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Dokumentenidentifikation DE102006035787A1 13.03.2008
Titel Verfahren zum Stanzen von bei Raumtemperatur nicht tackigen hitzeaktivierbaren Klebmassen
Anmelder tesa AG, 20253 Hamburg, DE
Erfinder Husemann, Marc, Dr., 22605 Hamburg, DE;
Hannemann, Frank, Dr., 22047 Hamburg, DE
DE-Anmeldedatum 28.07.2006
DE-Aktenzeichen 102006035787
Offenlegungstag 13.03.2008
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.03.2008
IPC-Hauptklasse C09J 7/02(2006.01)A, F, I, 20060728, B, H, DE
IPC-Nebenklasse
Zusammenfassung Verfahren zur Herstellung von Stanzlingen aus hitzeaktivierbaren Klebefolien, dadurch gekennzeichnet, dass
a. eine hitzeaktivierbare Klebmasse 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.

Beschreibung[de]

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 Verklebungsfestigkeiten 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 hitzeaktvierbaren 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 Kohlenwasserstoffketten 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,

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, &bgr;-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 C18-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.

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-&agr;-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 VestoplastTM unterschiedliche hitzeaktivierbare Poly-&agr;-olefine kommerziell erhältlich. Es werden Propen-reiche Typen unter den Bezeichnungen VestoplastTM 703, 704, 708, 750, 751, 792, 828, 888 oder 891 angeboten. Diese besitzen Schmelzpunkte TS,A von 99 bis 162 °C. Weiterhin sind auch Guten-reiche Typen unter den Bezeichnungen VestoplastTM 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 EuropreneTM von Eni Chem, oder unter KrynacTM von Bayer, oder unter BreonTM und Nipol NTM von Zeon erhältlich. Polyvinylbutyrale sind unter ButvarTM von Solucia, unter PioloformTM von Wacker und unter MowitalTM von Kuraray erhältlich. Hydrierte Nitril-Butadien-Kautschuke sind beispielsweise unter TherbanTM von Bayer und unter ZetpolTM von Zeon erhältlich. Polyacrylat-Kautschuke sind beispielsweise unter Nipol ARTM von Zeon erhältlich. Chloropren-Kautschuke sind beispielsweise unter BayprenTM von Bayer erhältlich. Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuke sind beispielsweise unter KeltanTM von DSM, unter VistalonTM von Exxon Mobile und unter Buna EPTM von Bayer erhältlich. Methyl-Vinyl-Silikon-Kautschuke sind beispielsweise unter SilasticTM von Dow Corning und unter SiloprenTM von GE Silicones erhältlich. Fluorsilikon-Kautschuke sind beispielsweise unter SilasticTM von GE Silicones erhältlich. Butyl-Kautschuke sind beispielsweise unter Esso ButyITM von Exxon Mobile erhältlich. Styrol-Butadien-Kautschuke sind beispielsweise unter Buna STM von Bayer, und EuropreneTM von Eni Chem und unter Polysar STM von Bayer erhältlich.

Polyvinylformale sind beispielsweise unter FormvarTM 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. AralditeTM 6010, CY-281TM, ECNTM 1273, ECNTM 1280, MY 720, RD-2 von Ciba Geigy, DERTM 331, DERTM 732, DERTM 736, DENTM432, DENTM 438, DENTM 485 von Dow Chemical, EponTM 812, 825, 826, 828, 830, 834, 836, 871, 872,1001, 1004, 1031 etc. von Shell Chemical und HPTTM 1071, HPTTM 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-RezTM 5132 von Celanese, ESCN-001 von Sumitomo Chemical, CY-281 von Ciba Geigy, DENTM 431, DENTM 438, Quatrex 5010 von Dow Chemical, RE 305S von Nippon Kayaku, EpiclonTM N673 von DaiNipon Ink Chemistry oder EpicoteTM 152 von Shell Chemical.

Weiterhin lassen sich als Reaktivharze auch Melamin-Harze einsetzen, wie z.B. CymelTM 327 und 323 von Cytec.

Weiterhin lassen sich als Reaktivharze auch Terpenphenolharze, wie z.B. NIREZTM 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. CoronateTM L von Nippon Polyurethan Ind., DesmodurTM N3300 oder MondurTM 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 ButvarTM von Solucia, unter PioloformTM von Wacker und unter MowitalTM von Kuraray erhältlich. Polyacrylat Kautschuke sind unter Nipol ARTM von Zeon erhältlich. Chloropren Kautschuke sind unter BayprenTM von Bayer erhältlich. Ethylen-Propylen-Dien Kautschuke sind unter KeltanTM von DSM, unter VistalonTM von Exxon Mobile und unter Buna EPTM von Bayer erhältlich. Methyl-Vinyl-Silikon Kautschuke sind unter SilasticTM von Dow Corning und unter SiloprenTM von GE Silicones erhältlich. Fluorsilikon Kautschuke sind unter SilasticTM von GE Silicones erhältlich. Butyl Kautschuke sind unter Esso ButylTM von Exxon Mobile erhältlich. Styrol-Butadien Kautschuke sind unter Buna STM von Bayer, und EuropreneTM von Eni Chem und unter Polysar STM von Bayer erhältlich.

Polyvinylformale sind unter FormvarTM 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 Verbunde 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-&agr;-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 PLUSTM 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 &mgr;m, mehr bevorzugt von 50–250 &mgr;m. Die Polyolefinschicht weist bevorzugt zumindest eine Schichtdicke von 2 &mgr;m 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 &mgr;m, Firma Laufenberg) ausgestrichen und bei 100 °C für 10 Minuten getrocknet. Nach der Trocknung betrug die Schichtdicke 100 &mgr;m.

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 &mgr;m, Firma Laufenberg) ausgestrichen und bei 100 °C für 10 Minuten getrocknet. Nach der Trocknung betrug die Schichtdicke 100 &mgr;m.

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 &mgr;m, wobei die PE-Schicht eine Dicke von ca. 20 &mgr;m 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 &mgr;m 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. Fehlerquote Bewertung 0 % Das Matrixgitter konnte problemlos entfernt werden. In Stanzversuchen über 250 Laufmeter tritt keine einzige Fehlstelle auf, d.h. es wurde kein Stanzling beim Abgitterungsprozess mitgerissen. 1–99 % Prozentuale Anzahl von Fehlstellen (fehlende Stanzlinge) über 250 Laufmeter. Die Fehlerquote wird auf die Gesamtanzahl der möglichen Stanzlinge über 250 Laufmeter bezogen. 100 % Matrixgitter konnte nicht von den Stanzlingen getrennt werden. Keine vereinzelten Stanzlinge über 250 Laufmeter.
Tabelle 2. Übersicht über die eingesetzten Versuchsklebebänder und die Stanzergebnisse Beispiele Zielprodukte Stanzverfahren Rotationsstanze mit kontinuierlichem Abzug des Matrixgitters 1 1 0% 2 1 0% 1 2 0% 2 2 0% 1 3 0% 2 3 0% 1 4 0% 2 4 0%

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: Dynamische Scherfestigkeit [N/mm2] Beispiel 1 6.5 Beispiel 2 7.7

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.


Anspruch[de]
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.
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. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Releaseliner eine zumindest zweischichtige Folie ist. 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. 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. 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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