbesondere durch Lösung oder aus der Schmelze. In einer weiteren Form sind aber auch mehrschichtigere Folien einsetzbar. Bedingung ist jeweils, dass die Polyolefinseite zur hitzeaktivierbaren Klebmasse zeigt.
In einer sehr bevorzugten Ausführungsform werden Polyolefine, insbesondere Poly-α- olefine eingesetzt, die insbesondere eine Glasübergangstemperatur besitzen, die um 20 °C, mehr bevorzugt um 30 °C kleiner ist als diejenige der hitzeaktvierbaren Klebmasse. Insbesondere können derartige Releaseliner für solche hitzeaktivierbaren Haftklebmassen auf Polyolefinbasis vorteilhaft verwendet werden.
Die Polyolefine des - insbesondere coextrudierten - Releaseliners weisen bevorzugt Glasübergangstemperaturen von + 55 °C bis + 150 °C auf. Die Klebkraft dieser Polymere kann durch gezielte Additivierung gesteigert werden. So lassen sich günstig z.B. Polyimin- oder Polyvinylacetat-Copolymere als klebkraftfördernde Zusätze verwenden. Zur Erzielung der gewünschten Glasübergangstemperatur werden die zur Herstellung der Releaseliner eingesetzten Monomere sowie deren Mengen auch hier bevorzugt wieder derart gewählt, dass bei Anwendung der Gleichung (G1 ) die gewünschte Temperatur resultiert.
Um einen optimalen Bereich zu finden, wird das Molekulargewicht sowie die Comonomerzusammensetzung variiert. Um eine niedrige Glasübergangstemperatur einzustellen, werden bevorzugt Polymere mit einem mittleren oder niedrigen Molekulargewicht eingesetzt. Auch können niedermolekulare und hochmolekulare Polymere miteinander gemischt werden. In besonders bevorzugten Auslegungen werden Polyethylene, Polypropylene, Polybutylene, Polyhexene oder Copolymerisate aus Polyethylen, Polypropylen, Polybutylen oder Polyhexen eingesetzt.
In einer weiteren Form kann der coextrudierte Releaseliner eine Silkonschicht als abweisende Schicht aufweisen. Diese wird auf der harten Seite der coextrudierten Folie, also der Polyolefinseite gegenüberliegenden Seite der Folie, aufgetragen. Diese Form des Releaseliners ist zu bevorzugen, wenn z.B. kein Abdeckliner für den Stanzprozess eingesetzt wird und die Stanzlinge direkt auf dem coextrudierten Releaseliner aufgerollt werden. Die Stanzlinge verkleben dann nicht auf der Rückseite (der silikonisierten Seite) der nächsten Wicklung.
In einer weiteren Form der Erfindung kann der coextrudierte Releaseliner auf der Polyolefinseite eine Mikrostrukturierung aufweisen. Diese kann z.B. mittels einer Gravurwalze in der Wärme auf die Polyolefinseite aufgeprägt werden. Mittels dieser Vorgehensweise kann die Haftung zwischen dem Releaseliner und der hitzeaktivierbaren Klebmassenschicht weiter eingestellt werden, insbesondere in der Art, dass die Kontaktfläche zwischen den beiden Schichten verringert wird und die Ablösbarkeit der hitzeaktivierbaren Haftklebmassen - insbesondere in Form der Stanzlinge - von dem Releaseliner erleichtert wird.
Solche Releaseliner sind z.B. von der Firma Loparex unter dem Tradenamen FILM PLUS™ kommerziell erhältlich und erfindungsgemäß hervorragend einsetzbar.
In einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung besitzt der Releaseliner auf der Polyolefinseite eine Topographie, die invers auf die hitzeaktvierbare Klebmasse übertragen wird. Die Topographie besteht aus zusammenhängenden Erhebungen, die sowohl rundlich oder eckig aufgebaut sein können. Die Erhebungen nehmen bevorzugt mindestens 2 % der Gesamtfläche und/oder maximal 65 % der Gesamtfläche ein. In einer bevorzugten Auslegung beträgt der Anteil der Erhebungen mindestens 5 %. Die restliche Fläche sollte bevorzugt planar sein. In einer weiteren Auslegung der Erfindung kann die planare Fläche aber auch eine Mikrorauhigkeit aufweisen, die aber unterhalb der Höhe der Erhebungen liegen sollte.
Auch durch eine solche Topographie kann die Haftung zwischen dem Releaseliner und der hitzeaktivierbaren Klebmassenschicht weiter eingestellt werden, hier insbesondere in der Art, dass die Kontaktfläche zwischen den beiden Schichten vergrößert wird und die Ablösbarkeit der hitzeaktivierbaren Haftklebmassen - insbesondere in Form der Stanzlinge - von dem Releaseliner erschwert wird, man also höhere Ablösekräfte aufwenden muss.
Die coextrudierten Releaseliner besitzen bevorzugt eine Gesamtschichtdicke von 25 - 350 μm, mehr bevorzugt von 50 - 250 μm. Die Polyolefinschicht weist bevorzugt zumindest eine Schichtdicke von 2 μm auf. Die Polyolefinschicht sollte hierbei so dünn wie möglich gehalten werden, damit im anschließenden Stanzprozess die harte Rückseite des Releaseliners, z.B. PET, als harter Widerstand für die Stanzmesser fungiert.
Laminierprozess:
Nach der Herstellung der Haftklebmasse wird die zunächst auf ein Trägermaterial beschichtet. Dieses kann ein permanent verbleibendes Trägermaterial sein oder insbesondere auch ein erstes temporäres Trägermaterial (ein temporär vorliegendes Substrat). Üblicherweise wird ein erstes temporäres Trägermaterial, beispielsweise ein Trennpapier, verwendet, wodurch aber für den Stanzprozess die eingangs beschrieben Nachteile resultieren.
Bei Verwendung permanenter Trägermaterialien kommen die dem Fachmann geläufigen und üblichen Materialien in Frage, besonders solche auf Nicht-Gewebe-Basis, da diese den Stanzprozess weiniger stören; wie insbesondere beispielsweise Folien (Polyester, PET, PE, PP, BOPP, PVC; HDPE. LDPE). Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich nun dadurch aus, dass die hitzeaktivierbare Klebmassenschicht mit einer freiliegenden Seite vor dem Stanzen auf ein zweites temporäres Trägermaterial, den vorstehend näher beschrieben Releaseliner, unter Temperatureinwirkung umlaminiert wird.
Im erfindungsgemäßen Sinne kann es auch vorteilhaft sein, doppelseitige hitzeaktivierbare Klebstofffolien für den Stanzprozess vorzubereiten. Hier wird ein Trägermaterial beidseitig mit der hitzeaktivierbaren Klebmasse beschichtet und eine der Klebmassenschichten dann auf den Releaseliner laminiert. Hier kann es vorteilhaft sein, die andere Klebmassenschicht zwischenzeitlich mit einem temporären Träger- oder Abdeckmaterial zu versehen.
Für den folgenden Heißlaminierprozess sollte der Releaseliner vorzugsweise eine Temperaturresistenz aufweisen, damit keine Schädigung eintritt. Die erforderliche Temperaturresistenz und somit die Laminiertemperatur hängt von der Aktivierungs- bzw. Glasübergangstemperatur der hitzeaktivierbaren Klebmasse ab.
Vorteilhaft wird die Aktivierungstemperatur im Heißlaminierprozess derart gewählt, dass sie in einem Temperaturbereich zwischen der Glasübergangstemperatur des Releaseliners und der Glasübergangstemperatur der hitzeaktivierbaren Klebmasse liegt. Hierdurch kann erreicht werden, dass die Haftklebrigkeit der Oberfläche des Releaseliners bewirkt wird, während die hitzeaktivierbare Klebmassenschicht während dieses Prozessstadiums weiterhin in nichtklebriger Form verbleibt.
In einer vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung wird die hitzeaktivierbare Klebmasse, die insbesondere beschichtet auf den ersten (temporären) Träger, z.B. ein Trennpapier, vorliegt, mit dem - insbesondere coextrudierten - Releaseliner zusammenlaminiert. Hierbei zeigt die Polyolefinseite des Releaseliners zur hitzeaktivierbaren Klebmassenschicht.
In gleicher Weise kann die auf einem Permanentträger vorliegende Klebmassenschicht auf den Releaseliner laminiert werden.
Eine erste Laminierung („Vorlaminierung) kann über kalte Walzen geschehen (bei Raumtemperatur - dann liegt der Releaseliner nur auf der hitzeaktivierbaren Folie). Danach, oder, wenn keine Vorlaminierung durchgeführt wird, als „erste" Laminierung wird eine Laminierung unter Aktivierungsbedingungen (Heißlaminierung) durchgeführt; insbesondere durch beheizte Rollen unter Einbringung von Wärme und Druck. Die Übertragung mit Druck erfolgt z.B. durch zumindest eine Kaschierwalze. Hier werden bevorzugt gummierte Walzen eingesetzt.
Für den Heißlaminierprozess werden - in Abhängigkeit von der Aktivierungstemperatur der hitzeaktivierbaren Klebmasse und der Glasübergangstemperatur des Polyolefins des coextrudierten Releaseliner - die Geschwindigkeit, der Druck und die Temperatur eingestellt. Durch die Wahl der genannten Parameter ist es möglich, die Haftung zwischen dem Releaseliner und der hitzeaktivierbaren Haftklebmassenschicht zu definieren.
Der Heizrollenlaminator wird bevorzugt mit einem Druckbereich zwischen 1 und 20 bar betrieben. Der Temperaturbereich liegt bevorzugt zwischen 50 und 170 °C; einstellbar in Abhängigkeit von der Aktivierungstemperatur der hitzeaktivierbaren Klebmasse. Des Weiteren können verschiedene Heizrollenlaminatoren miteinander kombiniert werden. Die Durchlaufgeschwindigkeiten betragen zwischen 0,5 und 50 m/min, mehr bevorzugt zwischen 2 und 10 m/min. Die Heizrollen des Rollenlaminators können von innen beheizt sein oder von einer äußeren Wärmequelle.
Mit steigenden Laminiergeschwindigkeiten wird die Laminiertemperatur erhöht, um genügend Wärme einzubringen, die die Polyolefinschicht des - insbesondere coextrudierten - Releaseliner erweichen und haftklebrig werden lässt.
Stanzprozess
In dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt ein Stanzprozess. Für derartige Stanzprozesse lassen sich in hervorragender Weise beispielsweise Rotationsstanzen einsetzen. Der Stanzprozess kann ein Durchstanz- oder ein Anstanzprozess sein. Entsprechend lassen sich folgende Varianten vorteilhaft durchführen:
Der Stanzprozess durchtrennt die Klebmasse auf dem Releaseliner vollständig, der Stanzprozess durchtrennt die Klebmasse auf dem Releaseliner nicht vollständig, der Stanzprozess durchtrennt das mit Klebmasse ausgerüstete Trägermaterial vollständig, der Stanzprozess durchtrennt das mit Klebmasse ausgerüstete Trägermaterial nicht oder nur teilweise. Die Laminierung der hitzeaktivierbaren Klebmasse auf den - insbesondere coextrudierten -Releaseliner und der folgende Stanzprozess können dabei vorteilhaft in einem inline-Prozess, also in einer kombinierten Anlage und/oder kontinuierlicher Abfolge durchgeführt werden. Alternativ können aber auch der Laminierprozess und der Stanzprozess voneinander getrennt werden.
Weiterhin kann es von Vorteil sein, wenn vor dem Stanzen ein Abdeckliner, z.B. aus PET, zur offenen Seite der hitzeaktivierbaren Klebmasse zukaschiert wird, um diese beim Aufrollen des Verbundes oder bei dessen Transport oder Lagerung zu schützen.
Variante A, kontinuierlicher Vorgang:
1. Abwicklung des hitzeaktivierbaren Klebebandes mit dem Releaseliner.
2. Zukaschierung einer silikonisierten Abdeckfolie vor dem Rotationsstanzzylinder von oben auf die offene Seite des hitzeaktivierbaren Klebebandes
3. Rotationsstanzvorgang: Durchtrennung der silikonisierten Abdeckfolie und des Klebeverbundes. Die Stanzmesser dringen im Idealfall nur minimal in die Polyolefinschicht des Releaseliners ein.
4. Abgitterung: Abziehen des Gitternetzes. Auf dem Releaseliner bleiben die Stanzlinge zurück.
5. Aufrollung der Fertigprodukte (= mit Abdeckfolie abgedeckte Stanzlinge auf Originaltrennmaterial als Träger) und Aufrollung des abgezogenen Gitternetzes.
Variante B, kontinuierlicher Vorgang:
1. Abwicklung des hitzeaktivierbaren Klebebandes mit dem Releaseliner.
2. Rotationsstanzvorgang: Durchtrennung des Klebeverbundes. Die Stanzmesser dringen im Idealfall nur minimal in die Polyolefinschicht des Releaseliners ein.
4. Abgitterung: Abziehen des Gitternetzes. Auf dem Releaseliner bleiben die Stanzlinge zurück.
5. Aufrollung der Fertigprodukte (= Stanzlinge auf Originaltrennmaterial als Träger (Releaseliner)) und Aufrollung des abgezogenen Gitternetzes.
Beispiele für die Geschwindigkeit, mit der der Verbund aus hitzeaktivierbarer Klebmasse und - insbesondere coextrudiertem - Releaseliner durch die Anlage laufen, sind 0,1 m/min bis 100 m/min. In der Praxis heute gängige Geschwindigkeiten für Stanzprozesse sind 10 bis 30 m/min. Für weitere Stanzprozesse lassen sich in hervorragender Weise beispielsweise auch Flachbettstanzen einsetzen. Der Stanzprozess kann auch in diesem Fall ein Durchstanz- oder ein Anstanzprozess sein.
Variante C, diskontinuierlicher Vorgang:
1. Abwicklung des hitzeaktivierbaren Klebebandes mit dem Releaseliner.
2. Zukaschierung einer silikonisierten Abdeckfolie vor dem Flachbettstanzeinheit von oben auf die offene Seite des hitzeaktivierbaren Klebebandes
3. Flachbettstanzvorgang: Durchtrennung der silikonisierten Abdeckfolie und des Klebeverbundes. Die Stanzmesser dringen im Idealfall nur minimal in die Polyolefinschicht des Releaseliners ein.
4. Abgitterung: Abziehen des Gitternetzes. Auf dem Releaseliner bleiben die Stanzlinge zurück.
5. Aufrollung der Fertigprodukte (= mit Abdeckfolie abgedeckte Stanzlinge auf Originaltrennmaterial als Träger) und Aufrollung des abgezogenen Gitternetzes.
Variante D, diskontinuierlicher Vorgang:
1. Abwicklung des hitzeaktivierbaren Klebebandes mit dem Releaseliner.
2. Flachbettstanzvorgang: Durchtrennung des Klebeverbundes. Die Stanzmesser dringen im Idealfall nur minimal in die Polyolefinschicht des Releaseliners ein.
4. Abgitterung: Abziehen des Gitternetzes. Auf dem Releaseliner bleiben die Stanzlinge zurück.
5. Aufrollung der Fertigprodukte (= Stanzlinge auf Originaltrennmaterial als Träger (Releaseliner)) und Aufrollung des abgezogenen Gitternetzes.
Experimente
Die Erfindung wird im folgenden durch Experimente beschrieben, ohne sich durch die Wahl der untersuchten Proben unnötig beschränken zu wollen.
Herstellung der Proben
Herstellung der hitzeaktivierbaren Klebmasse
Beispiel 1 )
50 Gew.-% Breon N36 C80 (Nitrilkautschuk) der Fa. Zeon, 40 Gew.-% Phenol-Novolak Harz Durez 33040 abgemischt mit 8 % HMTA (Rohm und Haas) und 10 Gew.-% des Phenolresolharzes 9610 LW der Fa. Bakelite wurden als 30 %ige Lösung in Methylethylketon in einem Kneter hergestellt. Die Knetdauer betrug 20 h. Die hitzeaktivierbare Klebmasse wurde anschließend aus Lösung auf einen abgestuften Glassine-Liner (70 μm, Firma Laufenberg) ausgestrichen und bei 100 °C für 10 Minuten getrocknet. Nach der Trocknung betrug die Schichtdicke 100 μm.
Beispiel 2)
50 Gew.-% Nipol N1094-80 (Nitrilkautschuk) der Fa. Zeon, 40 Gew.-% Phenol-Novolak Harz Durez 33040 abgemischt mit 8 % HMTA (Rohm und Haas) und 10 Gew.-% des Phenolresolharzes 9610 LW der Fa. Bakelite wurden als 30 %ige Lösung in Methylethylketon in einem Kneter hergestellt. Die Knetdauer betrug 20 h. Die hitzeaktivierbare Klebmasse wurde anschließend aus Lösung auf einen abgestuften Glassine-Liner (70 μm, Firma Laufenberg) ausgestrichen und bei 100 °C für 10 Minuten getrocknet. Nach der Trocknung betrug die Schichtdicke 100 μm.
Umkaschierung auf den coextrudierten Liner
Die Beispiele 1 und 2 wurden jeweils auf einen coextrudierten PET/PE-Liner der Firma Loparex laminiert. Der Liner besitzt eine Gesamtdicke von 90 μm, wobei die PE-Schicht eine Dicke von ca. 20 μm aufweist. Der Liner weist auf der Rückseite (PET-Seite) eine Silikonisierung auf. Es ist ein leicht trennendes easy-release-Silikonsystem aufgetragen mit ca. 0,5 g/m2 Silikonauftrag.
Die Beispiel 1 und 2 wurden jeweils mit dem coextrudierten Releaseliner durch einen Heizrollenlaminator gefahren, wobei der coextrudierte PET/PE-Liner mit der PE-Seite zur hitzeaktivierbaren Klebmasse gerichtet ist. Die Laminiertemperatur betrug 90 °C, wobei beide Gummiwalzen des Rollenlaminators beheizt waren. Der Druck betrug 2 bar und die Geschwindigkeit 1 m/min. Anschließend wurde vor der Aufwicklung der Glassine-Liner ausgedeckt und nur die hitzeaktivierbare Klebmasse mit dem coextrudierten PET/PE Liner aufgewickelt.
Übersicht über die eingesetzten Stanzverfahren:
Rotationsstanze mit kontinuierlichem Abzug des Matrixgitters.
Es wurde eine Rotationsstanze der Firma SMO, Deutschland eingesetzt. Für die verschiedenen Stanzformen wurden jeweils Stanzzylinder von der Firma RotoMetrics
International Ltd eingesetzt.
Die Rollenbreite der eingesetzten Klebematerialien betrug 130 mm. Die Stanzversuche mit der hitzeaktivierbaren Klebmasse wurde so durchgeführt, dass auf dem coextrudierten
PET/PE-Liner angestanzt wurde ("kiss cut"-Verfahren). Vor dem Rotationsstanzzylinder wurde teilweise ein zweites silikonisiertes Hilfstrennmaterial von oben auf die offene klebende Seite des Versuchsklebebandes zukaschiert. Als Hilfstrennmaterial wurde dabei eine einseitig silikonisierte leicht trennende PET Folie mit einer Schichtdicke von 36 μm eingesetzt.
Der Abzug des Gitternetzes erfolgte in einem Winkel von ca. 80 °. Die Stanzgeschwindigkeit lag bei 18 m/min.
Zielprodukt 1 :
Quadratische Stanzlinge ohne Verbindungsstege. Der Durchmesser der Stanzlinge beträgt 14 mm von Spitze zu Spitze.
Zielprodukt 2:
Quadratische Stanzlinge ohne Verbindungsstege. Der Durchmesser der Stanzlinge beträgt 5 mm von Spitze zu Spitze.
Zielprodukt 3:
Kreisrunde Stanzlinge. Der Kreisdurchmesser der Stanzlinge beträgt 8 mm.
Zielprodukte 4:
Quadratische Stanzlinge mit direkter Verbindungskante. Die Seitenkantenlänge der Stanzlinge beträgt 9 mm. Tabelle 1. Kriterien zur Beurteilung der Fehlerhäufigkeit bei den Stanzversuchen.
Figure imgf000024_0001
Tabelle 2. Übersicht über die eingesetzten Versuchsklebebänder und die Stanzergebnisse
Figure imgf000024_0002
Die Stanzversuche belegen, dass sich alle Produkte mit den verschiedenen Stanzformen auf dem coextrudierten PET/PE Releaseliner problemlos stanzen und entgittern lassen. Zur Überprüfung der weiteren Eignung wurden die kreisrunden Stanzlinge (Zielprodukte 3) mit 120 °C und mit Hilfe eines Heizrollenlaminators auf ein 1 mm starkes Aluminiumblech laminiert. Nach der Heißlaminierung haftete der Stanzling auf dem Aluminiumblech und der coextrudierte PET/PE-Liner ließ sich problemlos entfernen. Anschließend wurde die Verklebungsfestigkeit der Beispiele 1 und 2 bestimmt.
Die Verklebungsfestigkeit wurde mit 2 Aluminiumblechen mit einer Schichtdicke von jeweils 1 mm analog DIN EN 1465 gemessen. Die Messwerte wurden in N/mm2 angegeben. Für die Verklebung wurde unter 50 N/cm2 für 8 Minuten bei 120 °C in einer Heizpresse gehärtet.
Die Ergebnisse sind in folgender Tabelle 3 gelistet:
Figure imgf000025_0001
Tabelle 3 ist zu entnehmen, dass mit den Beispielen 1 und 2 hohe Verklebungsfestigkeiten zu erzielen sind.
Die Erfindung stellt somit das Prinzip vor, ein Releaselinermaterial, das seinem Zwecke nach üblicherweise zumindest teilweise antiadhäsiv ausgestattet ist, also die Haftung von Klebmassen auf ihm vermeiden soll, zeitweise mindestens in einem Maße haftklebrig zu machen, das eine Schicht einer hitzeaktivierbaren Klebmasse, die zum Zeitpunkt des Ablegens aber selbst nicht klebrig ist, auf ihm haftend abgelegt werden kann. Nach dem Ablegen bleibt die Haftung der Schichten untereinander so lange bestehen, bis die hitzeaktivierbare Haftklebefolie wieder abgenommen wird, insbesondere durch Transfer auf ein zu verklebendes Substrat. Überraschenderweise gelingt der Abnahmeprozess der hitzeaktivierbaren Klebmasse von dem Releaseliner einwandfrei und rückstandslos, und die benötigten Ablösekräfte lassen sich durch die Parameter des erfindungsgemäßen Verfahrens definiert beeinflussen.
Das Verfahren unterscheidet sich wesentlich von der üblichen Vorgehensweise, hitzeaktivierbare Klebmassen auf Trägern abzulegen und die Haftung aus der Klebrigkeit der Klebmasse zu bewirken.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von Stanzlingen aus hitzeaktivierbaren Klebefolien, dadurch gekennzeichnet, dass a. eine hitzeaktivierbare Klebmassen zunächst auf ein erstes Trägermaterial beschichtet wird, b. die hitzeaktivierbare Klebmassenschicht in einem nachfolgenden Verfahrensschritt auf ein temporäres Trägermaterial („Releaseliner") unter Wärmeeinwirkung laminiert wird, wobei der Releaseliner zumindest auf eine Oberfläche auf Polyolefinbasis aufweist, und die polyolefinische Oberfläche bei Raumtemperatur nichtklebrig ist und ihrerseits unter Wärmeeinwirkung derart aktivierbar ist, dass sie haftklebrige Eigenschaften aufweist, c. und die hitzeaktivierbare Klebmassenschicht auf dem Releaseliner einem Stanzprozess unterzogen wird.
2. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Releaseliner eingesetzt, deren Glasübergangstemperatur mindestens 20 °C, bevorzugt mindestens 30 °C niedriger liegt als die Glastemperatur der hitzeaktivierbaren Haftklebmasse.
3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Releaseliner eine zumindest zweischichtige Folie ist.
4. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Releaseliner um eine coextrudierte Folie umfassend eine Polyolefinschicht und eine Schicht aus Polyester, Polymethymethacrylat, Polyimid, Polyethylennaphthalat, Polyurethan oder Polyamid handelt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Releaseliner um eine Folie umfassend eine Polyolefinschicht und eine Schicht aus Polyethylen oder Polypropylen handelt.
6. Verwendung einer Schicht einer hitzeaktivierbaren Folie mit mindestens einer Oberfläche auf Polyolefinbasis, die bei Raumtemperatur nichtklebrig ist und unter Wärmeeinwirkung derart aktivierbar ist, dass sie haftklebrige Eigenschaften aufweist, als temporäres Trägermaterial („Releaseliner") für hitzeaktivierbare Klebmassen.
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