DE102008060415A1 - Producing a stretched, flat adhesive agent, useful e.g. for gluing components of portable consumer electronic articles, comprises extruding thermoplastics to thermoplastic adhesive agent and stretching the agent to orient polymer chains - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung von verstreckten, flächigen Haftmitteln basierend auf hitzeaktivierbaren Thermoplasten sowie entsprechende verstreckte Haftmittel, als auch deren Verwendung zur Verklebung von Metallteilen auf Kunststoffen für portable Konsumgüterelektronik-Artikel. Erfindungsgemäß beruht die Verwendung auf der Nutzung spezieller thermoplastischer hitzeaktivierbarer Folien zur Fixierung der Metallteile auf den Kunststoffteilen. Durch die Verwendung und den Einsatz der speziell behandelten Thermoplaste werden die Verarbeitung sowie die Eigenschaften der Verklebung verbessert.The The invention relates to processes for the production of stretched, flat Adhesives based on heat-activated thermoplastics as well corresponding stretched adhesives, as well as their use for bonding metal parts to plastics for portable Consumer electronics products. According to the invention the use on the use of special thermoplastic heat-activated Foils for fixing the metal parts on the plastic parts. By the use and use of specially treated thermoplastics the processing and the properties of the bond are improved.
Zur Verklebung von Metallteilen auf Kunststoffen werden üblicher Weise doppelseitige Haftklebebänder eingesetzt. Die hierfür erforderlichen Klebkräfte sind für eine Fixierung und Befestigung der Metallbauteile auf den Kunststoffen ausreichend. Als Metalle werden bevorzugt Stahl, Edelstahl sowie Stahl mit Chromierungen eingesetzt. Als Kunststoffe werden z. B. PVC, ABS, PC, PPA, PA oder Elends basierend auf diesen Kunststoffen eingesetzt. Für portable Konsumgüterelektronikartikel steigen jedoch stetig die Anforderungen. Zum Einen werden diese Artikel immer kleiner, so dass damit auch die Verklebungsflächen geringer werden. Zum Anderen muss die Verklebung zusätzliche Anforderungen erfüllen, da portable Artikel in einem größeren Temperaturbereich eingesetzt werden und zudem mechanischer Belastung, wie Stößen, Stürze usw., ausgesetzt werden können. Diese Voraussetzungen sind besonders problematisch für Metallverklebungen auf Kunststoffen. Der Kunststoff kann bei einem Sturz einen Teil der Energie absorbieren, während Metalle sich gar nicht verformen. In diesem Fall muss das Klebeband einen Großteil der Energie absorbieren. Dies kann in besonders effizienter Weise durch den Einsatz hitzeaktivierbarer Folien geschehen, die eine besonders hohe Klebkraft nach Aktivierung ausbilden können. Des Weiteren sind die unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten der Metalle und Kunststoffe ein Problem. So können bei raschen Temperaturwechseln Spannungen zwischen den Kunststoff- und Metallbauteilen auftreten.to Bonding of metal parts to plastics is becoming more common Way used double-sided pressure-sensitive adhesive tapes. The one for this required bond strengths are for a fixation and attachment of the metal components on the plastics sufficient. The preferred metals are steel, stainless steel and steel with chromations used. As plastics z. As PVC, ABS, PC, PPA, PA or Misery based on these plastics used. For However, portable consumer electronics products are rising steadily the requirements. For one thing, these articles are getting smaller, so that also the bonding surfaces are smaller. On the other hand, the bonding has additional requirements meet as portable items in a larger Temperature range are used and also mechanical stress, such as bumps, falls, etc., to be suspended can. These conditions are particularly problematic for metal bonding on plastics. Plastic can absorb some of the energy in a fall while Metals do not deform at all. In this case, the tape needs absorb much of the energy. This can be special efficiently done by using heat-activated films, which can form a particularly high bond strength after activation. Furthermore, the different expansion coefficients of Metals and plastics are a problem. So can fast Temperature changes Tensions between the plastic and metal components occur.
Hitzeaktivierbare Klebemassen lassen sich in zwei Kategorien unterteilen, in die a) thermoplastischen, hitzeaktivierbaren Folien und in die b) reaktiven, hitzeaktivierbaren Folien.heat-activatable Adhesives can be subdivided into two categories into which thermoplastic, heat-activatable films and in the b) reactive, heat-activated films.
Die bekannten thermoplastischen Systeme weisen aber auch Nachteile auf. Um eine hohe Schockfestigkeit zu erreichen, beispielsweise wenn ein Mobilfunktelefon auf den Boden fällt, werden relativ weiche und elastische Thermoplasten zur Verklebung eingesetzt. Damit verbunden sind aber auch Nachteile. Durch die Weichheit lassen sich die Thermoplaste relativ schlecht stanzen. Zu dem besitzen die meist thermoplastischen Copolyester oder Copolyamide den Nachteil, eine relativ große Menge an Feuchtigkeit aufzunehmen. Diese bereitet während der Verklebung immer Nachteile, wie z. B. eine Bläschenbildung, die die Verklebung schwächt. Ein weiterer Nachteil der Thermoplaste zeigt sich ebenfalls während des Verklebungsprozesses. Die Form der hitzeaktivierbaren Folie hat eine relativ starke Tendenz, im Heißverklebungsschritt auszuquetschen, da die Viskosität während der Erwärmung und Temperaturaktivierung deutlich abnimmt.The However, known thermoplastic systems also have disadvantages. To achieve a high shock resistance, for example when a mobile phone falls to the ground becomes relative soft and elastic thermoplastics used for bonding. In order to but there are also disadvantages. Due to the softness can be the thermoplastics punch relatively poorly. To own the most thermoplastic copolyesters or copolyamides the disadvantage, a to absorb a relatively large amount of moisture. This prepares during the bonding always disadvantages, such. Legs Bubble formation, which weakens the bond. Another disadvantage of thermoplastics is also evident during of the bonding process. The shape of the heat-activated film has a relatively strong tendency in the heat-bonding step squeeze because the viscosity during the Warming and temperature activation decreases significantly.
Somit besteht ein Bedarf daran dieses Verhalten von hitzeaktivierbaren Folien zu verbessern. Insbesondere besteht ein Bedarf an einem thermoplastischen, hitzeaktivierbaren Haftmittel, insbesondere in Form einer Folie, welche diese genannten Nachteile nicht aufweist bzw. die bestehenden Probleme verbessert. Ferner besteht ein Bedarf an einem Verfahren zur Herstellung entsprechend verbesserten thermoplastischen Haftmittel.Consequently There is a need for this behavior of heat-activatable Improve slides. In particular, there is a need for a thermoplastic, heat-activatable adhesive, in particular in the form of a film, which does not have these disadvantages mentioned or existing ones Problems improved. Further, there is a need for a method for producing correspondingly improved thermoplastic adhesives.
Der Erfindung liegt in Anbetracht dieses Standes der Technik die Aufgabe zu Grunde, eine thermoplastische hitzeaktivierbare Folie für die Verklebung zur Verfügung zu stellen, die während des Verarbeitungsprozesses der Verklebung ein verringertes Ausquetschverhalten aufweist und während der Lagerung bzw. in Lagerform vor der Verklebung eine verringerte Wasseraufnahmefähigkeit besitzt und damit während der Heißverklebung die Bildung von Blasen in der Klebefuge vermindert und/oder unterbunden werden kann.Of the Invention is the object in view of this prior art based, a thermoplastic heat-activated film for to provide the bonding during the the processing of the bonding a reduced squeezing behavior and during storage or in storage form the bond has a reduced water absorbency has and thus during the Heißverklebung the Formation of bubbles in the glue joint diminished and / or prevented can be.
Gelöst wird die Aufgabe entsprechend den Angaben der unabhängigen Ansprüche 1,5 sowie nach den nebengeordneten Ansprüchen 9, 12, 13, und 14. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen als auch detailliert in der Beschreibung dargelegt.Solved the task will be performed according to the information provided by the independent Claims 1.5 and according to the independent claims 9, 12, 13, and 14. Preferred embodiments are in the dependent claims as well as in detail in the description explained.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den folgenden Schritten gelöst,
- a) Extrudieren bzw. Extrusionsbeschichtung eines hitzeaktivierbaren Thermoplasten
- b) Verstreckung des hitzeaktivierbaren Thermoplasten-Films in Maschinenrichtung um zu mindestens den Faktor 3, wobei die Verstreckungstemperatur bevorzugt mindestens 30% unterhalb der Extrusionstemperatur liegt und die Schmelzenthalpie des verstreckten thermoplastischen Haftmittels mindestens 30% oberhalb der Schmelzenthalpie des nicht verstreckten Zustandes des Haftmittels, insbesondere des Thermoplasten liegt
- c) der orientierte hitzeaktivierbare Thermoplasten-Film auf einen Träger aufgelegt wird.
- a) Extrusion or extrusion coating of a heat-activatable thermoplastic
- b) stretching of the heat-activatable thermoplastic film in the machine direction by at least a factor of 3, wherein the drawing temperature is preferably at least 30% below the extrusion temperature and the enthalpy of fusion of the stretched thermoplastic adhesive at least 30% above the enthalpy of fusion of the unstretched state of the adhesive, in particular Thermo plastic is lying
- c) the oriented heat-activatable thermoplastic film is placed on a support.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines verstreckten, flächigen Haftmittels mit mindestens einem hitzeaktivierbaren polymeren Thermoplasten und gegebenenfalls mindestens einem Träger, sowie ein entsprechendes verstrecktes, flächiges Haftmittel erhältlich nach dem Verfahren, umfassend die folgenden Schritte,
- – Extrudieren des hitzeaktivierbaren Thermoplasten zu einem thermoplastischen, flächigen Haftmittel, insbesondere zu einem thermoplastischen Film oder einer thermoplastischen Folie,
- – Verstreckung des flächigen Haftmittels, insbesondere in Maschinenrichtung, vorzugsweise um den Faktor 2 in Bezug auf das extrudierte unverstreckte Haftmittel, bevorzugt um den Faktor größer gleich 3, besonders bevorzugt um größer gleich 4 bis 5 oder auch höher, wobei die Verstreckung zu einer Orientierung der Polymerketten des Thermoplasten, insbesondere zu einer Erhöhung der Orientierung der Polymerketten bevorzugt im Vergleich zum extrudierten Thermoplasten, führt, und
- – Erhalt eines verstreckten, flächigen Haftmittels.
- Extruding the heat-activatable thermoplastic into a thermoplastic, sheet-like adhesive, in particular a thermoplastic film or a thermoplastic film,
- Stretching of the sheet-like adhesive, in particular in the machine direction, preferably by a factor of 2 with respect to the extruded undrawn adhesive, preferably by a factor greater than or equal to 3, particularly preferably greater than or equal to 4 to 5 or higher, the orientation being in the direction of orientation Polymer chains of the thermoplastic, in particular to increase the orientation of the polymer chains, preferably in comparison to the extruded thermoplastic, leads, and
- - Obtained a stretched, flat adhesive.
Die erfinderischen teilkristallinen thermoplastischen hitzeaktivierbaren verstreckten, flächigen Haftmittel weisen aufgrund der Verstreckung einen erhöhten kristallinen Anteil und/oder einen erhöhten Anteil an orientierten Polymeren im Vergleich zu entsprechend unbehandelten Haftmitteln, insbesondere nur extrudierten Haftmitteln, auf. Für jeden Einzelfall kann die Verstreckung des jeweiligen Thermoplasten und die damit einhergehende erhöhte Orientierung der Polymerketten und/oder erhöhte Kristallinität unter anderem mittels Röntgenpulverdiffraktometrie oder üblicher spektroskopischer Methoden nachgewiesen werden.The innovative semi-crystalline thermoplastic heat-activated stretched, flat adhesives have due to the Drawing an increased crystalline content and / or an increased proportion of oriented polymers in comparison correspondingly untreated adhesives, in particular only extruded adhesives, on. For each individual case, the stretching of the respective Thermoplastics and the associated increased orientation the polymer chains and / or increased crystallinity below by X-ray powder diffractometry or more commonly be detected by spectroscopic methods.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt die Verstreckung des extrudierten Thermoplasten in Maschinenrichtung zu mindestens dem Faktor 4, besonders bevorzugt dem Faktor 5. Der Faktor ergibt sich aus dem Verhältnis von Ausgangslänge des extrudierten Haftmittels zur Längenänderung des verstreckten Haftmittels (L1:L2 – L1). Die Verstreckung der Thermoplaste ist begrenzt. In Abhängigkeit von der chemischen Zusammensetzung und dem Molekulargewicht kann der extrudierte Thermoplast, insbesondere in Form eines Films oder einer Folie, bis kurz vor die Reissgrenze in Maschinenrichtung gestreckt werden.In a particularly preferred embodiment of the invention, the orientation of the extruded thermoplastic in the machine direction is at least a factor of 4, particularly preferably a factor of 5. The factor is the ratio of the initial length of the extruded adhesive to the elongation of the stretched adhesive (L 1 : L 2 - L 1 ). The stretching of the thermoplastics is limited. Depending on the chemical composition and the molecular weight, the extruded thermoplastic, especially in the form of a film or a film, can be stretched in the machine direction until shortly before the tear limit.
Eine Verstreckung von teilkristallinen Materialien kann generell in unterschiedlichen Temperaturbereichen mit unterschiedlichen, resultierenden Eigenschaften der verstreckten Materialien erfolgen.A Drawing of semi-crystalline materials can generally be done in different ways Temperature ranges with different, resulting properties the stretched materials take place.
So kann die Verstreckung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren a) bei einer Temperatur oder in einem Temperaturbereich oberhalb des Kristallitschmelzbereiches des Thermoplasten mit anschließender Abkühlung des flächigen, verstreckten Haftmittels erfolgen. Der Kristallitschmelzbereich liegt bevorzugt zwischen +85°C und +150°C, besonders bevorzugt um 100°C bis 120°C mit einem breiten Schmelzpeak, wie es für polymere Verbindungen typisch ist. Alternativ kann b) die Verstreckung im Temperaturbereich des Kristallitschmelzbereiches des Thermoplasten mit anschließender Abkühlung des flächigen, verstreckten Haftmittels erfolgen oder c) die Verstreckung kann bei einer Temperatur unterhalb des Kristallitschmelzbereiches des Thermoplasten erfolgen. Der Kristallitschmelzbereich wird definiert als Onset-Temperatur, bei der sich der Peak im DSC auszubilden beginnt.So can the stretching according to the invention Method a) at a temperature or in a temperature range above the Kristallitschmelzbereiches of the thermoplastic with subsequent Cooling of the flat, stretched adhesive respectively. The crystallite melting range is preferably between + 85 ° C and + 150 ° C, more preferably around 100 ° C to 120 ° C with a broad melting peak, as is the case for polymeric compounds typical. Alternatively, b) the stretching in the temperature range the crystalline melting region of the thermoplastic with subsequent Cooling of the flat, stretched adhesive done or c) the stretching can be carried out at a temperature below the Kristallitschmelzbereiches of the thermoplastic made. The crystalline melting area is defined as the onset temperature at which the peak in the DSC training begins.
Besonders bevorzugt wird die Verstreckung bei einer Temperatur oder in einem Temperaturbereich oberhalb der Kristallitschmelztemperatur als Schmelzverstreckung durchgeführt. Dabei erfolgt die Verstreckung beispielsweise in einem Breitschlitzwerkzeug, wie einer Breitschlitzdüse und/oder zwischen Breitschlitzdüse und Auflagepunkt und/oder auf der Kühlwalze durch Rollen, welche eine unterschiedliche Geschwindigkeit aufweisen. Die erzeugte anisotrope Orientierung wird anschließend mittels der Kühlwalze in diesem Zustand durch Abkühlung des verstreckten Thermoplasten eingefroren. Es kann auf oder auch unter die Kristallisationstemperatur abgekühlt werden. Die Abkühlung kann auf jede erdenkliche Art erfolgen, beispielsweise wie genannt durch aktive Abkühlung durch Kühlwalzen aber auch eine langsame Abkühlung über einen längeren Zeitraum kann zweckmäßig sein.Especially Preferably, the orientation is at a temperature or in one Temperature range above the crystallite melting temperature as melt draw carried out. The stretching takes place, for example in a slot die, such as a slot die and / or between slot die and support point and / or on the chill roll by rollers, which are a different Have speed. The generated anisotropic orientation is then by means of the cooling roller in this Condition by cooling the stretched thermoplastic frozen. It can be at or below the crystallization temperature be cooled. The cooling can on each conceivable type, for example as mentioned by active Cooling by chill rolls but also a slow one Cooling down over a longer period of time may be appropriate.
Vorzugsweise wird die Verstreckung in dem Verfahren in einem Temperaturbereich durchgeführt, der etwa mindestens 30% unterhalb der Extrusionstemperatur liegt; oder in einem Bereich der unterhalb der Kristallisationstemperatur von zumindest teilkristallinen Thermoplasten oder unterhalb der Kristallitschmelztemperatur des Thermoplasten liegt.Preferably the stretching in the process is in a temperature range carried out at least about 30% below the extrusion temperature lies; or in a range below the crystallization temperature of at least partially crystalline thermoplastics or below the Crystalline melting temperature of the thermoplastic is.
In einer alternativen besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung erfolgt die Verstreckung bei einer Temperatur, die mindestens um etwa 40%, besonders bevorzugt um etwa 50% unterhalb der Extrusionstemperatur, aber oberhalb von 30°C liegt. Im Extremfall kann auch die Folie bei Raumtemperatur in Maschinenrichtung verstreckt werden.In an alternative particularly preferred embodiment of the invention, the Verstre occurs at a temperature which is at least about 40%, more preferably about 50% below the extrusion temperature, but above 30 ° C. In extreme cases, the film can be stretched at room temperature in the machine direction.
Durch die Erhöhung der Orientierung der Polymerketten bei der Verstreckung resultiert eine Erhöhung der Schmelzenthalpie, insbesondere wenn dieser Zustand im Wesentlichen fixiert werden kann. Eine sinnvolle Verfahrensführung führt zu einer Erhöhung der Schmelzenthalphie des verstreckten Thermoplasten in Bezug zum extrudierten unverstreckten Thermoplasten um mindestens etwa 30% und bevorzugte Verfahrensführungen führen zu einer Erhöhung der Schmelzenthalpie des Thermoplasten nach der Verstreckung um mindestens 40% oberhalb der Schmelzenthalpie des nicht verstreckten Zustandes. Besonders bevorzugte Verfahrensführungen bedingen eine Erhöhung der Schmelzenthalpie von bevorzugt um 60% oberhalb der Schmelzenthalpie des nicht verstreckten Zustandes. In Extremfällen lassen sich auch Werte oberhalb von 100% realisieren.By the increase in the orientation of the polymer chains in the Stretching results in an increase of the enthalpy of fusion, especially when this condition is essentially fixed can. A meaningful process leads to an increase in the enthalpy of fusion of the stretched thermoplastic relative to the extruded unstretched thermoplastic by at least about 30% and preferential proceedings lead to an increase in the enthalpy of fusion of the thermoplastic after stretching by at least 40% above the enthalpy of fusion the unstretched state. Particularly preferred process guides cause an increase in the enthalpy of fusion of preferred 60% above the enthalpy of fusion of the unstretched state. In extreme cases, values above 100% can also be realize.
Das extrudierte flächige Haftmittel kann in dem Verfahren generell vor der Verstreckung mit mindestens einem elastischen Träger versehen werden und/oder nach der Verstreckung als verstrecktes, flächiges Haftmittel mit mindestens einem Träger versehen werden. Vorzugsweise wird das verstreckte Haftmittel mit einem oder mehreren reversibel lösbaren Trägern versehen. Vorzugsweise auf den beiden Klebeseiten des flächigen Haftmittels.The Extruded sheet adhesives can be used in the process generally before stretching with at least one elastic carrier be provided and / or after drawing as stretched, flat adhesive with at least one carrier be provided. Preferably, the stretched adhesive with one or more reversibly releasable carriers Mistake. Preferably on the two adhesive sides of the flat Adhesive.
Gleichfalls Gegenstand der Erfindung ist ein verstrecktes, flächiges Haftmittel mit mindestens einem hitzeaktivierbaren polymeren Thermoplasten, wobei der verstreckte Thermoplast insbesondere als Folie oder Films vorliegt, und gegebenenfalls mit mindestens einem Träger versehen ist, wobei die Schmelzenthalpie des insbesondere extrudierten und, verstreckten Thermoplasten um mindestens 30% in Bezug auf den entsprechend unverstreckten, insbesondere extrudierten, Thermoplasten erhöht ist, insbesondere ist die Schmelzenthalpie um mindestens 40% bis 100%, bevorzugt um mindestens 60% bis 100%, besonders bevorzugt um 50% bis 70% in Bezug auf den entsprechend unverstreckten Thermoplasten erhöht.Likewise The invention relates to a stretched, flat Adhesive having at least one heat-activatable polymeric thermoplastic, wherein the stretched thermoplastic in particular as a film or films is present, and optionally with at least one carrier is provided, wherein the enthalpy of fusion of the particular extruded and, stretched thermoplastics by at least 30% with respect to correspondingly undrawn, in particular extruded, thermoplastics is increased, in particular, the enthalpy of fusion is at least 40% to 100%, preferably at least 60% to 100%, more preferably by 50% to 70% with respect to the corresponding unstretched thermoplastic elevated.
Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn das verstreckte, flächige Haftmittel auf hitzeaktivierbaren Polymeren oder Mischungen dieser basiert, die ausgewählt sind aus Thermoplasten, Reaktivharzen und/oder Füllstoffen oder Mischungen mindestens zwei der genannten Verbindungen, insbesondere wenn das verstreckte, flächige Haftmittel daraus bestehen, und gegebenenfalls mit mindestens einem Träger versehen ist.there it is particularly preferred if the stretched, flat Adhesives on heat-activatable polymers or mixtures of these which are selected from thermoplastics, reactive resins and / or fillers or mixtures of at least two of compounds mentioned, in particular when the stretched, flat Adhesive consist thereof, and optionally with at least one Carrier is provided.
Als Träger kommen übliche Release Folien oder Papiere in Betracht, die meist mit einem Trennmittel, insbesondere als Trennschicht oder Trennlack, zur reversiblen Verbindung des Thermoplasten mit dem Träger versehen sind. Die Träger können übliche Träger, wie sie nachstehend erläutert sind, umfassen.When Carriers come standard release slides or papers into consideration, usually with a release agent, especially as a release layer or release varnish, for the reversible connection of the thermoplastic with the carrier are provided. The carriers can be usual Carriers as explained below include.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein verstrecktes, flächiges Haftmittel, insbesondere in Form einer Folie oder eines Films, dessen Feuchtigkeitsaufnahme bei 60°C und 95% relativer Luftfeuchtigkeit innerhalb von etwa 24 Stunden in Bezug zum entsprechenden, nicht verstreckten, insbesondere ansonsten im Wesentlichen gleich behandelten, Thermoplasten um mindestens 10 Gew.-% vermindert ist, insbesondere um 20 Gew.-%, jeweils mit einer Schwankungsbreite von +/–5 Gew.-%. Bis auf den bei einer Folie durchgeführten Verstreckungs- bzw. Reckungsvorgang gleichen sich die Thermoplasten bezüglich ihrer Zusammensetzung, des Gewichts als auch der Abmessungen, wie Filmdicke und Dimensionen.One Another object of the invention relates to a stretched, flat Adhesive, in particular in the form of a film or a film, the Moisture absorption at 60 ° C and 95% relative humidity within about 24 hours in relation to the corresponding unstretched, especially otherwise substantially treated the same, thermoplastics is reduced by at least 10% by weight, in particular by 20% by weight, each with a fluctuation range of +/- 5 wt .-%. To on the stretching carried out on a film or Stretching process are similar to the thermoplastics their composition, weight and dimensions, such as Film thickness and dimensions.
Das erfindungsgemäß verstreckte Haftmittel weist insbesondere zusätzlich zur verminderten Feuchtigkeitsaufnahme, welche auf eine erhöhte Kristallinität des Thermoplasten zurückgeführt wird, ohne an diese Theorie gebunden zu sein, zudem ein verbessertes Ausquetschverhalten auf. Das Ausquetschverhalten durch Verklebung unter Druck- und Temperatureinfluss, wird unter im Wesentlichen gleichen Bedingungen für verstreckte, flächige und nur extrudierte Thermoplasten bestimmt.The According to the invention stretched adhesive has in particular in addition to decreased moisture absorption, which on increased crystallinity of the thermoplastic is traced back without being tied to this theory to be, also an improved Ausquetschverhalten on. The squeezing behavior by gluing under pressure and temperature influence, is under essentially the same conditions for stretched, flat and only extruded thermoplastics.
Bei dem so ermittelten Ausquetschverhalten weisen die verstreckten, flächigen Haftmittel des hitzeaktivierbaren Thermoplasten in Bezug zu entsprechend nicht verstreckten Thermoplasten unter sonst im Wesentlich gleichen Bedingungen ein um 2 bis 25% reduziertes Ausquetschverhalten auf, insbesondere ist das Ausquetschverhalten um etwa 10%, bevorzugt um etwa 20%, jeweils mit einer Toleranz von plus/minus 5% reduziert.at the squeezing behavior thus determined is shown by the stretched, two-dimensional adhesive of the heat-activatable thermoplastic in relation to correspondingly unstretched thermoplastics otherwise substantially the same conditions reduced by 2 to 25% Ausquetschverhalten on, in particular is the Ausquetschverhalten by about 10%, preferably by about 20%, each with a tolerance of plus / minus 5% reduced.
Überraschend wird für das erfindungsgemäße verstreckte, flächige Haftmittel basierend auf dem hitzeaktivierbaren Thermoplasten durch die Erhöhung der Anzahl und/oder der Vergrößerung der kristallinen Bereiche in dem Thermoplasten eine Zunahme der Härte und der Dimensionsstabilität des Thermoplasten oder auch einer Mischung enthaltend den Thermoplasten, beispielsweise eines Elends, beobachtet. Diese veränderten Eigenschaften des verstreckten Haftmittels führen zu einer deutlich verbesserten Bearbeitbarkeit, wie beispielsweise Stanzbarkeit oder Schneidbarkeit. Somit ist ein Gegenstand der Erfindung ein verstrecktes, flächiges Haftmittel einer definierten Form, insbesondere in Form eines Stanzlings oder einer zugeschnittenen oder über Laserschneidverfahren zugeschnittenen Form. Dabei liegt das flächige Haftmittel vorzugsweise als Film, Folie oder als Beschichtung vor.Surprisingly, for the stretched, flat adhesive of the invention based on the heat-activatable thermoplastic by increasing the number and / or increasing the crystalline areas in the thermoplastic increases the hardness and dimensional stability of the thermoplastic or also a mixture containing the thermoplastic, for example a misery observed. These altered properties of the stretched adhesive result in significantly improved workability, such as stampability or cuttability. Thus, an object of the invention is a stretched, flat adhesive of a defined shape, in particular in the form of a stamped or cut or cut by laser cutting process form. In this case, the two-dimensional adhesive is preferably present as a film, foil or as a coating.
Gleichfalls Gegenstand der Erfindung ist ein verstrecktes, flächiges Haftmittel, erhältlich nach dem vorstehenden Verfahren, mit mindestens einem hitzeaktivierbaren polymeren Thermoplasten und gegebenenfalls mit mindestens einem Träger, wobei die Schmelzenthalpie des verstreckten Haftmittels, insbesondere des verstreckten Thermoplasten, um mindestens 30% in Bezug auf das entsprechend unverstreckte, extrudierte Haftmittel, insbesondere den entsprechend unverstreckten, extrudierten, Thermoplasten, erhöht ist, insbesondere ist die Schmelzenthalpie um mindestens 40% bis 100%, bevorzugt um 60% bis 100%, besonders bevorzugt um 50% bis 70% in Bezug auf den entsprechend unverstreckten Thermoplasten erhöht.Likewise The invention relates to a stretched, flat Adhesive obtainable by the above method, with at least one heat-activatable polymeric thermoplastic and optionally with at least one carrier, wherein the Enthalpy of fusion of the stretched adhesive, in particular the stretched thermoplastics, by at least 30% in terms of accordingly undrawn, extruded adhesives, especially the corresponding ones unstretched, extruded, thermoplastic, is increased, in particular, the enthalpy of fusion is at least 40% to 100%, preferably by 60% to 100%, more preferably by 50% to 70% in Increased respect to the corresponding unstretched thermoplastic.
Als hitzeaktivierbare Thermoplaste zur Herstellung von erfindungsgemäßen hitzeaktivierbaren Haftmitteln, in Form von Filmen oder Folien, können zunächst generell alle geeigneten Thermoplaste eingesetzt werden, die unter Hitzeaktivierung zur Verklebung eingesetzt werden können sowie sich unter Verstreckung orientieren lassen und kristalline Bereiche ausbilden können.When heat-activatable thermoplastics for the production of inventive heat-activated adhesives, in the form of films or foils, In general, all suitable thermoplastics can be used used, which used under heat activation for bonding be able to orientate themselves under orientation let and form crystalline areas.
In einer sehr bevorzugten Ausführungsvariante werden Thermoplaste mit einer Erweichungstemperatur von größer 85°C und kleiner 150°C eingesetzt, wobei in der Regel Thermoplaste in einem Temperaturbereich erweichen.In a very preferred embodiment are thermoplastics with a softening temperature greater than 85 ° C and less than 150 ° C, usually thermoplastics soften in a temperature range.
Geeignete Thermoplaste sind beispielsweise Polyester bzw. Copolyester, Polyamide bzw. Copolyamide, Polyolefine, wie beispielsweise Polyethylen (Hostalen®, Hostalen Polyethylen GmbH), Polypropylen (Vestolen P®, DSM), wobei die Aufzählung keinen Anspruch auf Vollständigkeit besitzt. Des Weiteren können auch Elends aus unterschiedlichen Thermoplasten eingesetzt werden.Suitable thermoplastics are, for example, polyesters or copolyesters, polyamides and copolyamides, polyolefins, such as polyethylene (Hostalen ®, Hostalen Polyethylen GmbH), polypropylene (Vestolen P ®, DSM), the list making no claim to completeness. Furthermore, blends of different thermoplastics can be used.
In einer weiteren Ausführungsform werden Poly-α-olefine eingesetzt. Von der Firma Degussa sind unter dem Handelsnamen VestoplastTM unterschiedliche hitzeaktivierbare Poly-α-olefine kommerziell erhältlich.In a further embodiment, poly-α-olefins are used. From the company Degussa different heat-activatable poly-α-olefins are commercially available under the trade name Vestoplast TM .
Zur Optimierung der klebtechnischen Eigenschaften und des Aktivierungsbereiches lassen sich optional klebkraftsteigernde Harze oder Reaktivharze hinzusetzten. Der Anteil der Harze beträgt zwischen 2 und 30 Gew.-% bezogen auf den Thermoplasten bzw. den thermoplastischen Blend. Durch den Zusatz der Harze oder weiterer Thermoplaste darf aber nicht das Kristallisationsvermögen der Thermoplaste oder Elends zerstört, insbesondere darf das Kristallisationsvermögen nicht zu stark herabgesetzt, werden.to Optimization of the adhesive properties and the activation range Optionally tackifying resins or reactive resins can be used added sat. The proportion of resins is between 2 and 30 Wt .-% based on the thermoplastic or thermoplastic Blend. By the addition of resins or other thermoplastics allowed but not the crystallinity of thermoplastics or misery destroys, in particular may the crystallization capacity not be lowered too much.
Als
zuzusetzende klebrigmachende Harze sind ausnahmslos alle vorbekannten
und in der Literatur beschriebenen Klebharze einsetzbar. Diese Harze
sind dem Fachmann an sich geläufig. 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 dem entsprechenden Thermoplasten
kompatiblen (löslichen) Harze einsetzen, insbesondere sei
verwiesen auf alle aliphatischen, aromatischen, alkylaromatischen
Kohlenwasserstoffharze, Kohlenwasserstoffharze auf Basis reiner Monomere,
hydrierte Kohlenwasserstoffharze, funktionelle Kohlenwasserstoffharze
sowie Naturharze. Auf die Darstellung des Wissensstandes im
In einer weiteren Ausführungsvariante werden dem Thermoplasten und/oder dem Blend Reaktivharze hinzugegeben. Eine sehr bevorzugte Gruppe der Reaktivharze umfasst Epoxy-Harze. Das Molekulargewicht der Epoxy-Harze variiert vorzugsweise von 100 g/mol bis zu maximal 10000 g/mol für polymere Epoxy-Harze.In Another embodiment variant is the thermoplastic and / or the reactive resin added to the blend. A very preferred one Group of reactive resins includes epoxy resins. The molecular weight of Epoxy resins preferably vary from 100 g / mol to a maximum of 10,000 g / mol for polymeric epoxy resins.
Die Epoxy-Harze umfassen zum Beispiel ein Reaktionsprodukt aus Bisphenol A und Epichlorhydrin, ein Reaktionsprodukt aus Phenol und Formaldehyd (Novolak Harze) und Epichlorhydrin, Glycidyl Ester und/oder ein Reaktionsprodukt aus Epichlorhydrin und p-Amino Phenol. Bevorzugte kommerziell erhältliche Harze und/oder Edukte zur Herstellung der Harze sind beispielsweise, aber nicht abschließend, AralditeTM 6010, CY-281TM, ECNTM 1273, ECNTM 1280, MY 720, RD-2 von Ciba Geigy, DERTM 331, DERTM 732, DERTM 736, DENTM 432, 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. Beispielhaft genannte kommerziell erhältliche 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. Es können auch Reaktivharze basierend auf Polyisocyanaten, wie beispielsweise CoronateTM L von Nippon Polyurethan Ind., DesmodurTM N3300 oder MondurTM 489 von Bayer eingesetzt werden.The epoxy resins include, for example, a reaction product of bisphenol A and epichlorohydrin, a reaction product of phenol and formaldehyde (novolak resins) and epichlorohydrin, glycidyl esters and / or a reaction product of epichlorohydrin and p-amino phenol. Preferred commercially available resins and / or educts for making the resins include, but are not limited to, Araldite ™ 6010, CY-281 ™ , ECN ™ 1273, ECN ™ 1280, MY 720, RD-2 from Ciba Geigy, DER ™ 331, THE TM 732, THE TM 736, TM 432, TM 438, TM 485 from Dow Chemical, Epon ™ 812, 825, 826, 828, 830, 834, 836, 871, 872, 1001, 1004, 1031 etc. from Shell Chemical and HPT ™ 1071, HPT ™ 1079 also from Shell Chemical. Exemplified commercially available aliphatic epoxy resins are e.g. Vinylcyclohexanedioxides such as ERL-4206, ERL-4221, ERL 4201, ERL-4289 or ERL-0400 from Union Carbide Corp. As novolac resins z. For example, Epi-Rez ™ 5132 from Celanese, ESCN-001 from Sumitomo Chemical, CY-281 from Ciba Geigy, DEN ™ 431, DEN ™ 438, Quatrex 5010 from Dow Chemical, RE 305S from Nippon Kayaku, Epiclon ™ N673 from DaiNipon Ink Chemistry or Epicote ™ 152 from Shell Chemical. Furthermore, can be used as reactive resins and melamine resins such. Cymel ™ 327 and 323 from Cytec. Furthermore, as reactive resins and terpene phenolic resins, such as. For example, NIREZ ™ 2019 from Arizona Chemical. Furthermore, can be used as reactive resins and phenolic resins such. YP 50 from Toto Kasei, PKHC from Union Carbide Corp. And BKR 2620 from Showa Union Gosei Corp. deploy. Reactive resins based on polyisocyanates, such as Coronate ™ L from Nippon Polyurethane Ind., Desmodur ™ N3300 or Mondur ™ 489 from Bayer, may also be used.
Weiterhin können optional Füllstoffe, wie beispielsweise Fasern, Ruß, Zinkoxid, Titandioxid, Kreide, Voll- oder Hohlglaskugeln, Mikrokugeln aus anderen Materialien, Kieselsäure, Silikate; oder Keimbildner, Blähmittel, Compoundierungsmittel, Hilfsmittel und/oder Alterungsschutzmittel, beispielsweise in Form von primären und sekundären Antioxidantien oder in Form von Lichtschutzmitteln zugesetzt sein. Die Füllstoffe werden vorzugsweise vor oder während der Extrudierung, insbesondere dem Thermoplasten und/oder dem Blend zugesetzt. Vor der Extrudierung kann beispielsweise eine Vermischung in einem Doppelschneckenextruder erfolgen.Farther can optionally fillers, such as Fibers, carbon black, zinc oxide, titanium dioxide, chalk, solid or Hollow glass spheres, microspheres of other materials, silica, silicates; or nucleating agents, blowing agents, compounding agents, Aids and / or anti-aging agents, for example in form of primary and secondary antioxidants or be added in the form of sunscreens. The fillers are preferably before or during the extrusion, especially added to the thermoplastic and / or the blend. In front For example, the extrusion can be mixed in a twin-screw extruder respectively.
Nachfolgend wird das Verfahren zur Herstellung eines verstreckten, flächigen Haftmittels allgemein näher erläutert, ohne das Verfahren auf diese Ausführungen zu beschränken. Die Beschichtung, insbesondere die Herstellung des flächigen Haftmittels, erfolgt aus der Schmelze. Für die Vermischung der Harze oder der Thermoplaste kann es erforderlich sein, zuvor eine Vermischung durchzuführen. Diese Vermischung kann beispielsweise in einem Doppelschneckenextruder oder Kneter erfolgen. Für die Beschichtung mit reinen Thermoplasten, insbesondere die Herstellung des flächigen Haftmittels eines reinen Thermoplasten, genügt in der Regel auch ein Einschneckenextruder. Hier wird das Extrudat stufenweise bis zur Extrusionstemperatur aufgeheizt, also im Aufheizprozess verflüssigt. Die Temperaturauswahl erfolgt in Anlehnung an den Meltflowindex des Thermoplasten. Die Ausbildung des flächigen, extrudierten Haftmittels, insbesondere des Films, erfolgt in der Extrusionsdüse. Für die Beschichtung, insbesondere die Herstellung des flächigen Haftmittels, kann generell zwischen dem Kontakt- und dem Kontaktlosen-Verfahren unterschieden werden. Das thermoplastische hitzeaktivierbare flächige Haftmittel, insbesondere als Klebefolie, kann bereits in der Düse vororientiert werden. Dieser Prozess wird durch das Düsendesign innerhalb der Beschichtungsdüse beeinflusst. Nach dem Düsenaustritt kann an dem Düsenaustritt der Reckprozess erfolgen. Durch den Reckprozess oder die Reckung wird die Verstreckung des flächigen Haftmittels zur Ausbildung des verstreckten, flächigen Haftmittels herbeigeführt. Das Reckverhältnis kann beispielsweise durch die Breite des Düsenspaltes gesteuert werden. Eine Reckung tritt immer dann auf, wenn die Schichtdicke des flächigen Haftmittels, insbesondere des Haftklebefilms, geringer ist als die Breite der Düsenspalten, vorzugsweise wird das verstreckte, flächige Haftmittel mit einem zu beschichtenden Trägermaterial versehen. Üblicherweise wird das verstreckte, flächige Haftmittel auf ein zu beschichtendes Trägermaterial aufgelegt, um ein verstrecktes, flächiges Haftmittel mit Träger auszubilden.following The process for producing a stretched, flat Adhesive generally explained in more detail, without the Procedures to limit these statements. The coating, in particular the production of the flat Adhesive, takes place from the melt. For mixing Resins or thermoplastics may be required before to perform a mixing. This mixing can for example, in a twin-screw extruder or kneader. For the coating with pure thermoplastics, in particular the preparation of the planar adhesive of a pure Thermoplastics, as a rule, a single-screw extruder is sufficient. Here the extrudate gradually increases to the extrusion temperature heated, so liquefied in the heating process. The temperature selection is based on the melt flow index of the thermoplastic. The Formation of the flat, extruded adhesive, in particular of the film, takes place in the extrusion die. For the coating, in particular the production of the sheet Adhesive, can generally between the contact and the contactless method be differentiated. The thermoplastic heat-activated planar Adhesive, especially as an adhesive film, already in the nozzle be preoriented. This process is through the nozzle design influenced within the coating nozzle. After the nozzle exit can take place at the nozzle exit of the stretching process. By the stretching process or stretching is the stretching of the plane Adhesive for the formation of the stretched, flat Adhesive brought about. The stretch ratio For example, it can be controlled by the width of the nozzle gap become. A stretching always occurs when the layer thickness the flat adhesive, in particular the pressure-sensitive adhesive film, lower is as the width of the nozzle columns, preferably the stretched, flat adhesive with one to be coated Provided carrier material. Usually that will stretched, flat adhesives on a to be coated Carrier material applied to a stretched, flat Form adhesive with carrier.
Für die Extrusionsbeschichtung wird bevorzugt eine Extrusionsdüse eingesetzt. Die verwendeten Extrusionsdüsen können aus einer der drei folgenden Kategorien stammen: T-Düse, Fischschwanz-Düse und Bügel-Düse. Die einzelnen Typen unterscheiden sich durch die Gestalt ihres Fließkanals. Durch diese Formen der Extrusionsdüse kann eine Orientierung innerhalb des Schmelzklebers erzeugt werden. Für den Fall, dass zwei- oder mehrschichtige thermoplastische hitzeaktivierbare Folien hergestellt werden sollen, können auch Coextrusionsdüsen eingesetzt werden.For the extrusion coating is preferably an extrusion die used. The extrusion dies used can come from one of the following three categories: T-nozzle, Fishtail nozzle and stirrup nozzle. The individual types differ in the shape of their flow channel. By these forms of the extrusion nozzle can be an orientation be generated within the hot melt adhesive. In the case, that two- or multi-layered thermoplastic heat-activated Foils to be produced can also coextrusion nozzles be used.
Zur Herstellung wird besonders bevorzugt mit einer Bügeldüse auf einen Träger beschichtet, insbesondere zur Ausbildung eines flächigen, vorzugsweise verstreckten, Haftmittels, und zwar derart, dass durch eine Relativbewegung von Düse zu Träger ein hitzeaktivierbares verstrecktes, flächiges Haftmittel als Folienschicht auf dem temporären Träger entsteht. Dabei wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren das flächige Haftmittel, insbesondere der Schmelzklebefilm, um mindestens den Faktor 3 gereckt, bevorzugt um den Faktor 5.to Production is particularly preferred with a stirrup nozzle coated on a support, in particular for training a flat, preferably stretched, adhesive, in such a way that by a relative movement of nozzle to carrier a heat-activated stretched, planar Adhesive as a film layer on the temporary support arises. It is in the inventive Method of the sheet-like adhesive, in particular the hot-melt adhesive film, stretched by at least a factor of 3, preferably by a factor of 5.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird das Extrudat durch eine Breitschlitzdüse gepresst und dann auf einer oder mehreren Abzugswalzen abgezogen. Die Abzugswalzen werden auch dazu eingesetzt, dass Extrudat auf die gewünschte Temperatur abzukühlen. Das so erhaltene flächige Haftmittel, insbesondere in Form einer Folie, wird sodann längs zur Extrusionsrichtung gestreckt, was zu einer Orientierung der Polymerketten führt. In Längsrichtung wird bevorzugt 3:1, mehr bevorzugt 4:1, äußerst bevorzugt größer 5:1 gereckt und das verstreckte, flächige Haftmittel erhalten. Das Längsstrecken wird zweckmäßigerweise mit Hilfe zweier oder mehrerer verschieden schnelllaufender Walzen durchgeführt. Die Walzen zur Streckung können unterschiedlich beheizt werden. Die Temperatur sollte mindestens 30% unterhalb der Extrusionstemperatur liegen. Für den Fall, dass keine antihaftenen Walzen eingesetzt werden, sollte vorzugsweise die Temperatur der Walzen unterhalb der Klebetemperatur der hitzeaktivierbaren Folie liegen.In a preferred embodiment of the method, the extrudate is pressed through a slot die and then drawn off on one or more take-off rolls. The take-off rolls are also used to cool the extrudate to the desired temperature. The flat adhesive thus obtained, in particular in the form of a film is then stretched longitudinally to the extrusion direction, which leads to an orientation of the polymer chains. In the longitudinal direction, preferably 3: 1, more preferably 4: 1, most preferably greater than 5: 1 stretched and the stretched, flat adhesive obtained. The longitudinal stretching is conveniently carried out with the aid of two or more different high-speed rolls. The rollers for stretching can be heated differently. The temperature should be at least 30% below the extrusion temperature. In the event that no non-stick rolls are used, the temperature of the rolls should preferably be below the sticking temperature of the heat-activatable film.
Prinzipiell können aber auch andere Reckungsverfahren in Beschichtungsrichtung angewendet werden. Generell ist dem Fachmann klar, dass eine Reckung zur Verstreckung des flächigen Haftmittels auch quer und/oder schräg zur Maschinenrichtung möglich ist. Diese Art der Reckung ist allerdings aufgrund der Verfahrensführung aufwendiger und somit unwirtschaftlicher.in principle but can also other stretching processes in the coating direction be applied. In general, it is clear to the person skilled in the art that a stretching for drawing the sheet adhesive also transversely and / or is possible obliquely to the machine direction. These Type of stretching is, however, due to the procedure more complicated and thus less economical.
Nach der Reckung wird das hitzeaktivierbare, verstreckte, flächige Haftmittel, insbesondere als Folie, mit einem Träger versehen. Dies kann beispielsweise eine Release Folie oder ein Release Papier sein. Zur Verbesserung der Verankerung des Haftmittels und des Trägers kann es erforderlich sein, dass das hitzeaktivierbare Haftmittel, insbesondere als Folie, elektrostatisch aufgelegt wird. In einer weiteren Form kann auch die hitzeaktivierbare Folie auf ein einseitig klebendes Haftklebeband abgelegt werden. Die Haftung der Haftklebemasse und des flächigen Haftmittels sollte aber nicht sehr stark ausgeprägt sein. Zudem sollte die Haftklebemasse sowohl bei Raumtemperatur als auch bei erhöhten Temperaturen reversibel von der hitzeaktivierbaren Folie lösbar sein.To the stretching becomes the heat-activated, stretched, flat Adhesive, in particular as a film, provided with a carrier. This can be for example a release foil or a release paper be. To improve the anchoring of the adhesive and the carrier It may be necessary for the heat-activatable adhesive, especially as a film is electrostatically applied. In a Another form is the heat-activated film on a one-sided adhesive adhesive tape are stored. The adhesion of the PSA and the surface adhesive should not be very strong Be pronounced. In addition, the pressure-sensitive adhesive should be both Reversible at room temperature as well as at elevated temperatures be detachable from the heat-activatable film.
In einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung kann auch das flächige, nicht verstreckte, Haftmittel, insbesondere ein nicht gereckter oder orientierter hitzeaktivierbarer Film, auf eine Releasefolie abgelegt werden. Anschließend erfolgt dann die Reckung in Längsrichtung aus dem Verbund der Release Folie und der hitzeaktivierbaren Folie. In dieser Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es bevorzugt und gewünscht, dass die Release Folie und das hitzeaktivierbare, flächige Haftmittel, insbesondere die hitzeaktivierbare Folie, ein ähnliches Wärmeverhalten aufweisen, um Spannungen zu vermeiden. Zudem sollte die Release Folie mit einer flexiblen Releaseschicht ausgestattet sein, damit diese während des Verstreckungsvorganges nicht aufbricht.In Another embodiment of the invention may also the flat, unstretched, adhesive, in particular an unstretched or oriented heat-activatable film a release foil are stored. Then done then the longitudinal stretching out of the composite of the release Film and the heat-activated film. In this embodiment of the method according to the invention it is preferred and desired that the release foil and the heat-activated, two-dimensional adhesive, in particular the heat-activated Film, have a similar thermal behavior, to avoid tension. In addition, the release slide with a be equipped flexible release layer so that these during the stretching process does not break up.
Nachfolgend wird das Produktdesign des Haftmittels detaillierter dargelegt, ohne die Erfindung auf diese Ausführungen zu beschränken. Das thermoplastische hitzeaktivierbare verstreckte, flächige Haftmittel hat ohne temporären Träger, beispielsweise in Form eines Films oder einer Folie, insbesondere eine Schichtdicke von 10 bis 500 μm, bevorzugt von 25 bis 250 μm. Es können aber auch thermoplastische hitzeaktivierbare flächige oder verstreckte flächige Haftmittel, insbesondere als Folie, mit zwei Verklebungsschichten eingesetzt werden, die über eine Primerschicht/Sperrschicht/Träger verbunden sind. Die Schichtdicke der Primerschicht/Sperrschicht/Träger liegt in einer bevorzugten Auslegung zwischen 0.5 und 100 μm.following the product design of the adhesive is set forth in more detail, without limiting the invention to these statements. The thermoplastic heat-activated stretched, flat Adhesive has no temporary support, for example in the form of a film or a film, in particular a layer thickness of 10 to 500 μm, preferably from 25 to 250 μm. It But also thermoplastic heat-activated planar or stretched sheet adhesives, in particular as Foil, to be used with two adhesive layers over a primer layer / barrier layer / carrier are connected. The layer thickness of the primer layer / barrier layer / carrier is in a preferred design between 0.5 and 100 microns.
Als Trägermaterial, beispielsweise für den Aufbau aus Primer/Sperrschicht/Träger können generell alle dem Fachmann für diesen Zweck geläufige und übliche Materialien verwendet werden, dies sind beispielsweise aber nicht beschränkend: Folien, insbesondere aus Polyester, PET, PE, PP, BOPP, PVC, Polyimid, Polymethacrylat, PEN, PVB, PVF, Polyamid; oder auch Vliese, Schäume, Gewebe und Gewebefolien, die ebenfalls auf diesen Materialien basieren können.When Carrier material, for example for the construction primer / barrier / carrier can all generally the person skilled in the art for this purpose and usual Materials are used, but these are not Restrictive: films, in particular of polyester, PET, PE, PP, BOPP, PVC, polyimide, polymethacrylate, PEN, PVB, PVF, polyamide; or also nonwovens, foams, tissues and tissue films which can also be based on these materials.
Als Primer können ebenfalls alle dem Fachmann geläufigen und geeigneten polymeren oder präpolymeren Verbindungen verwendet werden, insbesondere eigenen sich Verbindungen mit Carbonsäuregruppen. Beispielhaft genannte und geeignete Polymere sind Polyurethane, Polyurethan/Acrylat Copolymere, Copolymere oder Terpolymere von Polyalkylenen, Polyalkyldienen, Polyacrylatestern, Polyalkylestern, Polyvinylestern, Polyvinylen mit Acrylsäure oder Methacrylsäure. Aber auch Copolymere, wie beispielsweise Polymere basierend auf Polyethylen/acrylsäure Copolymer, Polyethylen/methacrylsäure Copolymer, Polyethylen/methacrylsäure/acrylsäure Terpolymer, Methylmethacrylate/Acrylsäure Copolymere, Polybutadien/methacrylsäure Copolymere, Vinylchloride/Acrylsäure Copolymere, und/oder Mischungen dieser. Bevorzugte verwendete Polymere und/oder Copolymere basieren auf Polyurethanen, Polyethylen/acrylsäure Copolymer und/oder Polyethylen/Methacrylsäure Copolymer. Die Eigenschaften der Polymere und/oder Copolymere lassen sich durch die Wahl der Anzahl der Carbonsäuregruppen variieren.When All primers may also be familiar to those skilled in the art and suitable polymeric or prepolymeric compounds are used, in particular own compounds with carboxylic acid groups. exemplary mentioned and suitable polymers are polyurethanes, polyurethane / acrylate Copolymers, copolymers or terpolymers of polyalkylenes, polyalkyldienes, Polyacrylate esters, polyalkyl esters, polyvinyl esters, polyvinyls with acrylic acid or methacrylic acid. But also Copolymers, such as polymers based on polyethylene / acrylic acid Copolymer, polyethylene / methacrylic acid copolymer, polyethylene / methacrylic acid / acrylic acid Terpolymer, methyl methacrylate / acrylic acid copolymers, polybutadiene / methacrylic acid Copolymers, vinyl chloride / acrylic acid copolymers, and / or Mixtures of these. Preferred polymers and / or copolymers used based on polyurethanes, polyethylene / acrylic acid copolymer and / or polyethylene / methacrylic acid copolymer. The properties The polymers and / or copolymers can be selected by the choice of Number of carboxylic acid groups vary.
Zudem können die Primer reaktive Gruppen, insbesondere weitere reaktive Gruppen, besitzen. Vernetzende Verbindungen für die entsprechenden Abmischungen weisen vorzugsweise multifunktionelle Gruppen auf oder die Verbindung ist multifunktionell. Multifunktionell bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Verbindungen eine Funktionalität von größer oder gleich 2 besitzen.In addition, the primers may have reactive groups, in particular further reactive groups. Crosslinking compounds for the respective blends preferably have multifunctional groups or the compound is multifunctional. Multifunctional in this context means that the Connections have a functionality of greater than or equal to 2.
Geeignete Vernetzer umfassen, wenn auch hier nicht der Anspruch auf Vollständigkeit besteht, polyfunktionelle Aziridine, multifunktionelle Carbodiimide, multifunktionelle Epoxies und Melamin Harze. Die bevorzugten Vernetzer sind polyfunktionelle Aziridine, wie z. B. Trimethylpropane-tris-(B-(N-aziridinyl)propionat, Pentaerythritol-tris-(B-(aziridinyl)propionat, and 2-Methyl-2-ethyl-2-((3-(2-methyl-1-aziridinyl)-1-oxopropoxy)methyl)-1,3-propandiylester.suitable Crosslinkers include, although not exhaustive consists of polyfunctional aziridines, multifunctional carbodiimides, multifunctional epoxies and melamine resins. The preferred crosslinkers are polyfunctional aziridines, such as. B. trimethylpropane tris- (B- (N-aziridinyl) propionate, pentaerythritol tris (B (aziridinyl) propionate, and 2-methyl-2-ethyl-2 - ((3- (2-methyl-1-aziridinyl) -1-oxopropoxy) methyl) -1,3-propanediyl ester.
Gemäß einer weiteren Alternative können Primer mit Hydroxygruppen oder Amingruppen eingesetzt werden.According to one Another alternative may be primers with hydroxy groups or Amine groups are used.
Zur Einstellung der Verfestigung können Bindemittel zugesetzt werden. Flüssige Bindemittel können in Wasser gelöst oder gelöst in mindestens einem organischen Lösemittel oder einer Mischung von Lösemitteln oder einer wässrigen Mischung und/oder als Dispersion appliziert werden. Überwiegend werden zur adhäsiven Verfestigung Bindedispersionen gewählt: dies sind beispielsweise, aber nicht abschließend, Duroplaste in Form von Phenol- oder Melaminharzdispersionen, Elastomere als Dispersionen natürlicher oder synthetischer Kautschuke oder meist Dispersionen von Thermoplasten wie Acrylate, Vinylacetate, Polyurethane, Styrol-Butadien-Systeme, PVC u. ä. sowie deren Copolymere. Üblicherweise werden anionische oder nicht-ionogen stabilisierte Dispersionen, eingesetzt, in besonderen Fällen können aber auch kationische Dispersionen von Vorteil sein.to Setting the solidification can be added to binders become. Liquid binders can be in water dissolved or dissolved in at least one organic Solvent or a mixture of solvents or an aqueous mixture and / or applied as a dispersion become. Predominantly become for adhesive bonding Binder dispersions chosen: these are, for example, but not exhaustive, thermosets in the form of phenolic or Melamine resin dispersions, elastomers as natural dispersions or synthetic rubbers or mostly dispersions of thermoplastics such as acrylates, vinyl acetates, polyurethanes, styrene-butadiene systems, PVC u. Ä., And their copolymers. Usually are anionic or non-ionogenically stabilized dispersions, used, but in special cases can also cationic dispersions may be advantageous.
Als temporäre Trägermaterialien für das thermoplastische hitzeaktivierbare verstreckte, flächige Haftmittel oder das flächige Haftmittel, insbesondere als Folie oder Film, werden dem Fachmann geläufige und/oder übliche Materialien, wie beispielsweise Folien, beispielsweise basierend auf Polyester, PET, PE, PP, BOPP, PVC, Polyimid; oder Vliese, Schäume, Gewebe und Gewebefolien, die ebenfalls auf den genannten Polymeren basieren können, sowie Trennpapier, basierend auf Glassine, HDPE und/oder LDPE, verwendet werden. Dabei ist es bevorzugt, wenn die Trägermaterialien mit einer Trennschicht ausgerüstet sind. Die Trennschicht weist in einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung einen Silikontrennlack oder einen fluorierten Trennlack auf, vorzugsweise besteht die Trennschicht aus mindestens einem dieser Lacke. Das thermoplastische hitzeaktivierbare verstreckte, flächige Haftmittel oder das flächige Haftmittel, insbesondere als Folie, kann in einer weiteren Ausführungsform nicht nur mit einem temporären Trägermaterial sondern auch mit zwei temporären Trägermaterialien ausgestattet sein. Diese Form des Doppelreleaseliners kann von Vorteil für die Herstellung von Stanzlingen sein.When temporary carrier materials for the thermoplastic heat activated stretched, flat adhesives or the flat adhesive, in particular as a film or film, become familiar to those skilled and / or usual Materials such as films, for example based on polyester, PET, PE, PP, BOPP, PVC, polyimide; or nonwovens, foams, Tissues and tissue films also on said polymers and release paper based on glassine, HDPE and / or LDPE. It is preferred if the support materials equipped with a release layer are. The separation layer has, in a particularly preferred embodiment the invention, a silicone release varnish or a fluorinated release varnish preferably, the separating layer consists of at least one these paints. The thermoplastic heat activated stretched, two-dimensional adhesive or the flat adhesive, in particular as a film, can in a further embodiment not just with a temporary carrier material but also with two temporary carrier materials be equipped. This form of double release liner can be beneficial for the production of diecuts.
Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung eines verstreckten, flächigen Haftmittels zur Verklebung von Metall enthaltenden Körpern, insbesondere von Metallen, Legierungen oder auch entsprechend oberflächenmodifizierten Metall enthaltenden Körpern, von Körpern basierend auf polymeren organischen Verbindungen; insbesondere von Kunststoffen; von Glaskörpern und/oder eine Verklebung von mindestens zwei der genannten Körper unterschiedlicher oder gleicher Materialien, insbesondere unter Anwendung von Wärme während des Klebeprozesses, bevorzugt unter zusätzlicher Anwendung von Druck. Dabei können insbesondere Metall enthaltende Körper mit Metallen, mit Kunststoffen und/oder Glaskörpern verklebt werden oder ein Kunststoff mit einem Kunststoff und/oder einem Glaskörper, oder der Glaskörper mit einem Glaskörper, insbesondere unter Anwendung von Wärme und gegebenenfalls unter Anwendung von Druck während des Klebeprozesses.object The invention is also the use of a stretched, flat Adhesive for bonding metal-containing bodies, in particular of metals, alloys or also corresponding surface-modified Metal-containing bodies, based on bodies on polymeric organic compounds; in particular of plastics; of glass bodies and / or a bonding of at least two of the mentioned bodies of different or the same Materials, in particular using heat during the bonding process, preferably with additional application from pressure. In particular, metal-containing Body with metals, with plastics and / or glass bodies be glued or a plastic with a plastic and / or a vitreous, or the vitreous body with a Glass body, in particular with the application of heat and optionally with application of pressure during the Bonding process.
Explizit kann erfindungsgemäß ein Metall enthaltender Körper, mit einem Körper basierend auf Kunststoff, einem Glaskörper und/oder einem Metall enthaltenden Körper, insbesondere unter Anwendung von Wärme und gegebenenfalls unter Druck, während des Klebeprozesses, verklebt werden. Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist die Verklebung von Glaskörpern, die Verklebung von Körpern basierend auf Kunststoffen oder auch die Verklebung eines Glaskörpers mit einem Körper basierend auf einem Kunststoff.explicit can according to the invention a metal-containing body, with a body based on plastic, a vitreous body and / or a metal-containing body, in particular using heat and optionally under pressure, be glued during the gluing process. Also The invention relates to the bonding of glass bodies, the bonding of bodies based on plastics or otherwise the gluing of a vitreous with a body based on a plastic.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden die verstreckten, flächigen Haftmittel zur Verklebung von Bauteilen, insbesondere von tragbaren Konsumgüterelektronikartikeln, verwendet. Vorzugsweise von Bauteilen basierend auf Metall enthaltenden Körpern, Glas enthaltenden Körpern und/oder Kunststoff enthaltenden oder damit beschichteten Körpern.According to one particularly preferred embodiment, the stretched, two-dimensional adhesive for bonding components, in particular of consumer electronic consumer goods. Preferably of components based on metal-containing bodies, Glass containing bodies and / or plastic containing or coated bodies.
Nachfolgend werden die bevorzugt zu verklebenden Materialien sowie die Verwendung, oder gegebenenfalls das Verfahren, zur Verklebung eingehender dargelegt, ohne die Erfindung auf diese Ausführungen zu beschränken.following are the preferred materials to be bonded and the use, or, where appropriate, the method for bonding, set out in more detail, without limiting the invention to these statements.
Vorzugsweise können mit den erfindungsgemäßen hitzeaktivierbaren verstreckten, flächigen Haftmitteln Metalle verklebt werden. Generell können alle Metalle, Legierungen oder Metall enthaltene Körper, mit und ohne Oberflächenmodifizierung, mit den hitzeaktivierbaren, verstreckten Haftmitteln verklebt werden. Vorzugsweise liegt das Haftmittel in Form einer Folie oder eines Films vor. Beispielhaft genannte Metalle umfassen Metalle oder Legierungen enthaltend Eisen oder Aluminium oder Magnesium oder Zink. So können beispielsweise Stähle, Edelstähle oder austenitische Legierungen verklebt werden. Generell können die Metalle übliche Additive aufweisen und/oder als Legierung vorliegen, so kann beispielsweise Eisen mit üblichen Additivierungen und/oder als Legierung mit dem erfindungsgemäßen Haftmittel verklebt werden.Preferably can with the heat-activated according to the invention stretched, flat adhesives metals are glued. Generally, all metals, alloys or metal can be included Body, with and without surface modification, be glued to the heat-activated, stretched adhesives. Preferably, the adhesive is in the form of a film or a Films before. Exemplified metals include metals or alloys containing iron or aluminum or magnesium or zinc. So can For example, steels, stainless steels or austenitic Alloys are glued. In general, the metals can conventional additives have and / or be present as an alloy, so for example Iron with customary additives and / or as an alloy glued to the adhesive of the invention become.
Häufig werden aus optischen Gründen Oberflächenmodifizierungen an den Metallen und/oder Legierungen vorgenommen. So können beispielsweise die Edelstähle gebürstet werden, oder mit einem Schutzlack oder Farblack versehen sein. Weiterhin übliche Oberflächenmodifizierungen sind Anodisierungen, Chromierungen, Chromitierung oder Chromatierung. Als weitere Modifizierung kommen Metallisierungen in Betracht, beispielsweise zur Passivierung der Oberflächen. Dies geschieht meist mit Gold oder Silber, die insbesondere als Beschichtung aufgebracht werden. Andere Oberflächenmodifizierungen können auf der Oxidation der metallischen Oberfläche beruhen.Often become surface modifications for optical reasons made on the metals and / or alloys. So can for example, the stainless steels are brushed, or be provided with a protective lacquer or color coat. Still common Surface modifications are anodizations, chromations, Chromitization or chromating. As further modification come Metallizations into consideration, for example, for the passivation of Surfaces. This usually happens with gold or silver, which are applied in particular as a coating. Other surface modifications can be on the oxidation of the metallic surface based.
Ebenso können mehrlagige Metalle eingesetzt werden. Dem Fachmann ist klar, dass die zu verklebenden Metallteile oder die Metall enthaltenden Teile generell in jeder Größe und/oder in jeder Form vorliegen können, so können sie flach, beispielsweise als Folien, Filme, Platten, beispielsweise als Stanzling oder lasergeformt; oder dreidimensional ausgebildet sein. Funktional sind auch die Anwendungsmöglichkeiten der zu verklebenden oder verklebten Metallteile bzw. Metall enthaltenden Teile nicht limitiert, so können sie als Dekorationselement, als Versteifungsträger, Rahmenbauteile, Abdeckungen, als Informationsträger, Aufhänger, Bauelement, etc. verwendet werden.As well Multi-layer metals can be used. The expert it is clear that the metal parts to be bonded or the metal-containing Parts generally in any size and / or in any Shape may be so they can be flat, for example as films, films, plates, for example as a stamped or laser-formed; or be formed in three dimensions. Functional are also the Possible applications of the to be glued or glued Metal parts or metal-containing parts not limited, so can as a decorative element, as stiffening support, frame components, Covers, as information carriers, hangers, Component, etc. are used.
Als zu verklebende Kunststoffteile oder Teile basierend oder enthaltend mindestens einen Kunststoff kommen generell alle üblichen, im Wesentlichen festen Kunststoffe, in Betracht. Im Bereich der Konsumgüterelektronikbauteile basieren die Kunststoffteile üblicherweise auf extrudierbaren Kunststoffen. Bevorzugt zu verklebende Bauteile basieren auf extrudierbaren Kunststoffen, wie beispielsweise ABS, PC, ABS/PC Elends, Polyamide, Glasfaserverstärkte Polyamide, Polyvinylchlorid, Polyvinylenfluorid, Cellulose Acetat, Cycloolefin Copolymere, Flüssigkristallpolymere (LCP), Polylactid, Polyetherketone, Polyetherimid, Polyethersulfon, Polymethacrylmethylimid, Polynmethylpenten, Polyphenylether, Polyphenylensulfid, Polyphthalamid, Polyurethane, Polyvinylacetat, Styrol Acrylnitril Copolymere, Polyacrylate bzw. Polymethacrylate, Polyoxymethylen, Acrylester Styrol-Acrylnitril Copolymere, Polyethylen, Polystyrol, Polypropylen oder Polyester, beispielsweise PBT, PET, wobei die vorstehende Aufzählung nicht abschießend zu verstehen ist. Dem Fachmann ist klar, dass auch weitere nicht genannte Kunststoffe mit den erfindungsgemäßen Haftmitteln verklebbar sind.When to be bonded plastic parts or parts based or containing at least one plastic is generally all the usual, essentially solid plastics, into consideration. Around Consumer electronics components are usually based on the plastic parts on extrudable plastics. Preferably to be bonded components based on extrudable plastics, such as ABS, PC, ABS / PC misery, polyamides, glass fiber reinforced polyamides, Polyvinyl chloride, polyvinyl fluoride, cellulose acetate, cycloolefin copolymers, Liquid crystal polymers (LCP), polylactide, polyether ketones, Polyetherimide, polyethersulfone, polymethacrylmethylimide, polynmethylpentene, Polyphenyl ether, polyphenylene sulfide, polyphthalamide, polyurethanes, Polyvinyl acetate, styrene acrylonitrile copolymers, polyacrylates or Polymethacrylates, polyoxymethylene, acrylic esters styrene-acrylonitrile Copolymers, polyethylene, polystyrene, polypropylene or polyester, For example, PBT, PET, the above list not conclusive is to understand. The skilled person is clear that also other unspecified plastics with the inventive Adhesives are glued.
Die Bauteile können jede beliebige Form annehmen, die für die Herstellung eines Bauteils oder Gehäuses für Konsumgüterelektronikartikel erforderlich ist. In der einfachsten Form sind sie planar, beispielsweise als Platte, Film, Folie, beispielweise auch in Form eines Stanzlings. Weiterhin sind aber auch 3-dimensionale Bauteile durchaus üblich. Die Bauteile können auch die verschiedensten Funktionen einnehmen, wie beispielsweise Gehäuse oder Sichtfenster, oder Versteifungselemente, etc.The Components can take any form for the manufacture of a component or housing for Consumer electronics article is required. In the simplest Shape they are planar, for example as a plate, film, foil, for example also in the form of a diecut. Furthermore, there are also 3-dimensional Components quite common. The components can also take on a variety of functions, such as Housing or viewing window, or stiffening elements, etc.
Gemäß eines weiteren bevorzugten Teilaspektes der Erfindung ist ein Gegenstand der Erfindung die Verwendung eines flächigen, verstreckten Haftmittels, bevorzugt eines Stanzlings aus einem verstreckten thermoplastischen Haftmittel, insbesondere gemäß vorstehenden Ausführungen, zur Verklebung von Bauteilen, umfassend die Schritte,
- – Bereitstellen eines Stanzlings,
- – Positionieren des Stanzlings auf einem zu verklebenden Bauteil, insbesondere erstes Bauteil, besonders bevorzugt auf einem Metall enthaltenden Bauteil, vorzugsweise auch auf einem Kunststoff und/oder Glas enthaltenden Bauteil,
- – Zuführen von Druck und/oder Wärme zur Erhöhung der Haftung des Haftmittels des Stanzlings auf dem Bauteil, wobei die Temperatur des Haftmittels unterhalb der Kristallitschmelztemperatur des Thermoplasten bleibt, und Erhalt eines Verbundes des Stanzlings mit dem Bauteil, insbesondere wird der Druck und/oder die Wärme mittels eines Heizpressstempels zugeführt, bevorzugt erfolgt die Zuführung von Druck bei Raumtemperatur, insbesondere um die Orientierung im thermoplastischen Haftmittel im Wesentlichen beizubehalten,
- – gegebenenfalls Entfernen eines Trägers des Stanzlings;
- – gegebenenfalls wird der Verbund isoliert und separat vertrieben, beispielsweise an Weiterverarbeiter, oder es erfolgt ein
- – Positionieren des Verbundes auf einem zweiten Bauteil, insbesondere einem Kunststoff-, Glas-, und/oder Metallbauteil oder eines Bauteils eines entsprechenden Kompositmaterials, und
- – Zuführen von Druck und Wärme zur Verklebung des Verbundes mit dem zweiten Bauteil;
- – gegebenenfalls Abkühlung, sowie gegebenenfalls Entfernung des verklebten Bauteils bzw. der verklebten Bauteile aus dem Formteil, gegebenenfalls, vor oder nach der Abkühlung.
- Providing a diecut,
- Positioning of the stamped product on a component to be bonded, in particular a first component, more preferably on a metal-containing component, preferably also on a component containing plastic and / or glass,
- - Applying pressure and / or heat to increase the adhesion of the adhesive of the stamped product on the component, wherein the temperature of the adhesive remains below the crystallite melting temperature of the thermoplastic, and obtaining a composite of the stamped with the component, in particular the pressure and / or the Heat is supplied by means of a Heizpressstempels, preferably the supply of pressure at room temperature, in particular in order to maintain the orientation in the thermoplastic adhesive substantially,
- - optionally removing a carrier of the stamped product;
- - Where appropriate, the composite is isolated and sold separately, for example, to processors, or it takes place
- - Positioning of the composite on a second component, in particular a plastic, glass, and / or metal component or a component of a corresponding composite material, and
- - Applying pressure and heat for bonding the composite with the second component;
- - If necessary, cooling, and optionally removal of the bonded component or the bonded components from the molded part, optionally, before or after cooling.
Erfindungsgemäß kann der erhaltene Verbund aus Stanzling und erstem Bauteil isoliert und gegebenenfalls separat vertrieben werden, alternativ kann der Verbund direkt weiterverwendet bzw. weiterverarbeitet werden.According to the invention the resulting composite of stamped and first component isolated and optionally sold separately, alternatively, the Verbund directly further used or further processed.
Gegenstand der Erfindung kann auch ein Verfahren mit den vorgenannten Schritten sein, insbesondere ein Verfahren, in dem das nach den erfindungsgemäßen Verfahrensschritten erhaltene verstreckte, flächige Haftmittel, welches gegebenenfalls mit mindestens einem Träger versehen ist, entsprechend der vorbeschriebenen Verwendung weiterverarbeitet wird.object The invention can also be a method with the aforementioned steps be, in particular a method in which the according to the invention Process steps obtained stretched, flat adhesive, which optionally provided with at least one carrier is further processed according to the above-described use becomes.
Vorzugsweise erfolgt die vorstehende Positionierung des Stanzlings auf dem zu verklebenden Bauteil, indem das Bauteil mit einem Formteil versehen ist, dessen Kontaktfläche der Kontur des Bauteils im Sinne einer Negativform entspricht und/oder das Formteil Führungsstifte zur Positionierung eines Stanzlings aufweist und/oder wobei zur Positionierung des Verbundes auf dem zu verklebenden Bauteil, das Bauteil mit einem Formteil versehen ist, dessen Kontaktfläche der Kontur des Bauteils im Sinne einer Negativform entspricht und/oder der Verbund mit einem entsprechenden Formteil fixiert ist.Preferably the above positioning of the stamped on the zu bonding component by the component provided with a molding is, whose contact surface of the contour of the component in the sense corresponds to a negative mold and / or the molded part guide pins for positioning a punched and / or wherein the Positioning of the composite on the component to be bonded, the Component is provided with a molded part, the contact surface corresponds to the contour of the component in the sense of a negative mold and / or the composite is fixed with a corresponding molding.
Bevorzugt erfolgt die Zuführung von Wärme und gegebenenfalls des Druckes durch das Bauteil, insbesondere einem Metallbauteil, in das Haftmittel des Stanzlings oder alternativ durch einen temporären Träger des Stanzlings in das Haftmittel auf dem Bauteil, insbesondere auf einem Metallbauteil, Kunststoffbauteil und/oder Glasbauteil. Dabei ist darauf zu achten, dass die Kristallitschmelztemperatur des teilkristallinen Thermoplasten des Haftmittels während der Prelaminierung nicht überschritten werden soll.Prefers the supply of heat and optionally occurs the pressure through the component, in particular a metal component, in the adhesive of the diecut or alternatively by a temporary Carrier of the stamped product into the adhesive on the component, in particular on a metal component, plastic component and / or Glass component. It is important to ensure that the crystallite melting temperature of the semi-crystalline thermoplastic of the adhesive during Prelamination should not be exceeded.
Nachfolgend wird die erfindungsgemäße Verwendung eingehender erläutert, ohne auf diese Ausführungen begrenzt zu sein.following the use according to the invention is more in-depth explained without being limited to these embodiments to be.
Zur Prelaminierung werden üblicherweise Stanzlinge des thermoplastischen hitzeaktivierbaren verstreckten, flächigen Haftmittels, bevorzugt in Form einer Folie oder eines Films, hergestellt. Diese werden meist mittels Laserschneiden, oder durch Flachbettstanzen oder durch Rotationsstanzen hergestellt. Darüberhinaus existieren noch viele weitere dem Fachmann bekannte Herstellungsverfahren von Stanzlingen. Im einfachsten Fall kann der Stanzling manuell auf dem Metallteil, beispielsweise mittels einer Pinzette platziert werden. Dabei weist der Stanzling üblicher Weise im Wesentlichen die Dimension des Metallteils auf, er kann jedoch auch etwas kleiner ausgebildet sein, um leichte Ausquetschphänomene, -prozesse während des Verklebungsprozesses auszugleichen. Dadurch kommt es nicht zum optisch unerwünschten sichtbaren Oozing. Alternativ kann es aus konstruktiven Gründen erforderlich werden, vollflächige Stanzlinge einzusetzen. In einer weiteren Ausführungsvariante kann der thermoplastische hitzeaktivierbare Klebebandstanzling umfassend ein verstrecktes, flächiges Haftmittel, nach der manuellen Positionierung mit einer Wärmequelle behandelt werden, dies kann beispielsweise im einfachsten Fall mit einem Bügeleisen erfolgen. Durch diese Maßnahme wird das Haftmittel klebrig bzw. klebriger und die Haftung zum Metall erhöht sich. Speziell bei dieser Verwendung wird vorzugsweise ein Stanzling, der mit einem temporären Trägermaterial ausgestattet ist, verwendet.to Prelamination are usually diecuts of the thermoplastic heat-activated stretched, sheet-like adhesive, preferably in the form of a film or a film. These are usually by laser cutting, or by flat bed punching or produced by rotary die-cutting. Furthermore There are many more known in the art production process from Stanzlingen. In the simplest case, the stamping can be done manually placed on the metal part, for example by means of tweezers become. In this case, the stamped usual way essentially the dimension of the metal part, but it can also be a little smaller be trained to light Ausquetschphänomene, processes during the bonding process. Thereby it does not come to the visually undesirable visible Oozing. Alternatively, it may be required for design reasons are to use full-surface diecuts. In another Embodiment variant, the thermoplastic heat-activated Adhesive tape punching comprising a stretched, flat Adhesive, after manual positioning with a heat source This can be done, for example, in the simplest case an iron. By this measure the adhesive becomes sticky and the adhesion to the metal increases. Especially in this use, it is preferable a diecut with a temporary backing equipped, used.
Gemäß einer alternativen Verwendung kann das Metallteil auf dem hitzeaktivierbaren Klebebandstanzling platziert werden. Die Platzierung des Stanzlings erfolgt mit der ungeträgerten, insbesondere offenen Seite des Haftmittels. Auf der Rückseite des Stanzlings befindet sich vorzugsweise noch ein temporäres Trägermaterial. Anschließend wird mittels einer Wärmequelle Wärme, insbesondere durch das Metall, in das thermoplastische hitzeaktivierbare flächige Haftmittel, beispielsweise in Form eines Klebebandes, eingebracht. Durch diese Maßnahme wird das Klebeband tackig und haftet stärker am Metall als an dem Release Liner. Vorzugsweise basiert die erfindungsgemäße Verwendung darauf, dass Wärme durch das Metallbauteil und/oder durch den Stanzling eingebracht wird.According to one alternative use may be the metal part on the heat-activated Adhesive tape punching be placed. The placement of the punching takes place with the unsupported, especially open side of the adhesive. Located on the back of the diecut preferably still a temporary carrier material. Subsequently, by means of a heat source, heat, in particular by the metal, in the thermoplastic heat-activated flat adhesives, for example in the form of an adhesive tape, brought in. By this measure, the tape is tacky and adheres more strongly to the metal than to the release liner. Preferably, the use according to the invention is based that heat through the metal component and / or through the punching is introduced.
Gemäß der erfindungsgemäßen Verwendung muss die Wärmemenge genau dosiert werden, insbesondere um die Verstreckung des Thermoplasten im Haftmittel während der Prelaminierung im Wesentlichen beizubehalten. Für die Erfindung muss die Wärmemenge wohl dosiert sein und die erreichte Temperatur sollte möglichst maximal 10°C oberhalb der Temperatur liegen, die erforderlich ist, um ein sicheres Anhaften des Haftmittels, insbesondere des Films, am Bauteil, vorzugsweise einem Metallbauteil zu gewährleisten. Die Prelaminierungstemperatur sollte nicht die Onset-Temperatur des Kristallitschmelzbereiches, gemessen mittels DSC, überschreiten.According to the use of the invention, the amount of heat must be accurately metered, especially to substantially maintain the orientation of the thermoplastic in the adhesive during prelamination. For the invention, the amount of heat must be well dosed and the temperature reached should be at most 10 ° C above the temperature required to ensure a secure adhesion of the adhesive, in particular the film on the component, preferably a metal component. The Pre Lamination temperature should not exceed the onset temperature of the crystalline melting range as measured by DSC.
Für die Einbringung der Wärme wird in einer bevorzugten Auslegung eine Heizpresse eingesetzt. Der Stempel der Heizpresse kann beispielsweise aus Aluminium, Messing oder Bronze gefertigt sein und weist üblicherweise die Außenform oder Kontur des Bauteils, vorzugsweise des Metallteils auf. Daher kann der Stempel auch als Formteil bezeichnet werden. Zudem kann der Stempel Ausformungen aufweisen, um eine mögliche, partielle Wärmeschädigung zu vermeiden. Es versteht sich von selbst, dass sowohl Druck als auch die Wärme, insbesondere zur Einstellung einer bestimmten Temperatur, möglichst gleichmäßig eingebracht werden. Der Fachmann weiß, dass jeweils in Abhängigkeit von den jeweils gewählten zu verklebenden Materialien Druck, Temperatur und/oder Zeit auf die jeweilige konkrete Situation abzustimmen sind. Dabei beeinflussen die Materialien, wie beispielsweise Metall, Legierung, die Metalldicke, die Art des thermoplastischen hitzeaktivierbaren Haftmittels, insbesondere auch in Form einer Folie oder eines Films, die jeweiligen Parameter, die aus diesen Gründen zu variieren und anzupassen sind.For the introduction of heat is in a preferred design used a heating press. The stamp of the heating press, for example made of aluminum, brass or bronze and usually has the outer shape or contour of the component, preferably the Metal part on. Therefore, the stamp may also be referred to as a molded part become. In addition, the stamp may have formations to a possible, to avoid partial heat damage. It understands itself, that both pressure and heat, in particular for setting a certain temperature, if possible be introduced evenly. The expert knows that depending on the particular one chosen materials to be bonded pressure, temperature and / or time to to coordinate the respective concrete situation. The influence Materials, such as metal, alloy, metal thickness, the type of thermoplastic heat-activatable adhesive, in particular also in the form of a film or a film, the respective parameters, which for these reasons vary and adapt.
Zur Fixierung des Bauteils, vorzugsweise eines Metallteils, auf dem Stanzling der hitzeaktivierbaren Folie wird bevorzugt ein Formteil eingesetzt, welches die Form der Unterseite des Metallteils annimmt. Üblicherweise weist das Formteil eine Art Negativform zur Form des Bauteils oder eines Teils des Bauteils (Positivform) auf. Um ein Verrutschen zu vermeiden, können im einfachsten Fall Arretierungsmittel, wie Stifte und/oder Pins, eingesetzt werden, die mit definierten Löchern, beispielsweise im temporären Trägermaterial des Haftmittels, insbesondere in Form eines Klebeband Stanzlings, die Positionierung übernehmen.to Fixation of the component, preferably a metal part, on the Punch the heat-activatable film is preferably a molding which takes the form of the underside of the metal part. Usually the molding has a kind of negative mold to the shape of the component or a part of the component (positive shape) on. To slipping too In the simplest case, locking means, such as pins and / or pins, are used with defined Holes, for example in the temporary carrier material of Adhesive, in particular in the form of an adhesive tape diecut, the Take over positioning.
Nach der Wärmeaktivierung kann das Bauteil, vorzugsweise das Metallteil, mit laminiertem Klebeband Stanzling vom Formteil entfernt werden. Die vorbeschriebene Verwendung kann manuell, automatisiert sowohl diskontinuierlich oder auch kontinuierlich in einen Prozess überführt werden, beispielsweise in ein automatisiertes Verfahren.To the heat activation, the component, preferably the Metal part, with laminated tape stamping removed from the molding become. The above-described use can be manual, automated both discontinuously or continuously converted into a process such as an automated process.
Die weitere Verwendung des erhaltenen Verbundes kann in einer unmittelbaren oder mittelbaren Weiterverwendung, auch bezeichnet als Bonding Prozess erfolgen.The further use of the resulting composite can in a direct or indirect reuse, also referred to as a bonding process respectively.
Diese Weiterverwendung oder der nachfolgende Verklebungsprozess zwischen Verbund, und zweiten Bauteil, wobei der Verbund den Stanzling und das erste Bauteil umfasst, insbesondere den Verbund aus Metallteil mit Stanzling, wird nachfolgend im Einzelnen durch die Verwendung oder die Weiterverarbeitung gemäß mindestens einem der Schritte 1 bis 6 beschrieben:
- 1) Fixierung des zweiten Bauteils, insbesondere des Kunststoff-, Glas- oder Metallbauteils, auf einem Formbauteil
- 2) gegebenenfalls Entfernung des Trägers des Stanzlings im Verbund, insbesondere des temporären Trägers,
- 3) Platzierung des Verbundes, insbesondere umfassend ein Metallbauteil mit Stanzling aus hitzeaktivierbarem flächigem Haftmittel, wie einer Folie, auf dem zweiten Bauteil, vorzugsweise auf einem Kunststoffbauteil, Glasbauteil und/oder Metallbauteil,
- 4) Applizierung von Druck und/oder Temperatur durch Heizpressstempel
- 5) Gegebenenfalls Abkühlung als Rückkühlungsschritt,
- 6) Erhalt eines Gesamtverbundes und gegebenenfalls Entfernung der verklebten Bauteile aus dem Formbauteil, insbesondere der verklebten Kunststoff- und Metallbauteile aus Formbauteil.
- 1) fixing of the second component, in particular of the plastic, glass or metal component, on a molded component
- 2) optionally removal of the carrier of the stamped product in the composite, in particular of the temporary carrier,
- 3) placing the composite, in particular comprising a metal component with a stamped sheet of heat-activable laminar adhesive, such as a film, on the second component, preferably on a plastic component, glass component and / or metal component,
- 4) Application of pressure and / or temperature by hot stamp
- 5) optionally cooling as a re-cooling step,
- 6) obtaining an overall composite and, if appropriate, removal of the bonded components from the molded component, in particular the bonded plastic and metal components from the molded component.
Generell ist die Erfindung nicht auf die Verklebung von Metall- und Kunststoffbauteilen beschränkt. Wie vorstehend erläutert können Metallbauteile untereinander oder mit Glasbauteilen oder auch Glasbauteile untereinander verklebt werden. Und selbstredend auch Kunststoffteile miteinander verklebt werden. Dem Fachmann ist klar, dass beispielsweise unterschiedliche Legierungen, Gläser oder Kunststoffe jeweils eine unterschiedliche chemische Zusammensetzung aufweisen können. Die verklebten Metalle können gleichfalls die gleiche oder eine unterschiedliche chemische Zusammensetzung aufweisen.As a general rule the invention is not on the bonding of metal and plastic components limited. As explained above Metal components with each other or with glass components or glass components glued together. And of course also plastic parts glued together. It is clear to the person skilled in the art that, for example different alloys, glasses or plastics respectively may have a different chemical composition. The bonded metals can also be the same or have a different chemical composition.
Das zur Aufnahme der Bauteile, umfassend Metallbauteile, Kunststoffbauteile und/oder Glasbauteile, dienende Formbauteil sollte auch aus wärmebeständigem Material gefertigt sein. Entsprechende Materialien sind beispielsweise Metalle oder Legierungen von Metallen. Es können aber auch Kunststoffe oder geeignete Kompositmaterialien eingesetzt werden, wie z. B. fluorierte Polymere oder Duroplaste, die zugleich eine gute Härte aufweisen und schwer verformbar sind.The for receiving the components, comprising metal components, plastic components and / or glass components, serving mold component should also be made of heat-resistant Be made of material. Corresponding materials are for example Metals or alloys of metals. But it can also Plastics or suitable composite materials are used, such as As fluorinated polymers or thermosets, at the same time a have good hardness and are difficult to deform.
Gemäß Schritt 4 werden Druck und Temperatur appliziert. Dies erfolgt mittels eines Heizstempels aus einem Material mit guter thermischer Leitfähigkeit. Übliche Materialien sind z. B. Kupfer, Messing, Bronze oder Aluminium. Es können aber auch andere Legierungen eingesetzt werden. Des Weiteren sollte bevorzugt der Heizpressstempel die Form der Oberseite des Metallteils einnehmen, beispielsweise in der Art einer Negativform. Diese Form kann als 2-dimensional oder 3-dimensional vorliegen. In der Regel wird der Druck mittels eines Druckzylinders aufgebracht. Die Applizierung muss aber nicht unbedingt über Luftdruck erfolgen. Beispielsweise sind auch hydraulische Pressvorrichtungen oder elektromechanische, wie Spindeln, Stellantriebe oder Stellglieder; möglich. Des Weiteren kann es von Vorteil sein, mehr als einmal, bevorzugt mehrfach Druck und Temperatur zu applizieren, um beispielsweise durch eine Reihenschaltung oder mittels eines Rotationsprinzips den Prozessdurchsatz zu erhöhen. Die Heizpressstempel müssen in diesem Fall nicht alle mit der gleichen Temperatur und/oder gleichem Druck betrieben werden. Beispielsweise können die Temperatur und/oder der Druck zunächst ansteigen und gegebenenfalls nachfolgend wieder abfallen. Weiterhin kann, in alternativen Ausführungsvarianten die Kontaktzeit der Stempel unterschiedlich gewählt werden. Des Weiteren kann es gegebenenfalls von Vorteil sein, in einem letzten Schritt nur Druck mit einem nicht temperierten Stempel oder beispielsweise mit einem gekühlten Stempel, beispielsweise einem auf Raumtemperatur gekühlten Pressstempel, zu applizieren.According to step 4, pressure and temperature are applied. This is done by means of a Heizstempels a material with good thermal conductivity. Usual materials are z. As copper, brass, bronze or aluminum. But it can also be used other alloys. Furthermore, the hot stamping die should preferably assume the shape of the upper side of the metal part, for example in the form of a negative mold. This shape can be present as 2-dimensional or 3-dimensional. As a rule, the pressure is applied by means of a printing cylinder. However, the application does not necessarily have to be done via air pressure. For example, hydraulic press devices or electromechanical, such as spindles, actuators or actuators; possible. Furthermore, it may be advantageous to apply pressure and temperature more than once, preferably several times, in order to increase the process throughput, for example, by a series connection or by means of a rotation principle. In this case, the hot stamping dies do not all have to be operated at the same temperature and / or pressure. For example, the temperature and / or the pressure may initially increase and, if appropriate, subsequently decrease again. Furthermore, in alternative embodiments, the contact time of the stamp can be chosen differently. Furthermore, it may be advantageous, in a last step, to apply only pressure with a non-tempered stamp or, for example, with a cooled stamp, for example a press die cooled to room temperature.
Gemäß einem Gegenstand der Erfindung weist im Schritt 4 das thermoplastische hitzeaktivierbare verstreckte, flächige Haftmittel, insbesondere in Form einer Folie, ein verringertes Ausquetschverhalten auf, als ein entsprechend nicht-verstrecktes Haftmittel. Das Ausquetschverhalten der erfindungsgemäßen Haftmittel ist, unter ansonsten im wesentlichen gleichen, bevorzugt unter identischen Prozessparametern, wie Temperatur, Druck und/oder Zeit, um 2 bis 25%, insbesondere um mindestens 10%, bevorzugt um mindestens 20% reduziert oder vermindert, insbesondere in Bezug zu extrudierten, entsprechenden nicht-verstreckten Thermoplasten oder flächigen Haftmitteln.According to one The subject of the invention in step 4 is the thermoplastic heat-activated stretched, flat adhesives, in particular in the form of a film, a reduced Ausquetschverhalten on, as a corresponding non-stretched adhesive. The squeezing behavior the adhesive according to the invention is, among otherwise essentially the same, preferably under identical process parameters, such as temperature, pressure and / or time, by 2 to 25%, in particular reduced or reduced by at least 10%, preferably by at least 20%, especially in relation to extruded, corresponding non-stretched Thermoplastics or laminar adhesives.
Durch die vorhandenen kristallinen Anteile in dem thermoplastischen hitzeaktivierbaren flächigen Haftmittel, beispielsweise der Folie, ist das Haftmittel härter und dimensionsstabiler als ein entsprechend unbehandeltes Haftmittel. Die Spannung durch den Reckvorgang bleibt nicht erhalten, wie es für elastische oder viskoelastische Materialien üblich ist, da mit der Reckung der thermoplastischen, hitzeaktivierbaren Folie eine Kaltverformung einhergeht.By the existing crystalline fractions in the thermoplastic heat-activatable flat adhesive, such as the film, that is Adhesive harder and dimensionally stable than a corresponding untreated adhesive. The tension through the stretching process remains not obtained as is usual for elastic or viscoelastic materials is because, with the stretching of the thermoplastic, heat-activated Film is accompanied by a cold deformation.
Ein erfindungsgemäßer Stanzling weist ein vermindertes Ausquetschverhalten durch die im Herstellungsprozess gebildete und/oder eingefrorene Orientierung des thermoplastischen hitzeaktivierbaren flächigen Haftmittels auf, das insbesondere in Form einer Folie vorliegt. Im Prozess der Prelaminierung wird der Wärmeeintrag so gering wie möglich gewählt, bevorzugt bei Raumtemperatur, so dass die im Herstellverfahren, insbesondere durch die Verstreckung eingebrachte Orientierung für den Bonding Schritt im Wesentlichen erhalten bleibt. In dem Bondingschritt wird während der Verklebung nun ein Teil der eingebrachten Wärme nicht nur für die Verklebung absorbiert, sondern kann auch für eine Rückbildung der Orientierung und/oder Schmelzvorgänge verbraucht werden.One Inventive stamped product has a reduced Ausquetschverhalten by the formed in the manufacturing process and / or frozen orientation of the thermoplastic heat-activated flat adhesive, which in particular in the form of a Foil is present. In the process of prelamination, the heat input chosen as low as possible, preferably at room temperature, so that in the manufacturing process, in particular by the stretching introduced orientation for the bonding step in essence remains. In the bonding step is during the bonding now a part of the introduced heat not only for The bonding absorbs, but can also for a regression the orientation and / or melting processes are consumed.
Der erfindungsgemäße Stanzling weist ein vermindertes Ausquetschverhalten durch die im Herstellprozess gebildeten und eingefrorenen Orientierungen des thermoplastischen hitzeaktivierbaren verstreckten, flächigen Haftmittels auf, die sich durch die Temperaturerhöhung während des Verklebungsschrittes zurückbilden, dies wirkt dem Ausquetschen und der Wärmeausdehnung entgegen.Of the Punching invention has a reduced Ausquetschverhalten by the formed in the manufacturing process and frozen orientations of the thermoplastic heat-activated stretched, flat adhesive through which the temperature increase during the bonding step regress, this affects squeezing and thermal expansion opposite.
Dadurch behält der Stanzling während der Verklebung eine verbesserte Formstabilität. Dies ist insbesondere bei der Verklebung von sichtbaren Bauteilen, wie beispielsweise von Dekorelementen, da ansonsten Klebemassenrückstände an ungewollten Stellen sichtbar werden. Zudem kann mit den erfindungsgemäßen Stanzlingen der hitzeaktivierbaren Folien mit einem verringerten Ausquetschverhalten die Stanzlingform, insbesondere die Fläche größer gewählt werden und auch die Geometrie der Stanzlinge verändert werden, da weniger Platzbedarf für ungewollten Materialaustritt zu berücksichtigen ist. Daher kann auch auf die bei diesen Systemen häufig vorgesehene Unterbrechung innerhalb der Stanzlinge oder auf konstruktive Lösungen an den Bauteilen, Fügeteilen selbst verzichtet werden, die zur Aufnahme des ungewollten Klebeaustritts vorgesehen sind.Thereby the diecut retains one during bonding improved dimensional stability. This is especially true of the Bonding of visible components, such as decorative elements, otherwise adhesive residues on unwanted Spots become visible. In addition, with the punched bodies according to the invention the heat-activatable films with a reduced Ausquetschverhalten the diecut shape, especially the area larger be selected and also changed the geometry of the diecuts be because less space for unwanted material leakage to take into account. Therefore, it can also be applied to these systems frequently scheduled interruption within the diecuts or constructive solutions on the components, parts to be joined even omitted, which absorb the unwanted adhesive leakage are provided.
Hierdurch wird es durch die erfindungsgemäßen verstreckten thermoplastischen Haftmittel möglich nun auch sehr kleine Bauteile zu verkleben. Dies war bislang mit Haftmassen, die ein zu starkes Ausquetschverhalten zeigen nicht möglich, da für diese Haftmassen der Stanzling zu klein wurde und eine Verklebung daher nicht mehr durchgeführt werden konnte. Als untere Grenze für die Stegbreite der Stanzlinge können bevorzugt bis minimal 400 μm verwirklicht werden. Die Obergrenze hängt vom Design und der Größe des Bauteils ab und ist für die vorliegende Erfindung nicht nach oben begrenzt.hereby it is stretched by the inventive thermoplastic adhesive now possible even very small Bonding components. This was so far with Haftmassen, the one too strong squeezing behavior show not possible because for these adhesive masses the stamping became too small and one Bonding therefore could not be performed. As a lower limit for the web width of the diecuts can preferably be realized to a minimum of 400 microns. The upper limit depends on the design and the size of the component and is not up for the present invention limited.
Das Ausquetschverhalten des thermoplastischen hitzeaktivierbaren verstreckten, flächigen Haftmittels, insbesondere in Form einer Folie, wird über den Ausquetschtest bestimmt, der im experimentellen Teil dargelegt wird. Nach diesem Test wird die Ausquetschrate unter Standardbedingungen bestimmt.The Ausquetschverhalten the thermoplastic heat activated stretched, flat adhesive, in particular in the form of a film, is determined by the squeezing test used in the experimental Part is set out. After this test, the Ausquetschrate is under Standard conditions determined.
Durch den Wärmeeintrag während des Bondingschrittes kommt es neben einer Rückbildung der Orientierung (a) auch zu einem Aufschmelzen der kristallinen Bereiche (b) und es kann auch zu einer Phasenumwandlung des im thermoplastischen Film enthaltenen Wassers (c) kommen. Das Wasser (c) kann infolge der eingebrachten hohen Temperaturen als Wasserdampf auftreten und kann dann zu einer Blasenbildung innerhalb des Films führen. Diese Blasenbildung hat in der Regel einen deutlich negativen Einfluss auf die Festigkeit des Kleberverbundes.By the heat input during the bonding step it comes next to a regression of orientation (a) too to a melting of the crystalline areas (b) and it can also to a phase transformation of that contained in the thermoplastic film Water (c) come. The water (c) can be introduced as a result of high temperatures occur as water vapor and can then become one Bubble formation within the film lead. This blistering usually has a significant negative impact on the strength of the Adhesive bond.
Die erfinderischen teilkristallinen thermoplastischen hitzeaktivierbaren verstreckten, flächigen Haftmittel weisen aufgrund der Verstreckung einen erhöhten kristallinen Anteil und/oder einen erhöhten Anteil an orientierten Polymeren im Vergleich zu entsprechend unbehandelten Haftmitteln auf. Diese erhöhte Kristallinität und/oder erhöhte Orientierung der Polymere geht mit einer verminderten Wassereinlagerung einher. Üblicherweise wird Wasser in verstärktem Maße in amorphen Bereichen der Polymere eingelagert. Dies geschieht in der Regel durch Adsorption aus der Umgebungsluft. Die verstreckten Haftmittel weisen neben den verbesserten Verklebungseigenschaften, wie verringertes Ausquetschverhalten und/oder verminderte Blasenbildung durch verminderte Wasseraufnahme, auch eine verbesserte Lagerstabilität auf, weil die reduzierte Wasseraufnahme zu einer Verringerung der Abbaureaktionen, beispielsweise durch Hydrolyse, im Polymer vermindert werden.The innovative semi-crystalline thermoplastic heat-activated stretched, flat adhesives have due to the Drawing an increased crystalline content and / or an increased proportion of oriented polymers in comparison to correspondingly untreated adhesives. This increased Crystallinity and / or increased orientation of the Polymers are associated with a reduced water retention. Usually Water is increasingly in amorphous areas embedded the polymers. This is usually done by adsorption from the ambient air. The stretched adhesives are adjacent the improved bonding properties, such as reduced squeezing behavior and / or reduced blistering due to reduced water absorption, also improved storage stability, because the reduced Water absorption to reduce the degradation reactions, for example by hydrolysis, be reduced in the polymer.
Der Abkühlschritt, Schritt 5, stellt einen optionalen Schritt dar, der zur Optimierung der Verklebungsperformance dienen kann. Zudem ermöglicht er ein einfacheres oder schnelleres Entfernen der verklebten Bauteile. Zur Kühlung wird in der Regel ein metallischer Presstempel verwendet, dessen Form analog zum Heizpressstempel ist und kein Heizelement enthält, in der Regel wird der Pressstempel nicht aktiv temperiert, insbesondere arbeitet er bei Raumtemperatur. Alternativ kann der Pressstempel auch aktiv, beispielsweise durch ein Kühlsystem, mittels Kühlmittel, wie Luft oder Kühlflüssigkeiten, gekühlt werden. Dann kann der Presstempel aktiv den Bauteilen Wärme entziehen.Of the Cooling step, step 5, represents an optional step which can serve to optimize the bonding performance. In addition, it allows easier or faster removal the glued components. For cooling is usually a metallic press die used whose shape is analogous to the Heizpressstempel is and does not contain a heating element, usually the Press punches not actively tempered, in particular, he works at Room temperature. Alternatively, the punch can also be active, for example by a cooling system, by means of coolant, such as air or Coolants, to be cooled. Then The press ram can actively extract heat from the components.
In dem letzten Prozessschritt kann das verklebte Bauteil – der Gesamtverbund – aus dem Formbauteil entfernt werden.In In the last process step, the bonded component - the Gesamtverbund - be removed from the mold component.
Die Heizpressstempel für die Prelaminierung und das Bonding werden in einem Temperaturbereich von 60 bis 300°C betrieben, je nach Temperaturstabilität der Bauteile sowie der Aktivierungs- und/oder Schmelztemperatur des thermoplastischen hitzeaktivierbaren verstreckten, flächigen Haftmittels, insbesondere als Folie. Übliche Prozesszeiten belaufen sich auf 2.5 bis 15 sec pro Pressstempelschritt. Weiterhin kann es auch erforderlich sein, den Druck zu variieren. Durch sehr hohe Drücke kann die thermoplastische hitzeaktivierbare Folie trotz der erfinderischen Eigenschaften vermehrt ausquetschen. Geeignete Drücke belaufen sich insbesondere auf 1.5 bis 10 bar, berechnet auf die Verklebungsfläche. Auch hier spielt die Stabilität der Materialien sowie das Fließverhalten des thermoplastischen hitzeaktivierbaren Haftmittels, insbesondere der Folie, einen großen Einfluss auf den jeweils zu wählenden Druck. Dem Fachmann ist geläufig, wie er die jeweiligen Prozessparameter, wie Zeit, Druck und/oder Temperatur auf die jeweils verwendeten thermoplastischen Haftmittel und Bauteile abstimmt.The Hot stamping press for prelamination and bonding are operated in a temperature range of 60 to 300 ° C, depending on the temperature stability of the components as well as the activation and / or melting temperature of the thermoplastic heat-activatable stretched, flat adhesive, especially as a film. usual Process times amount to 2.5 to 15 sec per punching step. Furthermore, it may also be necessary to vary the pressure. By very high pressures, the thermoplastic heat-activated Squeeze film despite the inventive properties increasingly. Suitable pressures are in particular 1.5 to 10 bar, calculated on the bond area. Here too plays the stability of the materials as well as the flow behavior of the thermoplastic heat-activatable adhesive, in particular the film, a big influence on each to be chosen Print. The skilled person is familiar, as he the respective Process parameters, such as time, pressure and / or temperature on each used thermoplastic adhesive and components tuned.
Nachfolgend sind einige Beispiele zu Erläuterung der Erfindung angegeben, ohne die Erfindung darauf zu beschränken.following some examples are given to illustrate the invention, without limiting the invention thereto.
BeispieleExamples
I.) Testmethoden:I.) Test Methods:
Verklebungsfestigkeit A)Bond strength A)
Die Verklebungsfestigkeit wird mit einem Dynamischen Schertest bestimmt. Die Verklebungsfläche beträgt 2 cm2. Es wird eine 1.5 mm dicke Al-Platte mit einer Breite von 2 cm mit einer Polycarbonat-Platte (PC-Platte) mit einer Breite von 2 cm und einer Schichtdicke von 3 mm mittels einer erfindungsgemäßen thermoplastischen hitzeaktivierbaren Folie verbunden. Die thermoplastische hitzeaktivierbare Folie wurde sowohl im verreckten Zustand – verstrecktes, flächiges Haftmittel – als auch im unverreckten Zustand – unverstrecktes, flächiges Haftmittel – untersucht. Alle Proben wurden nach der Beschichtung bzw. nach der Verreckung noch einmal 14 d bei 23°C und 50% Luftfeuchtigkeit akklimatisiert.The bond strength is determined by a dynamic shear test. The bond area is 2 cm 2 . It becomes a 1.5 mm thick Al plate with a width of 2 cm with a polycarbonate plate (PC plate) with a width of 2 cm and a layer thickness of 3 mm by means of a thermoplastic heat-activatable film according to the invention. The thermoplastic heat-activatable film was examined both in the stretched state - stretched, flat adhesive - as well as in the unrestrained state - unstretched, flat adhesive. All samples were acclimated for a further 14 days at 23 ° C and 50% humidity after coating or after stretching.
In
einem ersten Schritt wird eine 100 μm dicke thermoplastische
hitzeaktivierbare Folie mit Hilfe einer 110°C heißen
Heizplatte auf Aluminium laminiert. Anschließend wird die
Trennfolie abgezogen. Die Verklebung der Prüfkörper
wird in einer Heizpresse durchgeführt (vgl.
Nach der Heißverklebung kann die Qualität der Verklebung, wie das Auftreten von Blasen, durch das transparente Polycarbonat beurteilt werden.To the heat-bonding can improve the quality of the bond, like the appearance of bubbles, through the transparent polycarbonate be assessed.
Anschließend
werden die Prüfmuster mit einer Zugprüfmaschine,
dargestellt in
Ausquetschverhalten B)Squeezing behavior B)
Die
thermoplastische hitzeaktivierbare Folie wird als kreisrunder Stanzling
mit einem Durchmesser von 29.5 mm ausgestanzt. Die Folie ist sowohl
von der Oberseite als auch von der Unterseite mit einem silikonisierten
Glassine Liner abgedeckt. Anschließend wird dieser Verbund
in eine Heizpresse eingebracht und dann mit 75 N/cm2 und
150°C Druck (Temperatur der Heizpresse, beidseitig beheizt)
für 10 Sekunden beaufschlagt. Durch die Aufbringung von
Druck quetscht der Thermoplast kreisförmig aus. Die Ausquetschrate
wird durch 
Gemessen werden jeweils als Ausquetschrate die Flächenänderungen von Stanzlingen eines verstreckten Haftmittels als auch eines entsprechenden aber unverstreckten Haftmittels.Measured are each as Ausquetschrate the area changes of diecuts of a stretched adhesive as well as a corresponding one but undrawn adhesive.
Wasseraufnahme C)Water absorption C)
Die
thermoplastische hitzeaktivierbare Folie wird als kreisrunder Stanzling
mit einem Durchmesser von 50 mm ausgestanzt. Die Folie ist von der
Unterseite mit einem silikonisierten Glassine Liner abgedeckt. Anschließend
wird dieser Verbund in eine Klimakammer mit 60°C und 95%
Luftfeuchtigkeit eingebracht. Die Probe wird dort für 24
h belassen. Anschließend wird die Feuchtigkeitsaufnahme
gravimetrisch bestimmt. Es wird nach folgender Formel die Wasseraufnahme
bestimmt, 
Messung der Schmelzenthalpie D)Measurement of enthalpy of fusion D)
Die Messung der Schmelzenthalpie erfolgte mit Hilfe der Dynamischen Differenzkalorimetrie (DSC) an einem Mettler DSC 822. Die Heizrate betrug 10°C/min und es wurde die erste Aufheizkurve im Bereich von –100°C bis +250°C ausgewertet. Die Probe wurde in einem gelochten 40 μl Aluminium Tiegel eingewogen. Die Probeneinwaage betrug zwischen 10 und 15 mg. Für die Schmelzenthalpie wird das Integral über den Schmelzpeak gebildet und durch die Probeneinwaage dividiert. Die Schmelzenthalpie wird somit in J/g angegeben. Die prozentualen Veränderungen durch den Verstreckungsvorgang werden einfach durch die Messung der Differenz der unverstreckten und der verstreckten Probe bestimmt. Wie für Polymerproben üblich erstreckt sich der Schmelzpeak über einen weiten Bereich. Ausgewertet wurde jeweils der Bereich zwischen Onset- und der Offset-Temperatur. Dies ist der Bereich, in dem die Abweichung der DSC-Kurve von der Basislinie erfolgt.The melting enthalpy was measured by differential scanning calorimetry (DSC) on a Mettler DSC 822. The heating rate was 10 ° C / min and the first heating curve was in the range of -100 ° C to + 250 ° C evaluated. The sample was weighed into a perforated 40 μl aluminum crucible. The sample weight was between 10 and 15 mg. For the enthalpy of fusion, the integral is formed above the melting peak and divided by the sample weight. The enthalpy of fusion is thus given in J / g. The percent changes by the stretching operation are simply determined by measuring the difference between the unstretched and the stretched samples. As is common for polymer samples, the melting peak extends over a wide range. In each case the range between onset and offset temperature was evaluated. This is the area where the deviation of the DSC curve from the baseline occurs.
Beispiele:Examples:
Verstreckung der ProbenDrawing the samples
Ein 5 cm langer Streifen der thermoplastischen hitzeaktivierbaren Folie wurde bei 23°C auf eine Länge von etwa 25 cm gereckt. Der gleiche Vorgang wurde bei 105°C durchgeführt, wobei der Film unmittelbar nach der Verstreckung schlagartig auf Raumtemperatur zurückgekühlt wurde, um die Orientierung zu fixieren. Das Reckverhältnis zwischen Ausgangslänge und Längenänderung (L:ΔL) betrug somit etwa 1:4. Nach der Verstreckung betrug die Filmdicke etwa 100 μm; die Ausgangfilmdicke lag bei etwa 500 μm.One 5 cm long strip of thermoplastic heat-activatable film was stretched at 23 ° C to a length of about 25 cm. The same procedure was carried out at 105 ° C, the film abruptly on immediately after stretching Room temperature was returned to the orientation to fix. The stretch ratio between initial length and length change (L: ΔL) was thus about 1: 4. After stretching, the film thickness was about 100 μm; the starting film thickness was about 500 μm.
Beispiel 1)Example 1)
DynapolTM S1227 der Fa. Degussa wurde zwischen zwei Lagen silikonisiertem Glassine-Trennpapier bei 140°C auf 100 μm ausgepresst. Der Schmelzbereich des Copolyesters liegt zwischen 86°C und 109°C.Dynapol ™ S1227 from Degussa was pressed between two layers of siliconized glassine release paper at 140 ° C to 100 microns. The melting range of the copolyester is between 86 ° C and 109 ° C.
Beispiel 2)Example 2)
DynapolTM S1247 der Fa. Degussa wurde zwischen zwei Lagen silikonisiertem Glassine-Trennpapier bei 140°C auf 100 μm ausgepresst. Der Schmelzbereich des Copolyesters liegt zwischen 100°C und 135°C.Dynapol ™ S1247 from Degussa was pressed between two layers of siliconized glassine release paper at 140 ° C to 100 microns. The melting range of the copolyester is between 100 ° C and 135 ° C.
Beispiel 3)Example 3)
GrilltexTM 1442E der Fa. Ems-Grilltech wurde zwischen zwei Lagen silikonisiertem Glassine-Trennpapier bei 140°C auf 100 μm ausgepresst. Der Schmelzbereich des Polymeres liegt zwischen 93°C und 121°C.Grilltex TM 1442E from Ems-Grilltech was pressed between two layers of siliconized glassine release paper at 140 ° C to 100 microns. The melting range of the polymer is between 93 ° C and 121 ° C.
ErgebnisseResults
Beispiele 1, 2 und 3 sind Beispiele für Copolyester Folien, die als hitzeaktivierbare Folie zur Verklebung von Metallteilen eingesetzt werden können. Zunächst wurden die Folien in einer Heizpresse aufgeschmolzen und auf eine Schichtdicke von 100 μm gepresst. Durch den Verpressvorgang in der Schmelze und die langsame Abkühlung treten keine Orientierungsphänomene auf.Examples Figures 1, 2 and 3 are examples of copolyester films known as Heat-activated film used for bonding metal parts can be. First, the slides were in one Hot press melted and to a layer thickness of 100 microns pressed. By the pressing process in the melt and the slow Cooling no orientation phenomena occur on.
Der
nachfolgende Reckvorgang wurde bei 23°C und 105°C
mit schlagartiger Abkühlung durchgeführt. Die
Proben wurden anschließend im unverreckten Zustand, und
in den verreckten Zuständen nach der Testmethode D untersucht.
Die Schichtdicke der untersuchten Folien betrug jeweils etwa 100 μm.
Dazu wurden die verstreckten Folien auf 500 μm extrudiert
und dann auf 100 μm verstreckt. Dadurch kommt es nicht
zum unerwünschten, sichtbaren Ausquetschen aus der Klebefuge.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1:
Tabelle 1 belegt, dass die sich gewählten thermoplastischen hitzeaktivierbaren Folien durch eine starke Verreckung orientieren lassen und der Anteil und/oder die Größe der kristallinen Teilbereiche ansteigt. Der Effekt ist bei der Kaltverstreckung bei 23°C stärker ausgeprägt als bei der Verstreckung in der Wärme (bei 105°C). Die Messwerte belegen, dass eine Steigerung der Schmelzenthalpie um nahezu 100% möglich ist.table 1 shows that the selected thermoplastic heat-activated Orient slides through a strong stretch and the proportion and / or the size of the crystalline portions increases. The effect is at cold drawing at 23 ° C more pronounced than in the drawing in the heat (at 105 ° C). The measured values prove that an increase in the enthalpy of fusion by almost 100% possible is.
In
einem weiteren Test wurde von allen Beispielen das Ausquetschverhalten
bestimmt, um den Effekt der Orientierung zu ermitteln. Hierfür
wurde nach Testmethode B vorgegangen. Die Ergebnisse sind in der
Tabelle 2 dargestellt. Tabelle 2:
Der Tabelle 2 kann entnommen werden, dass durch den Reckvorgang das Ausquetschverhalten deutlich verbessert wird.Of the Table 2 it can be seen that by the stretching process the Ausquetschverhalten is significantly improved.
Weiterhin sollte untersucht werden, wie die Wasseraufnahme durch den Reckvorgang beeinflusst wird. Daher wurden die Beispiele 1–3 nach der Testmethode C untersucht.Farther should be investigated, such as the water absorption by the stretching process being affected. Therefore, Examples 1-3 after the Test Method C examined.
Die
Ergebnisse sind in Tabelle 3 dargestellt. Tabelle 3:
Die Ergebnisse der Tabelle 3 belegen, dass sich durch die Reckung die Wasseraufnahme der Copolyester verringert. Die gemessenen Werte belegen, dass die Copolyester weniger Wasser, insbesondere durch die Verringerung der amorphen Anteile, aufnehmen können. Somit lassen sich solche Muster deutlich besser zur Verklebung einsetzen, da hier während der Hitzeaktivierung weniger Blasen durch Feuchtigkeit auftreten und somit eine homogenere Verklebung erreicht wird.The Results of Table 3 show that the stretching causes the Water absorption of the copolyester reduced. The measured values prove that the copolyester less water, especially by the Reduction of amorphous shares, record. Consequently such patterns can be used much better for bonding, because there are less bubbles during heat activation Moisture and thus achieve a more homogeneous bonding becomes.
Letztendlich
wurde der Einfluss der Verreckung auch noch auf das Verklebungsvermögen
untersucht. Hierfür wurde die Testmethode A durchgeführt.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt. Tabelle 4:
Tabelle 4 kann entnommen werden, dass die Verklebungsfestigkeit kaum beeinflusst wird. Die gemessenen Werte liegen im Rahmen der Messschwankungen der Prüfmethode. Somit lassen sich Eigenschaftsverbesserungen durch den Verreckungsvorgang erreichen bei gleichbleibenden klebtechnischen Eigenschaften. Die Beurteilung der Anzahl der Blasen in der Verklebungsfläche ergab, dass die unverreckten Beispiele 1 bis 3 deutlich mehr Blasen in der Verklebungsfläche aufwiesen als die im Vergleich ebenfalls getesteten verreckten Beispiele.table 4 it can be seen that the bond strength hardly influenced becomes. The measured values are within the range of measurement fluctuations the test method. Thus, property improvements can be reach through the stretching process at the same adhesive technology Properties. The assessment of the number of bubbles in the bond area revealed that the disgusted examples 1 to 3 significantly more bubbles in the bonding surface than those in comparison also tested the stretched examples.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- - „Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology” von Donatas Satas (van Nostrand, 1989) [0032] - "Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology" by Donatas Satas (van Nostrand, 1989). [0032]
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|---|---|---|---|---|
| DE102013201392A1 (en) * | 2013-01-29 | 2014-07-31 | Evonik Industries Ag | Adhesion promoter and primer compositions for hybrid metal-plastic components |
Citations (1)
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-
2008
- 2008-12-05 DE DE102008060415A patent/DE102008060415A1/en not_active Withdrawn
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| Title |
|---|
| "Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology" von Donatas Satas (van Nostrand, 1989) |
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