DE102018108881A1 - Surface-modified silicone, its use in non-stick coatings and composite material containing the same - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Silikon mit modifizierter Oberfläche, ein Verbundmaterial umfassend besagtes Silikon mit modifizierter Oberfläche und ein Trägermaterial, sowie ein Verfahren zur Herstellung des besagten Silikons mit modifizierter Oberfläche beschrieben. Weiter wird die Verwendung des besagten Silikons mit modifizierter Oberfläche in Antihaftbeschichtungen und die Verwendung des besagten Verbundmaterials als Trennfolie und/oder Release-Liner für Stoffe mit hohem Oberflächen-Klebevermögen beschrieben.There is described a modified surface silicone, a composite comprising said surface modified silicone and a substrate, and a method of making said modified surface silicone. Further described is the use of said modified surface silicone in non-stick coatings and the use of said composite as a release film and / or release liner for high surface tack fabrics.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Silikon mit modifizierter Oberfläche, ein Verbundmaterial umfassend besagtes Silikon und ein Trägermaterial, sowie ein Verfahren zur Herstellung des besagten Silikons mit modifizierter Oberfläche. Weiter betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung des besagten Silikons mit modifizierter Oberfläche in Antihaftbeschichtungen und die Verwendung des besagten Verbundmaterials als Trennfolie und/oder Release-Liner für Stoffe mit hohem Oberflächen-Klebevermögen.The present invention relates to a modified surface silicone, a composite material comprising said silicone, and a support material, and to a method of making said modified surface silicone. Further, the present invention relates to the use of said modified surface silicone in nonstick coatings and to the use of said composite as a release film and / or release liner for high surface tack fabrics.
Silikonisierungen auf Folien und Papieren werden vielseitig eingesetzt, insbesondere als Trennfolien oder Trennpapiere, um z.B. Haftklebstoffe und andere Substanzen mit hohem Oberflächen-Klebevermögen („Oberflächentack“) wie hochviskose Medien, Klebstoffe, Lacke o.ä. vor ungewolltem Kleben zu schützen. Typische Beispiele derartiger Produkte sind Selbstklebe-Etiketten und selbstklebende Halbzeuge wie Spiegelbefestigungen, Haftklebungen von bzw. auf Bildschirmen von z.B. Tablet-Computern oder Smartphones sowie Anbauteile im Kraftfahrzeug-Außenbereich, beispielsweise Zierleisten oder Logos, oder im Kraftfahrzeug-Innenbereich.Silicone coatings on films and papers are used in a variety of ways, especially as release films or release papers, e.g. Pressure-sensitive adhesives and other substances with high surface adhesiveness ("surface tack") such as highly viscous media, adhesives, varnishes or the like. to protect against unwanted sticking. Typical examples of such products are self-adhesive labels and self-adhesive semi-finished products such as mirror mounts, pressure-sensitive adhesives from or on screens of e.g. Tablet computers or smartphones and attachments in the motor vehicle exterior, such as moldings or logos, or in the automotive interior.
Erst vor dem erwünschten Kleben werden solche Trennfolien oder Trennpapiere (häufig auch als „Release-Liner“ bezeichnet) vom Haftklebstoff abgezogen und die Klebung durch In-Kontaktbringen mit dem Substrat ausgeführt.Only before the desired gluing such release films or release papers (often referred to as "release liner") are removed from the pressure-sensitive adhesive and performed the bonding by contacting with the substrate.
In vielen Fällen muss die Trennkraft, also die Kraft, die zum Abschälen des Release-Liners von dem Haftklebstoff aufgewendet werden muss, gezielt eingestellt werden. Beispielhaft sei hier das doppelseitige Klebeband genannt, bei dem eine Seite des Release-Liners höhere Trennkräfte aufweisen muss, um so zu gewährleisten, dass die Trennebene immer auf einer Seite liegt, und zwar auf der Seite des Haftklebstoffs, der zur Mitte des Klebeband-Wickels zeigt. So wird sichergestellt, dass bei einem doppelseitigen Klebeband die Rolle immer außen mit dem Release-Liner bedeckt ist und der Haftklebstoff nicht freiliegt.In many cases, the release force, ie the force that has to be used to peel off the release liner from the pressure-sensitive adhesive, must be adjusted specifically. By way of example, the double-sided adhesive tape may be mentioned in which one side of the release liner must have higher release forces so as to ensure that the parting plane always lies on one side, namely on the side of the pressure-sensitive adhesive facing the center of the adhesive tape roll shows. This ensures that with a double-sided adhesive tape, the roll is always covered on the outside with the release liner and the pressure-sensitive adhesive is not exposed.
Dieses gezielte Einstellen unterschiedlicher Trennkräfte bei silikonisierten Trennfolien oder Trennpapieren erreicht man derzeit nach einer herkömmlichen Technik meist dadurch, dass deren dynamisch-mechanische Eigenschaften variiert werden, indem Vernetzer („controlled release additives“) wie etwa an sich bekannte „MQ-Harze“ zu der Rezeptur des Silikonelastomers hinzugegeben werden und / oder indem die Schichtdicke des verwendeten Silikonelastomers variiert wird.This targeted adjustment of different release forces in siliconized release films or release papers is currently achieved by a conventional technique usually by their dynamic mechanical properties are varied by crosslinkers ("controlled release additives") such as per se known "MQ resins" to the Formulation of the silicone elastomer are added and / or by the layer thickness of the silicone elastomer used is varied.
Nachteilig an dieser herkömmlichen Technik ist, dass eine Änderung der Trennkraft in der Regel eine Umstellung der Silikonrezeptur erfordert und dies bei der Produktion von Bahnware zu erheblichem Mehraufwand führt. Gerade kleinere Chargen von Spezialpapieren lassen sich auf diese Weise nicht kostengünstig herstellen. Eine lateral aufgelöste Einstellung der Trennkraft auf einem Release-Liner (d.h. das Einstellen verschiedener Trennkräfte an verschiedenen Stellen der Oberfläche einer Trennfolie oder eines Trennpapieres, etwa zum leichteren Ablösen in einem Bereich eines Etiketts durch einen „Anfasser“) ist mit dieser herkömmlichen Technik überhaupt nicht möglich.A disadvantage of this conventional technique is that a change in the separation force usually requires a conversion of the silicone formulation and this leads to considerable additional expenditure in the production of web goods. Especially smaller batches of specialty papers can not be produced inexpensively in this way. A laterally resolved release force adjustment on a release liner (ie, setting various release forces at various locations on the surface of a release liner or release paper, such as for ease of release in a label area by a "handle"), is not at all with this conventional technique possible.
Weiterhin kommt es beim Einsatz von Trennpapieren auf der Basis von klassischen Silikonelastomer-Beschichtungen häufig zur unerwünschten Übertragung („Abklatsch“) von unvernetzten Bestandteilen dieses Silikonelastomers auf damit in Kontakt stehende Gegenstände, z.B. zur Übertragung auf den Haftklebstoff eines mit einem solchen klassischen Trennpapier hergestellten Klebebands.Furthermore, the use of release papers based on classic silicone elastomer coatings often results in the undesirable transfer ("imprint") of uncrosslinked constituents of this silicone elastomer to articles in contact therewith, e.g. for transfer to the pressure sensitive adhesive of an adhesive tape made with such a classic release paper.
Im Stand der Technik sind bisher verschiedene Techniken zur Modifizierung von Oberflächen diskutiert worden, u.a. in den folgenden Dokumenten: Various techniques for modifying surfaces have heretofore been discussed in the art, i.a. in the following documents:
Das Dokument
Das Dokument
Das Dokument
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Das Dokument
Angesichts des bekannten Standes der Technik war es eine primäre Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Silikon mit modifizierter Oberfläche bzw. ein dieses enthaltendes Verbundmaterial herzustellen, welches gezielt einstellbare und insbesondere auch lateral aufgelöste Trenneigenschaften gegenüber Haftklebstoffen aufweist und dabei möglichst gleichzeitig einen geringen Abklatsch ermöglicht.In view of the known prior art, it was a primary object of the present invention to produce a silicone with a modified surface or a composite material containing this, which has specifically adjustable and in particular laterally resolved release properties to pressure-sensitive adhesives, while possible possible at the same time a small Abklatsch.
Unter „Abklatsch“ wird dabei im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Übertragung von Si-haltigen Bestandteilen von einer Oberfläche zu einer anderen bei bzw. nach dem Kontakt der Oberflächen miteinander verstanden. Im Sinne der vorliegenden Erfindung bezeichnet ein „geringer Abklatsch“ vorzugsweise die Übertragung bzw. die Entfernung aus einer erfindungsgemäßen modifizierten Silikon-Oberfläche eines Si-Gehaltes von ≤ 1,5 at-% nach Kontakt mit einer anderen Oberfläche, insbesondere der Oberfläche eines Haftklebebandes, jeweils gemessen mit Röntgenphotoelektronenspektroskopie (ESCA).In the context of the present invention, "imprinting" is understood to mean the transfer of Si-containing constituents from one surface to another during or after the contact of the surfaces with one another. For the purposes of the present invention, a "small imprint" preferably denotes the transfer or removal from a modified silicone surface according to the invention having an Si content of ≦ 1.5 at% after contact with another surface, in particular the surface of a pressure-sensitive adhesive tape, each measured by X-ray photoelectron spectroscopy (ESCA).
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein Verfahren zur Herstellung des besagten Silikons mit modifizierter Oberfläche bzw. ein dieses enthaltendes Verbundmaterial herzustellen.Another object of the present invention was to produce a process for producing said modified surface silicone or a composite material containing the same.
Eine weitere spezifische Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein besagtes Silikon mit modifizierter Oberfläche für die Verwendung in Antihaftbeschichtungen bereitzustellen sowie ein besagtes Silikon mit modifizierter Oberfläche enthaltendes Verbundmaterial bereitzustellen für die Verwendung als Trennfolie oder Release-Liner Liner für Stoffe mit hohem Oberflächen-Klebevermögen.Another specific object of the present invention was to provide said modified surface silicone for use in nonstick coatings and to provide a composite surface containing silicone material for use as a release liner or release liner for high surface tack adhesives.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, dass die primäre Aufgabe sowie weitere Aufgaben und/oder Teilaufgaben der vorliegenden Erfindung gelöst werden durch Silikon mit modifizierter Oberfläche, vorzugsweise mit durch UV-Strahlung modifizierter Oberfläche, wobei an der Oberfläche der modifizierten Oberfläche bzw. der Oberflächenmodifikation ein gegenüber dem unmodifizierten Silikon um ≥ 0,1 bis ≤ 5,0 at-%, vorzugsweise um ≥ 0,1 bis ≤ 3,6 at-%, besonders bevorzugt um ≥ 0,1 bis ≤ 3,0 at-%, ganz besonders bevorzugt um ≥ 0,1 bis ≤ 2,8 at-% und weiter ganz besonders bevorzugt um ≥ 0,1 bis ≤ 1,0 at-% verringerter Endanteil an Kohlenstoff (bzw. Kohlenstoffatomen), bezogen auf die Gesamtzahl der (an der Oberfläche der Oberflächenmodifikation vorliegenden) Atome, vorliegt, bestimmt durch ESCA (Röntgenphotoelektronenspektroskopie).It has now surprisingly been found that the primary object and other objects and / or subtasks of the present invention are achieved by modified surface silicone, preferably with surface modified by ultraviolet radiation, with an opposite surface to the modified surface or surface modification the unmodified silicone by ≥ 0.1 to ≤ 5.0 at%, preferably by ≥ 0.1 to ≤ 3.6 at%, more preferably by ≥ 0.1 to ≤ 3.0 at%, more particularly preferably by ≥ 0.1 to ≤ 2.8 at% and more preferably by ≥ 0.1 to ≤ 1.0 at% reduced final fraction of carbon (or carbon atoms), based on the total number of (on the Surface of the surface modification) atoms, as determined by ESCA (X-ray photoelectron spectroscopy).
Die Angabe „Atomprozent“ (at-%) ist eine auf dem Fachgebiet übliche prozentuale Gehaltsangabe einer Atomsorte (z.B. für Silizium) in einem diese Atomsorte enthaltenden Gemisch. Sie ist definiert als Quotient aus (i) der Anzahl (bzw. Stoffmenge) aller in einem Gemisch (üblicherweise in einem Festkörper) enthaltenen Atome der betrachteten Atomsorte (z.B. Silizium) und (ii) der Anzahl (bzw. Stoffmenge) aller in dem Gemisch enthaltenen Atome (sofern diese der verwendeten Messmethode bzw. Messtechnik zugänglich sind):
Alle Gehaltsangaben in „at-%“ im vorliegenden Text berücksichtigen daher, sofern als Messmethode zur Bestimmung der Gehaltsangabe die Röntgenphotoelektronenspektroskopie (ESCA) verwendet wurde, methodenbedingt insbesondere nicht Atome der Sorten Wasserstoff und Helium. Entsprechende methodenbedingte Besonderheiten der Röntgenphotoelektronenspektroskopie sind dem Fachmann bekannt.All salary data in "at-%" in the present text therefore take into account, as far as the method of measurement for determining the content of the X-ray photoelectron spectroscopy (ESCA) was used, in particular not atoms of the varieties hydrogen and helium. Corresponding method-specific features of x-ray photoelectron spectroscopy are known to the person skilled in the art.
Als „Endanteil“ (oder Endgehalt) an Kohlenstoff (oder Sauerstoff bzw. Silizium) wird dabei im Rahmen der vorliegenden Erfindung der im erfindungsgemäßen Silikon mit modifizierter Oberfläche (bzw. in dessen modifizierter Oberfläche) dauerhaft vorliegende Anteil an Kohlenstoff (oder Sauerstoff bzw. Silizium) bezeichnet, wobei „dauerhaft“ hier vorzugsweise bedeutet, dass der so vorliegende Anteil bzw. Endanteil an Kohlenstoff (oder Sauerstoff bzw. Silizium) unabhängig vom Zeitpunkt der Messung im oben definierten Bereich liegt (bei Nachweis durch die hier angegebene Methode (ESCA)).In the context of the present invention, the term "end content" (or final content) of carbon (or oxygen or silicon) is the proportion of carbon (or oxygen or silicon.) Which is permanently present in the silicone according to the invention with a modified surface (or in its modified surface) ), where "permanent" here preferably means that the proportion or final proportion of carbon (or oxygen or silicon) present in this manner is independent of the time of measurement in the range defined above (if detected by the method specified here (ESCA)) ,
Die Erfindung sowie erfindungsgemäß bevorzugte Kombinationen bevorzugter Parameter, Eigenschaften und/oder Bestandteile der vorliegenden Erfindung sind in den beigefügten Ansprüchen definiert. Bevorzugte Aspekte der vorliegenden Erfindung werden auch in der nachfolgenden Beschreibung sowie in den Beispielen angegeben bzw. definiert.The invention as well as preferred combinations of preferred parameters, properties and / or constituents of the present invention are defined in the appended claims. Preferred aspects of the present invention are also set forth and defined in the following description and examples.
Es kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung sinnvoll sein, dass ein Silikon mit einer Zusammensetzung der Oberfläche enthaltend 25,2 at-% Silizium, 28,3 at-% Sauerstoff und 46,5 at-% Kohlenstoff, bei Messung der Oberflächenzusammensetzung mit ESCA, von dem erfindungsgemäßen Silikon mit modifizierter Oberfläche nicht umfasst ist bzw. dass dieses vorgenannte spezielle Silikon aus der Definition des erfindungsgemäßen Silikons mit modifizierter Oberfläche ausgeschlossen ist.It may be useful in the context of the present invention for a silicone having a composition of the surface comprising 25.2 at% of silicon, 28.3 at% of oxygen and 46.5 at% of carbon, when measuring the surface composition with ESCA, is not included in the modified surface silicone of the present invention, or that said specific silicone is excluded from the definition of the modified surface silicone of the present invention.
Alternativ oder zusätzlich kann es bevorzugt sein, dass ein Silikon mit einer Zusammensetzung der Oberfläche enthaltend 25,4 at-% Silizium, 32,0 at-% Sauerstoff und 42,6 at-% Kohlenstoff, bei Messung der Oberflächenzusammensetzung mit ESCA. von dem erfindungsgemäßen Silikon mit modifizierter Oberfläche nicht umfasst ist bzw. dass dieses vorgenannte spezielle Silikon aus der Definition des erfindungsgemäßen Silikons mit modifizierter Oberfläche ausgeschlossen ist.Alternatively or additionally, it may be preferred that a silicone having a composition of the surface containing 25.4 at% of silicon, 32.0 at% of oxygen and 42.6 at% of carbon, when measuring the surface composition with ESCA. is not included in the modified surface silicone of the present invention, or that said specific silicone is excluded from the definition of the modified surface silicone of the present invention.
Weiter kann es alternativ oder zusätzlich bevorzugt sein, dass ein Silikon mit einer Zusammensetzung der Oberfläche enthaltend 24,4 at-% Silizium, 32,0 at-% Sauerstoff und 43,6 at-% Kohlenstoff, bei Messung der Oberflächenzusammensetzung mit ESCA. von dem erfindungsgemäßen Silikon mit modifizierter Oberfläche nicht umfasst ist bzw. dass dieses vorgenannte spezielle Silikon aus der Definition des erfindungsgemäßen Silikons mit modifizierter Oberfläche ausgeschlossen ist.Further, alternatively or additionally, it may be preferable to use a silicone having a composition of the surface containing 24.4 at.% Of silicon, 32.0 at.% Of oxygen and 43.6 at.% Of carbon when measuring the surface composition with ESCA. is not included in the modified surface silicone of the present invention, or that said specific silicone is excluded from the definition of the modified surface silicone of the present invention.
Es wurde weiter gefunden, dass auf der modifizierten Oberfläche eines erfindungsgemäßen Silikons die Trennkraft gegenüber Haftklebstoffen im Vergleich mit dem unmodifizierten Silikon ansteigt, wobei die Oberflächenenergie aber noch nicht wesentlich verändert wird.It has also been found that on the modified surface of a silicone according to the invention, the release force compared to pressure-sensitive adhesives in comparison with the unmodified silicone increases, but the surface energy is not changed significantly.
Eine „modifizierte Oberfläche“ eines Silikons umfasst im Sinne dieser Erfindung eine strukturelle Veränderung und/oder eine Veränderung der stofflichen Zusammensetzung der modifizierten Oberfläche gegenüber dem unmodifizierten Silikon, wobei die Modifikation vorzugsweise mittels Strahlung, besonders bevorzugt mittels UV-Strahlung (zum bevorzugten Wellenlängenbereich siehe unten) erzeugbar ist. Es hat sich gezeigt, dass die erfindungsgemäße Modifikation der Silikonoberfläche zumindest in den bevorzugten Fällen zu einer Erhöhung des Sauerstoffgehaltes und zu einer Verringerung des Kohlenstoffgehaltes im Vergleich zum unmodifizierten Silikon führt. Es wird in diesem Zusammenhang angenommen, dass der verringerte Kohlenstoffgehalt durch den (hier strahlungsbedingten) Abbau von Kohlenstofffunktionen, begleitet von einem Einbau von Sauerstofffunktionen, verursacht wird.For the purposes of this invention, a "modified surface" of a silicone comprises a structural change and / or a change in the material composition of the modified surface compared with the unmodified silicone, wherein the modification is preferably by means of radiation, particularly preferably by means of UV radiation (for the preferred wavelength range, see below ) is producible. It has been found that the modification according to the invention of the silicone surface, at least in the preferred cases, leads to an increase in the oxygen content and to a reduction in the carbon content in comparison with the unmodified silicone. It is assumed in this context that the reduced carbon content is caused by the (here radiation-related) degradation of carbon functions, accompanied by the incorporation of oxygen functions.
In dem erfindungsgemäßen Silikon mit modifizierter Oberfläche kann nur eine Oberfläche modifiziert sein (bevorzugt) oder es können zwei oder gegebenenfalls (sofern vorhanden) mehrere Oberflächen modifiziert sein.In the surface modified silicone of the present invention, only one surface may be modified (preferred), or two or, if present, multiple surfaces may be modified.
Als unmodifiziertes Silikon zum Zwecke des Vergleiches mit dem erfindungsgemäßen Silikon mit modifizierter Oberfläche kann wahlweise verwendet werden (i) ein unmodifiziertes Silikon aus derselben Charge der Herstellung, (ii) ein unmodifizierter Teil bzw. Teilbereich der Oberfläche des erfindungsgemäßen Silikons mit modifizierter Oberfläche oder (iii) das unmodifizierte Silikon unterhalb der modifizierten Oberfläche des Silikons mit modifizierter Oberfläche, vorzugsweise in einer Tiefe von ≥ 1 µm, besonders bevorzugt in einer Tiefe von ≥ 2 µm, unterhalb der modifizierten Oberfläche. Dies hängt zusammen mit der üblichen Eindringtiefe der zur Modifizierung der Oberfläche des Silikons vorzugsweise eingesetzten UV-Strahlung (dazu siehe unten) bzw. deren Wellenlänge im Bereich von ≥ 50 nm bis ≤ 380 nm, welche in aller Regel die vorstehend angegebene Tiefe von ≥ 1 µm bzw. ≥ 2 µm nicht überschreitet. Unterhalb dieser Eindringtiefe lassen sich die erfindungsgemäßen Effekte der Oberflächenmodifizierung des Silikons in einem Silikon mit modifizierter Oberfläche praktisch nicht mehr nachweisen. Vorzugsweise und im Zweifel wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung zum Vergleich des erfindungsgemäßen Silikons mit modifizierter Oberfläche, insbesondere von dessen modifizierter Oberfläche, bzw. dessen (deren) Eigenschaften, das unmodifizierte Silikon unterhalb der modifizierten Oberfläche (vorstehende Alternative (iii)) herangezogen.As the unmodified silicone for the purpose of comparison with the surface modified silicone of the present invention, there may optionally be used (i) an unmodified silicone from the same batch of manufacture, (ii) an unmodified portion of the surface of the surface modified silicone of the invention or (iii ) the unmodified silicone below the modified surface of the modified surface silicone, preferably at a depth of ≥ 1 μm, more preferably at a depth of ≥ 2 μm, below the modified surface. This depends, together with the usual penetration depth of the UV radiation preferably used for modifying the surface of the silicone (see below) or its wavelength in the range of ≥ 50 nm to ≦ 380 nm, which as a rule the above specified depth of ≥ 1 does not exceed μm or ≥ 2 μm. Below this penetration depth, the effects according to the invention of the surface modification of the silicone in a silicone with a modified surface can practically no longer be detected. Preferably and in doubt, in the context of the present invention, the unmodified silicone underneath the modified surface (alternative (iii) above) is used to compare the modified surface silicone according to the invention, in particular its modified surface, or its (its) properties.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter „Silikon“ ein Poly(organo)siloxan verstanden, bei dem Siliziumatome über Sauerstoffatome verknüpft sind. Ein Silikon im Sinne dieser Erfindung kann dabei unvernetzt vorliegen (Kautschuk), teilvernetzt oder vollständig vernetzt. Teilvernetzt bedeutet, dass bevorzugt im Rahmen einer Vulkanisierungsreaktion eine weitere Vernetzung bis zur vollständigen Vernetzung (voll vernetzt) erfolgen kann. Die Molekülketten sind bevorzugt wenigstens teilvernetzt. Die restlichen freien Valenzelektronen des Siliziums sind dabei abgesättigt durch Kohlenwasserstoffreste, Wasserstoff oder durch funktionelle Gruppen, die Heteroatome sind oder enthalten. Ein Silikon im Sinne dieses Textes kann übliche Zusätze wie z.B. Additive oder Füllmittel umfassen und hat eine Härte von ≥ SHORE 3, klassifiziert nach SHORE A-Prüfung. Die SHORE A Härte wird gemessen nach
Erfindungsgemäß werden Silikone bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Silikongummi, Silikonharz und Floursilikon, wobei Silikongummi (oder Silikonelastomer) besonders bevorzugt sind und Silikonöle nicht umfasst sind.According to the invention, silicones are preferably selected from the group consisting of silicone rubber, silicone resin and fluorosilicone, with silicone rubber (or silicone elastomer) being particularly preferred and silicone oils not being included.
Ein Silikonelastomer bzw. Silikongummi im Sinne der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise gekennzeichnet durch eine Reißdehnung des Materials von mindestens >100 %. Die Reißdehnung eines Silikonelastomers wird vorzugsweise gemessen nach
Ein Silikongummi im Sinne des vorliegenden Textes enthält bevorzugt keine Füllstoffe wie silikatische Füllstoffe.A silicone rubber within the meaning of the present text preferably contains no fillers such as silicate fillers.
Bevorzugte Eigenschaften eines Silikonelastomers im Sinne der vorliegenden Erfindung sind eine SHORE A-Härte von 3 bis 80, und/oder ein E-Modul bei 100 % Dehnung < 5 MPa und/oder eine Zugfestigkeit von ≤ 10 MPa. Die SHORE A-Härte wird vorzugsweise gemessen nach
Ein Silikonharz ist kein Elastomer, wobei dies vorzugsweise bedeutet, dass die Reißdehnung des Materials eines Silikonharzes nach der oben angegebenen Definition < 100 % ist. Silikonharze enthalten typischerweise keine pyrogene Kieselsäure als Füllstoff. In vollständig vernetzter Form verfügen „Silikonharze“ im Sinne dieses Textes bevorzugt über eine SJHORE D „Härte“ von 20-50 gemessen nach
Ein Fluorsilikon ist ein Silikon, bei dem Kohlenwasserstoffgruppen durch Fluoralkylgruppen ersetzt sind.A fluorosilicone is a silicone in which hydrocarbon groups are replaced by fluoroalkyl groups.
Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung wird eine Röntgenphotoelektronenspektroskopie-Messung (ESCA-Messung) auf an sich bekannte Weise durchgeführt, wobei insbesondere die ESCA-Spektren unter Verwendung von monochromatischer Al-K-α-Strahlung im Constant-Analyser-Energy-Mode in Richtung der Probenoberflächennormale aufgenommen werden. Übersichtsspektren werden bei einer Schrittweite von 0,5 eV mit einer Passenergie von 80 eV und in Richtung der Probenoberflächennormale aufgenommen. C 1s-, Si 2p- und O 1s-ESCA-Spektren sind mit einer Passenergie von 20 eV, einer Schrittweite von 0,05 eV und ebenfalls in Richtung der Probenoberflächennormale aufzunehmen. Zur Kompensation von Aufladungseffekten wird auf den aliphatischen Anteil des C 1s-Peaks bei 284,50 eV kalibriert.For the purposes of the present invention, an X-ray photoelectron spectroscopy (ESCA) measurement is carried out in a manner known per se, in particular the ESCA spectra using monochromatic Al-K-α radiation in the Constant-Analyzer Energy mode in the direction the sample surface normal. Survey spectra are taken at a step size of 0.5 eV with a matching energy of 80 eV and in the direction of the sample surface normal. C 1s, Si 2p and O 1s-ESCA spectra are to be recorded with a matching energy of 20 eV, a step size of 0.05 eV and also in the direction of the sample surface normal. To compensate for charge effects, calibration is performed on the aliphatic portion of the C 1s peak at 284.50 eV.
Die Elementkonzentrationen (Gehalte) exklusive nicht mit der ESCA-Methode zu erfassender Elemente (insbesondere Wasserstoff und Helium) werden aus Übersichtsspektren mittels dem Fachmann bekannter und anerkannter Methoden und auf Basis tabellierter Sensitivitätsfaktoren nach Scofield bestimmt. Die Bestimmung der Elementkonzentration ist für modifizierte und unmodifizierte Proben identisch durchzuführen.The element concentrations (contents) excluding elements not to be detected by the ESCA method (in particular hydrogen and helium) are determined from overview spectra by means of methods known and recognized by the person skilled in the art and based on tabulated sensitivity factors according to Scofield. The determination of the element concentration must be carried out identically for modified and unmodified samples.
Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung werden energetisch hochaufgelöste Si 2p-, O 1s- und C 1s-Spektren erfolgt wie nachfolgend angegeben analysiert:For the purposes of the present invention, high energy Si 2p, O 1s and C 1s spectra are analyzed as follows:
Für die Si 2p-Peak-Analyse gilt ein Suchbereich von 99 eV bis 106 eV. Zunächst wird der Untergrund in Form einer geraden Basisliniensubtraktion berücksichtigt wie folgt: bei einer Schrittweite von 0,05 eV werden alle Messwerte der Bindungsenergiebereiche 99 bis 98 eV und 106 bis 107 eV gemittelt. Dieser Wert wird als Untergrund von den Messwerten des genannten Bereichs abgezogen. Die Bindungsenergie des Peakmaximums, der Maximalwert des Peaks sowie die Breite der Werteverteilung für den halben Maximalwert werden jeweils bestimmt mittels Least-Square-Fitroutine im genannten Suchbereich auf Basis eines Gauß-Peaks.For the Si 2p peak analysis, a search range of 99 eV to 106 eV applies. First, the background in the form of a straight baseline subtraction is considered as follows: at a step size of 0.05 eV, all measured values of the binding energy ranges 99 to 98 eV and 106 to 107 eV are averaged. This value is deducted as background from the measured values of the named range. The binding energy of the peak maximum, the maximum value of the peak and the width of the value distribution for half the maximum value are respectively determined by means of the least square fit routine in the mentioned search range on the basis of a Gaussian peak.
Analog dem vorstehend für die Analyse von Si 2p-Peaks wird die O 1s-Peak-Analyse durchgeführt, wobei aber abweichend ein Suchbereich von 529 eV bis 536 eV angewendet wird und als Bindungsenergiebereiche für die Untergrundsubtraktion die Bereiche von 536 bis 537 eV und von 528 bis 529 eV berücksichtigt werden.Analogously to the above for the analysis of Si 2p peaks, the O 1s peak analysis is carried out, but deviating from a search range of 529 eV to 536 eV is applied and as binding energy ranges for the subsoil subtraction, the ranges of 536 to 537 eV and 528th be considered to 529 eV.
Analog dem vorstehend für die Analyse von Si 2p-Peaks wird die C 1s-Peak-Analyse durchgeführt, wobei aber abweichend ein Suchbereich von 283 eV bis 286 eV angewendet wird und als Bindungsenergiebereich für die Untergrundsubtraktion der Bereich von 281 bis 282 eV berücksichtigt wird.Analogously to the above for the analysis of Si 2p peaks, the C 1s peak analysis is carried out, but deviating a search range of 283 eV to 286 eV is applied and is considered as binding energy range for the background subtraction of the range of 281 to 282 eV.
Die Peak-Analysen sind für modifizierte und unmodifizierte Proben identisch durchzuführen. The peak analyzes are identical for modified and unmodified samples.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Silikon mit modifizierter Oberfläche (oder ein in diesem Text als bevorzugt angegebenes erfindungsgemäßes Silikon mit modifizierter Oberfläche), vorzugsweise mit durch UV-Strahlung modifizierter Oberfläche, wobei im ESCA-Spektrum der modifizierten Oberfläche die Halbwertsbreite FWHM des Si 2p-Peaks einen um ≥ 0,012 bis ≤ 0,15 eV, vorzugsweise einen um ≥ 0,015 bis ≤ 0,12 eV, größeren Wert im Vergleich mit dem unmodifizierten Silikon aufweist.Preference is given to a silicone according to the invention with a modified surface (or a surface-modified silicone specified in this text as preferred), preferably with a surface modified by UV radiation, wherein in the ESCA spectrum of the modified surface the half-width FWHM of the Si 2p peak is one by ≥ 0.012 to ≤ 0.15 eV, preferably by ≥ 0.015 to ≤ 0.12 eV, larger value in comparison with the unmodified silicone.
Die Halbwertsbreite FWHM (Full Width at Half Maximum“) des Si 2p-Peaks im ESCA-Spektrum bzw. die Halbwertsbreite FWHM des O 1 s-Peaks im ESCA-Spektrum, bedeutet im Rahmen der vorliegenden Erfindung - übereinstimmend mit dem üblichen Verständnis des Fachmanns auf dem Gebiet - die Breite der Werteverteilung bei halbem Maximalwert der Verteilung des jeweiligen Peaks.The half-width FWHM (Full Width at Half Maximum) of the Si 2p peak in the ESCA spectrum or the half-width FWHM of the O 1 s peak in the ESCA spectrum means in the context of the present invention - in accordance with the usual understanding of the person skilled in the art in the field - the width of the value distribution at half maximum value of the distribution of the respective peak.
Die Zunahme der Halbwertsbreite wird durch die Entstehung neuer chemischer Gruppen, insbesondere Silizium-haltiger Gruppen wie Silizium-Atome, welche an 3 Sauerstoffatome und / oder Silizium-Atome, welche an 4 Sauerstoffatome gebunden sind, hervorgerufen. Diese chemischen Gruppen werden insbesondere durch Bestrahlung des Silikons bzw. des Silikonelastomers gebildet. Die Siliziumatome dieser neu gebildeten chemischen Gruppen erzeugen typischerweise ein zu höheren Bindungsenergien verschobenes Signal des Si 2p-Peaks im ESCA-Spektrum im Vergleich zum unmodifizierten Silikon. Diese neu entstandenen Anteile an zu höheren Bindungsenergien verschobenen Signalen führen offenbar zu einer Zunahme der Halbwertsbreite des Si 2p-Peaks.The increase in the half-width is caused by the formation of new chemical groups, in particular silicon-containing groups such as silicon atoms, which are caused by 3 oxygen atoms and / or silicon atoms which are bonded to 4 oxygen atoms. These chemical groups are formed in particular by irradiation of the silicone or of the silicone elastomer. The silicon atoms of these newly formed chemical groups typically produce a signal of the Si 2p peak in the ESCA spectrum shifted to higher binding energies compared to the unmodified silicone. These newly formed proportions of shifted to higher binding energy signals apparently lead to an increase in the half-width of the Si 2p peak.
Bevorzugt ist auch ein erfindungsgemäßes Silikon mit modifizierter Oberfläche (oder ein vorstehend oder nachfolgend als bevorzugt angegebenes erfindungsgemäßes Silikon mit modifizierter Oberfläche),
wobei
- - im ESCA-Spektrum der modifizierten Oberfläche die Halbwertsbreite FWHM des O 1s-Peaks einen um ≥ 0,002 bis ≤ 0,055 eV größeren Wert im Vergleich mit dem unmodifizierten Silikon aufweist,
und/oder
- - im ESCA-Spektrum der modifizierten Oberfläche der Si 2p-Peak, vorzugsweise bei Kalibrierung auf den aliphatischen Anteil des C 1s-Peaks bei 284,50 eV, einen Bindungsenergiewert besitzt, der im Vergleich mit dem unmodifizierten Silikon um ≥ 0 bis ≤ 0,1 eV, vorzugsweise von ≥ 0,01 bis ≤ 0,07 eV, zu höheren Bindungsenergiewerten verschoben ist,
- - an der Oberfläche der modifizierten Oberfläche bzw. der Oberflächenmodifikation ein gegenüber dem unmodifizierten Silikon um ≥ 0,05 bis ≤ 5,0 at-%, vorzugsweise um ≥ 0,006 bis ≤ 4,0 at-%, besonders bevorzugt um ≥ 0,006 bis ≤ 3,5 at-% erhöhter Endanteil an Sauerstoff, bezogen auf die Gesamtzahl der (an der Oberfläche der Oberflächenmodifikation vorliegenden) Atome, vorliegt, bestimmt durch ESCA (Röntgenphotoelektronenspektroskopie),
- - die modifizierte Oberfläche eine durch UV-Strahlung, vorzugsweise durch VUV-Strahlung, modifizierte Oberfläche ist.
in which
- in the ESCA spectrum of the modified surface, the half width FWHM of the O 1s peak has a value which is larger by ≥ 0.002 to ≤ 0.055 eV compared with the unmodified silicone,
and or
- in the ESCA spectrum of the modified surface of the Si 2p peak, preferably when calibrated to the aliphatic portion of the C 1s peak at 284.50 eV, has a binding energy value which, in comparison with the unmodified silicone, is ≥ 0 to ≤ 0, 1 eV, preferably from ≥ 0.01 to ≤ 0.07 eV, is shifted to higher binding energy values,
- - at the surface of the modified surface or the surface modification compared to the unmodified silicone by ≥ 0.05 to ≤ 5.0 at%, preferably by ≥ 0.006 to ≤ 4.0 at%, more preferably by ≥ 0.006 to ≤ 3.5 at% increased final oxygen content, based on the total number of atoms present on the surface modification surface, as determined by ESCA (X-ray photoelectron spectroscopy),
- the modified surface is a surface modified by UV radiation, preferably by VUV radiation.
Als „UV-Strahlung“ wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge im Bereich von ≥ 50 nm bis ≤ 380 nm bezeichnet.In the context of the present invention, "UV radiation" is defined as electromagnetic radiation having a wavelength in the range of ≥ 50 nm to ≦ 380 nm.
Als „VUV-Strahlung“ (Vakuum-Ultraviolett-Strahlung) wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung - wie auf dem Fachgebiet üblich (vgl. z.B. die Norm DIN 5031-7: 1984-01) - elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge im Bereich von 100 bis 200 nm bezeichnet. VUV-Strahlung ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung demnach ein bevorzugter Teilbereich der erfindungsgemäß einzusetzenden UV-Strahlung.In the context of the present invention, "VUV radiation" (vacuum ultraviolet radiation) is electromagnetic radiation having a wavelength in the region of 100, as is customary in the field (cf., for example, the standard DIN 5031-7: 1984-01) to 200 nm. Accordingly, within the scope of the present invention, VUV radiation is a preferred subregion of the UV radiation to be used according to the invention.
Bevorzugt ist auch ein erfindungsgemäßes Silikon mit modifizierter Oberfläche (oder ein vorstehend oder nachfolgend als bevorzugt angegebenes erfindungsgemäßes Silikon mit modifizierter Oberfläche),
wobei die modifizierte Oberfläche im Vergleich mit dem unmodifizierten Silikon eine höhere Trennkraft aufweist gegenüber der Klebefläche eines Referenzklebebands, welche eine Haftklebstoffbeschichtung, vorzugsweise eine Haftklebstoffbeschichtung umfassend einen Polyacrylathaftklebstoff und/oder einen Polyisoprenhaftklebstoff, umfasst,
wobei vorzugsweise
- - das Referenzklebeband ein einseitiges Klebeband ist und ein Trägermaterial umfassend Polyethylenterephthalat umfasst und wobei die Haftklebstoffbeschichtung einen Polyacrylathaftklebstoff umfasst,
und/oder
- - die Trennkraft gemessen wird gemäß einem Abzugstest.
wherein the modified surface has a higher release force compared to the adhesive surface of a reference adhesive tape, which is a pressure-sensitive adhesive coating, preferably compared to the unmodified silicone a pressure-sensitive adhesive coating comprising a polyacrylate pressure-sensitive adhesive and / or a polyisoprene pressure-sensitive adhesive,
preferably
- the reference adhesive tape is a single-sided adhesive tape and comprises a carrier material comprising polyethylene terephthalate and wherein the pressure-sensitive adhesive coating comprises a polyacrylate pressure-sensitive adhesive,
and or
- - The separation force is measured according to a deduction test.
Vorzugsweise weist die besagte modifizierte Oberfläche im Vergleich mit dem unmodifizierten Silikon eine höhere Trennkraft auf gegenüber einem, mehreren oder allen (vorzugsweise gegenüber einem) der Referenzklebebänder ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Tesa®-Film 57386, Tesa®-Film 57370, Tesa®-Film 57405, Tesa®-4651, Tesa ®-07475, Tesa ®-07475 PV2 und Tesa®-07476. Die vorstehend angegebenen Bezeichnungen der Referenzklebebänder bezeichnen vorzugsweise diejenigen Zusammensetzungen der Referenzklebebänder, wie sie am Anmeldetag der vorliegenden Erfindung kommerziell erhältlich sind bzw. waren.Preferably, said modified surface has a higher release force compared to one, several or all (preferably to one) of the reference adhesive tapes as compared to the unmodified silicone selected from the group consisting of Tesa® film 57386, Tesa® film 57370, Tesa® film Film 57405, Tesa®-4651, Tesa®-07475, Tesa®-07475 PV2 and Tesa®-07476. The above-mentioned designations of the reference adhesive tapes preferably denote those compositions of the reference adhesive tapes as commercially available on the filing date of the present invention.
Als vorstehend erfindungsgemäß bevorzugt einzusetzendes Referenzklebeband, welches ein einseitiges Klebeband ist und ein Trägermaterial umfassend Polyethylenterephthalat umfasst und wobei die Haftklebstoffbeschichtung einen Polyacrylathaftklebstoff umfasst, wird vorzugsweise ein entsprechendes Klebeband eingesetzt, welches eine Klebkraft auf Stahl im Bereich von 5 bis 15 N/cm , vorzugsweise im Bereich von 10 bis 15 N/cm, aufweist, vorzugsweise gemessen nach der im Dokument
Als Abzugstest wird für die Zwecke der vorliegenden Erfindung vorzugsweise und im Zweifel der 180°-Abzugstest gemäß Testmethode FINAT FTM 10 verwendet, wie beschrieben im FINAT Technical Handbook, 9. Auflage 2014, wobei als FINAT-Testrolle (Anpressrolle) eine 5kg-Rolle eingesetzt wird, vorzugsweise wie beschrieben in Beispiel 4 des vorliegenden Textes.For the purposes of the present invention, the 180 ° peel test according to the FINAT FTM 10 test method is used as the peel test, as described in the FINAT Technical Handbook, 9th edition 2014, where a 5 kg roller is used as the FINAT test roller (pressure roller) is preferably as described in Example 4 of the present text.
Vorzugsweise wird der Abzugstest zur Bestimmung der Trennkraft der modifizierten Oberfläche eines erfindungsgemäßen Silikons mit modifizierter Oberfläche mit einem erfindungsgemäßen Verbundmaterial (dazu siehe unten) durchgeführt, welches ein erfindungsgemäßes Silikon mit modifizierter Oberfläche umfasst und vorzugsweise auf einer der Oberflächen seines Trägermaterials mit einem erfindungsgemäßen Silikon mit modifizierter Oberfläche beschichtet ist, wobei die modifizierte Oberfläche des Silikons von dem Trägermaterial abgewandt ist und so für den Abzugstest zur Verfügung steht.Preferably, the peel test is performed to determine the release force of the modified surface of a modified surface silicone according to the invention with a composite material of the invention (see below) comprising a surface modified silicone of the invention, and preferably on one of the surfaces of its substrate with a modified silicone of the invention Surface is coated, wherein the modified surface of the silicone facing away from the carrier material and so is available for the print test.
Bevorzugt ist weiterhin ein erfindungsgemäßes Silikon mit modifizierter Oberfläche (oder ein vorstehend oder nachfolgend als bevorzugt angegebenes erfindungsgemäßes Silikon mit modifizierter Oberfläche),
wobei
- - die modifizierte Oberfläche im Vergleich mit dem unmodifizierten Silikon eine um mindestens 0,003 N/25 mm höhere Trennkraft gegenüber der Klebefläche des (vorstehend oder nachfolgend angegebenen, eingesetzten) Referenzklebebands aufweist, vorzugsweise gemessen gemäß einem Abzugstest,
und/oder
- - die modifizierte Oberfläche im Vergleich mit dem unmodifizierten Silikon eine um einen Faktor ≥ 1,05, vorzugsweise um einen Faktor im Bereich von ≥ 1,05 bis ≤ 100,0, besonders bevorzugt um einen Faktor im Bereich von ≥ 1,2 bis ≤ 75,0, ganz besonders bevorzugt um einen Faktor im Bereich von ≥ 1,5 bis ≤ 25,0, höhere Trennkraft gegenüber der Klebefläche des (vorstehend oder nachfolgend angegebenen, eingesetzten) Referenzklebebands aufweist, vorzugsweise gemessen gemäß einem Abzugstest.
in which
- the modified surface has an at least 0.003 N / 25 mm higher release force compared to the adhesive surface of the reference adhesive tape (stated above or below, used as compared to the unmodified silicone), preferably measured according to a peel test,
and or
- - The modified surface compared to the unmodified silicone by a factor ≥ 1.05, preferably by a factor in the range of ≥ 1.05 to ≤ 100.0, more preferably by a factor in the range of ≥ 1.2 to ≤ 75.0, most preferably by a factor in the range of ≥ 1.5 to ≤ 25.0, higher release force compared to the adhesive surface of the (above or below specified, used) reference adhesive tape, preferably measured according to a peel test.
Vorzugsweise weist die besagte modifizierte Oberfläche im Vergleich mit dem unmodifizierten Silikon eine um mindestens 0,003 N/25 mm höhere Trennkraft auf gegenüber einem, mehreren oder allen (vorzugsweise gegenüber einem) der Referenzklebebänder ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Tesa®-Film 57386, Tesa®-Film 57370, Tesa®-Film 57405, Tesa®-4651, Tesa ®-07475, Tesa ®-07475 PV2 und Tesa®-07476. Besonders bevorzugt für diesen Zweck ist Tesa ®-07475 und Tesa ®-07475 PV2.Preferably, said modified surface has a greater than or equal to at least 0.003 N / 25 mm higher release force than one, several or all (preferably one) of the reference adhesive tapes selected from the group consisting of Tesa® film as compared to the unmodified silicone 57386, Tesa® film 57370, Tesa® film 57405, Tesa®-4651, Tesa®-07475, Tesa®-07475 PV2 and Tesa®-07476. Particularly preferred for this purpose is Tesa®-07475 and Tesa®-07475 PV2.
Vorzugsweise weist die besagte modifizierte Oberfläche im Vergleich mit dem unmodifizierten Silikon eine um einen Faktor ≥ 1,05, vorzugsweise um einen Faktor im Bereich von ≥ 1,05 bis ≤ 100,0, besonders bevorzugt um einen Faktor im Bereich von ≥ 1,2 bis ≤ 75,0, höhere Trennkraft auf gegenüber der Klebefläche eines, mehrerer oder aller (vorzugsweise gegenüber der Klebefläche eines) der Referenzklebebänder ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Tesa®-Film 57386, Tesa®-Film 57370, Tesa®-Film 57405, Tesa®-4651, Tesa ®-07475, Tesa ®-07475 PV2 und Tesa®-07476.Preferably, said modified surface has a factor ≥ 1.05, preferably a factor in the range of ≥ 1.05 to ≤ 100.0, more preferably a factor in the range of ≥ 1.2, compared to the unmodified silicone to ≤ 75.0, higher release force on the adhesive surface of one, several or all (preferably opposite the adhesive surface of one) of the reference adhesive tapes selected from the group consisting of Tesa® film 57386, Tesa® film 57370, Tesa® film 57405, Tesa®-4651, Tesa®-07475, Tesa®-07475 PV2 and Tesa®-07476.
Bevorzugt ist weiterhin ein erfindungsgemäßes Silikon mit modifizierter Oberfläche (oder ein vorstehend oder nachfolgend als bevorzugt angegebenes erfindungsgemäßes Silikon mit modifizierter Oberfläche), wobei die modifizierte Oberfläche im Vergleich mit dem unmodifizierten Silikon eine um einen Faktor im Bereich von ≥ 1,05 bis ≤ 50,0, vorzugsweise um einen Faktor im Bereich von ≥ 1,2 bis ≤ 50,0 und besonders bevorzugt um einen Faktor im Bereich von ≥ 1,3 bis ≤ 30,0, höhere Trennkraft gegenüber der Klebefläche eines Referenzklebebands aufweist, wobei das Referenzklebeband ein einseitiges Klebeband ist und ein Trägermaterial umfassend Polyethylenterephthalat umfasst und wobei die Haftklebstoffbeschichtung einen Polyacrylathaftklebstoff umfasst, vorzugsweise gemessen gemäß einem Abzugstest nach FINAT Testmethode FTM 10 (wie oben definiert). Besonders bevorzugt als Referenzklebeband für diese Alternative ist Tesa ®-07475 oder Tesa ®-07475 PV2.Preference is furthermore given to a surface-modified silicone according to the invention (or to a modified-surface silicone according to the invention given above or below), the modified surface being increased by a factor in the range of ≥ 1.05 to ≦ 50 in comparison with the unmodified silicone. 0, preferably by a factor in the range of ≥ 1.2 to ≤ 50.0, and more preferably by a factor in the range of ≥ 1.3 to ≤ 30.0, higher release force against the adhesive surface of a reference adhesive tape, wherein the reference adhesive tape a single-sided adhesive tape and comprises a carrier material comprising polyethylene terephthalate and wherein the pressure-sensitive adhesive coating comprises a polyacrylate pressure-sensitive adhesive, preferably measured according to a FINAT test method FTM 10 (as defined above). Particularly preferred as a reference adhesive tape for this alternative is Tesa®-07475 or Tesa®-07475 PV2.
Erfindungsgemäß umfasst die modifizierte Oberfläche und/oder das unmodifizierte Silikon (aus welchem vorzugsweise das Silikon mit modifizierter Oberfläche erzeugt wird oder wurde) wenigstens teilvernetztes Silikon-Elastomer. Das wenigstens teilvernetzte Silikon-Elastomer umfasst vorzugsweise Einheiten von Dimethylsiloxan, Phenylmethylsiloxan, Copolymeren von Dimethylsiloxan, Copolymeren von Phenylmethylsiloxan sowie deren Mischungen.According to the invention, the modified surface and / or the unmodified silicone (from which preferably the surface-modified silicone is or are produced) comprises at least partially crosslinked silicone elastomer. The at least partially crosslinked silicone elastomer preferably comprises units of dimethylsiloxane, phenylmethylsiloxane, copolymers of dimethylsiloxane, copolymers of phenylmethylsiloxane and mixtures thereof.
Als unmodifiziertes Silikon, dessen Oberfläche modifiziert wird, kann erfindungsgemäß auch Silikon eingesetzt werden, welches MQ-Harz umfasst, vorzugsweise mit einem Massenanteil an MQ-Harz im Bereich von > 10 Gew.-% bis < 50 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von > 20 Gew.-% bis 35 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des MQ-Harz umfassenden, unmodifizierten Silikons. MQ-Harze umfassendes, unmodifiziertes Silikon ist aber für die Zwecke der vorliegenden Erfindung nicht bevorzugt, da damit im Bereich geringer Trennkräfte oft keine befriedigende Selektivität erzielt werden kann.As an unmodified silicone whose surface is modified, silicone can also be used according to the invention, which comprises MQ resin, preferably with a mass fraction of MQ resin in the range of> 10 wt .-% to <50 wt .-%, particularly preferably in Range of> 20 wt .-% to 35 wt .-%, based on the total mass of the MQ resin comprehensive, unmodified silicone. However, unmodified silicone comprising MQ resins is not preferred for the purposes of the present invention since it often fails to achieve satisfactory selectivity in the region of low release forces.
Das Niveau der jeweiligen Trennkraft einer Haftklebemasse eines herkömmlichen silikonbasierten Release-Liners wird üblicherweise durch Silikonharze und insbesondere durch sogenannte MQ-Harze eingestellt. Eine gute Übersicht über Silikonharze und insbesondere MQ-Harze bietet D. Satas, Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology, 3rd Edition, S. 664.The level of the respective release force of a pressure-sensitive adhesive of a conventional silicone-based release liner is usually adjusted by silicone resins and in particular by so-called MQ resins. A good overview of silicone resins and especially MQ resins is provided by D. Satas, Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology, 3rd Edition, p. 664.
Die unterschiedlichen Trennkräfte der einzelnen Release-Schichten gegenüber einem Haftklebstoff sind dann das Resultat verschiedener MQ-Harzanteile in der jeweiligen Release-Zusammensetzung. Obwohl mit den MQ-Harzen die Möglichkeit besteht, die Trennkräfte z.B. eines Release-Liners und insbesondere die Trennkräfte des Release-Liners der Seiten eines doppelseitigen Klebebandes gezielt (und getrennt voneinander) einzustellen, muss für jede gewünschte Trennkraft eine ganz bestimmte Silikon-Zusammensetzung ausgewählt werden, die anschließend auf einen Träger beschichtet und gehärtet wird. Dies macht es erforderlich, mehrere Release-Liner mit verschiedenen MQ-Harzgehalten zu verwenden und diese auch zu bevorraten, wenn ein Bedarf an unterschiedlichen Trenneigenschaften besteht. Aufgrund der großen Vielfalt unterschiedlicher Haftklebstoff-Zusammensetzungen ist eine solche Bevorratung kaum realisierbar. Ferner kann es durch den Einsatz vieler verschiedener Haftklebstoff-Zusammensetzungen vermehrt zu Abfallmaterial kommen, da sich die einzelnen Haftklebstoff-Zusammensetzungen nicht dauerhaft lagern lassen. Stattdessen muss etwa die jeweilige Haftklebstoff-Zusammensetzung direkt vor dem Auftragen hergestellt werden.The different release forces of the individual release layers compared to a pressure-sensitive adhesive are then the result of different MQ resin fractions in the respective release composition. Although with the MQ resins it is possible to have the release forces e.g. a release liner and in particular the separation forces of the release liner of the sides of a double-sided adhesive targeted (and separately) set, for any desired release force a very specific silicone composition must be selected, which is then coated on a support and cured. This makes it necessary to use and also stockpile multiple release liners with different MQ resin contents when there is a need for different release properties. Due to the large variety of different pressure-sensitive adhesive compositions such storage is hardly feasible. Furthermore, the use of many different pressure-sensitive adhesive compositions can increasingly lead to waste material, since the individual pressure-sensitive adhesive compositions can not be permanently stored. Instead, the respective pressure-sensitive adhesive composition must be prepared directly before application.
Bevorzugt ist daher ein erfindungsgemäßes Silikon mit modifizierter Oberfläche (oder ein vorstehend oder nachfolgend als bevorzugt angegebenes erfindungsgemäßes Silikon mit modifizierter Oberfläche),
wobei
- - die modifizierte Oberfläche und/oder das unmodifizierte Silikon (aus welchem vorzugsweise das Silikon mit modifizierter Oberfläche erzeugt wird oder wurde) wenigstens teilvernetztes Silikon-Elastomer umfasst, wobei vorzugsweise das wenigstens teilvernetzte Silikon-Elastomer Dimethylsiloxan-Einheiten umfasst,
und/oder
- - in dem unmodifizierten Silikon (aus welchem vorzugsweise das Silikon mit modifizierter Oberfläche erzeugt wird oder wurde) der Anteil an Sauerstoff, bezogen auf die Gesamtzahl der in dem Silikon vorliegenden Atome mit Ausnahme von Wasserstoffatomen, ≤ 33 at-%, vorzugsweise ≤ 30 at-% und besonders bevorzugt ≤ 27 at-% beträgt, vorzugsweise gemessen mittels Elementaranalyse.
in which
- the modified surface and / or the unmodified silicone (from which the modified surface silicone is or are preferably produced) comprises at least partly crosslinked silicone elastomer, wherein preferably the at least partially crosslinked silicone elastomer comprises dimethylsiloxane units,
and or
- in the unmodified silicone (from which preferably the surface-modified silicone is or were produced) the proportion of oxygen, based on the total number of atoms present in the silicone, with the exception of hydrogen atoms, is ≦ 33 at%, preferably ≦ 30 at % and more preferably ≤ 27 at%, preferably measured by elemental analysis.
Somit umfasst das erfindungsgemäße Silikon mit modifizierter Oberfläche vorzugsweise Silikon, welches nur einen geringen Anteil an MQ-Harz bzw. -Harzen, besonders bevorzugt welches kein MQ-Harz bzw. -Harze, umfasst. Mit dem erfindungsgemäßen Silikon mit modifizierter Oberfläche ist es dadurch besonders gut möglich, unterschiedliche Trennkräfte auch im Bereich verhältnismäßig niedriger Trennkräfte auch selektiv einzustellen.Thus, the modified surface silicone of the present invention preferably comprises silicone which comprises only a minor proportion of MQ resin or resins, more preferably which does not comprise MQ resin. With the surface modified silicone according to the invention, it is thus possible in particular to selectively set different separation forces also in the region of relatively low separation forces.
Bevorzugt ist ebenfalls ein erfindungsgemäßes Silikon mit modifizierter Oberfläche (oder ein vorstehend oder nachfolgend als bevorzugt angegebenes erfindungsgemäßes Silikon mit modifizierter Oberfläche),
wobei
- - die modifizierte Oberfläche eine Schichtdicke im Bereich von ≥ 100 bis ≤ 1000 nm, vorzugsweise im Bereich von ≥ 150 bis ≤ 900 nm aufweist,
und/oder
- - die modifizierte Oberfläche mit höherer Trennkraft gegenüber der Klebefläche eines Referenzklebebands, im Vergleich mit dem unmodifizierten Silikon, zwei oder mehrere Flächenbereiche aufweist, welche gegenüber dem unmodifizierten Silikon unterschiedlich erhöhte Trennkräfte aufweisen.
in which
- the modified surface has a layer thickness in the range of ≥ 100 to ≦ 1000 nm, preferably in the range of ≥ 150 to ≦ 900 nm,
and or
- - The modified surface with higher separation force against the adhesive surface of a reference adhesive tape, in comparison with the unmodified silicone, two or more surface areas, which have different degrees of separation compared to the unmodified silicone.
Mit der bevorzugten Variante der vorliegenden Erfindung, wobei die modifizierte Oberfläche mit höherer Trennkraft gegenüber der Klebefläche eines Referenzklebebands, im Vergleich mit dem unmodifizierten Silikon, zwei oder mehrere Flächenbereiche aufweist, welche gegenüber dem unmodifizierten Silikon unterschiedlich erhöhte Trennkräfte aufweisen, ist es möglich, modifizierte Oberflächen mit Bereichen gezielt eingestellter, unterschiedlicher Trennkräfte zur Verfügung zu stellen. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn Oberflächen mit Bereichen unterschiedlich starker Klebeeigenschaften erwünscht sind, etwa Bereiche, in denen eine stark klebende Oberfläche verhältnismäßig weniger klebt, so dass in diesen Bereichen die Oberfläche problemlos angefasst und gehandhabt werden kann („Anfasser“), ohne dass es zu einem unerwünschten Klebekontakt kommt.With the preferred variant of the present invention, wherein the modified surface with higher release force against the adhesive surface of a reference adhesive tape, as compared with the unmodified silicone, two or more surface areas, which have different increased separation forces compared to the unmodified silicone, it is possible modified surfaces with areas of specifically set to provide different separation forces. This is particularly advantageous when surfaces with areas of varying adhesive properties are desired, such as areas where a high tack surface is relatively less sticky, so that in these areas the surface can be easily handled and handled ("catcher") without it comes to an undesirable adhesive contact.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines Silikons mit modifizierter Oberfläche, umfassend die Schritte:
- (V1) Bereitstellen von Silikon, vorzugsweise von mindestens teilvernetztem Silikon-Elastomer,
und
- (V2) Bestrahlen von wenigstens einem Teil der Oberfläche des Silikons aus Schritt (V1) mit UV-Strahlung mindestens einer Wellenlänge im Bereich von ≥ 50 nm bis ≤ 380 nm, vorzugsweise im Bereich von ≥ 150 nm bis ≤ 220 nm, in einer Atmosphäre mit einem Gehalt an Sauerstoff im Bereich von 0 bis ≤ 21 Vol.-%, vorzugsweise im Bereich von ≥ 0 bis ≤ 5 Vol.-%, besonders bevorzugt im Bereich von ≥ 0 bis < 1,0 Vol.-% und ganz besonders bevorzugt im Bereich von ≥ 0 bis ≤ 0,1 Vol.-%,
so dass ein Silikon mit modifizierter Oberfläche resultiert, welches an der Oberfläche der modifizierten Oberfläche einen gegenüber dem unmodifizierten Silikon um ≥ 0,1 bis ≤ 5,0 at-% verringerten Endanteil an Kohlenstoff, bezogen auf die Gesamtzahl der Atome, aufweist, bestimmt durch ESCA.The present invention also relates to a process for producing a modified surface silicone, comprising the steps of:
- (V1) providing silicone, preferably at least partially crosslinked silicone elastomer,
and
- (V2) irradiating at least a part of the surface of the silicone from step (V1) with UV radiation of at least one wavelength in the range of ≥ 50 nm to ≤ 380 nm, preferably in the range of ≥ 150 nm to ≤ 220 nm, in one atmosphere with a content of oxygen in the range of 0 to ≦ 21% by volume, preferably in the range of ≥ 0 to ≦ 5% by volume, particularly preferably in the range of ≥ 0 to <1.0% by volume and very particularly preferably in the range of ≥ 0 to ≤ 0.1% by volume,
such that a surface-modified silicone results which has on the surface of the modified surface a final carbon content reduced by ≥ 0.1 to ≤ 5.0 at% relative to the unmodified silicone, based on the total number of atoms ESCA.
Hinsichtlich bevorzugter Ausgestaltungen und möglicher Kombinationen von bevorzugten Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Verwendungen gelten die für das erfindungsgemäße Silikon mit modifizierter Oberfläche vorstehend angegebenen Erläuterungen entsprechend (gegebenenfalls sinngemäß), und umgekehrt.With regard to preferred embodiments and possible combinations of preferred embodiments of the uses according to the invention, the explanations given above for the silicone with a modified surface according to the invention apply correspondingly (if appropriate, mutatis mutandis), and vice versa.
Bevorzugt erfolgt im erfindungsgemäßen Verfahren das Bestrahlen in Schritt (V2) mittels einer Excimerlampe oder einem Quecksilberniederdruckstrahler als Strahlungsquelle, da sich diese Lampen als besonders geeignet und gut handhabbar für das erfindungsgemäße Verfahren erwiesen haben.In the method according to the invention, the irradiation in step (V2) preferably takes place by means of an excimer lamp or a low-pressure mercury lamp as the radiation source, since these lamps have proven to be particularly suitable and easy to handle for the method according to the invention.
Quecksilberniederdruckstrahler verfügen zusätzlich zu der Strahlung im Bereich von 185 nm über eine Strahlungsbande bei 254 nm. Diese Strahlungsbande kann sich allgemein vorteilhaft auf die Silikonelastomer-Aktivierung im Schritt (V2) auswirken. So wird Ozon beispielsweise durch die 254 nm Strahlung abgebaut und teilweise in atomaren, reaktiven Sauerstoff umgewandelt. Letzterer kann für die Aktivierung vorteilhaft genutzt werden. Für die Berechnung der Strahlendosis wird hier (wie auch für den gesamten Text) stets nur die Strahlung berücksichtigt, deren Wellenlänge ≤ 250 nm ist. Dies bedeutet, dass die aufgrund der 254 nm-Bande eingebrachte Dosis nicht bei der Berechnung der erfindungsgemäß zu verwendenden Dosis mitgezählt wird. Mercury low pressure lamps have a radiation band at 254 nm in addition to the radiation in the region of 185 nm. This radiation band can generally have a beneficial effect on the silicone elastomer activation in step (V2). For example, ozone is degraded by the 254 nm radiation and partially converted into atomic, reactive oxygen. The latter can be used to advantage for the activation. For the calculation of the radiation dose, only the radiation whose wavelength is ≤ 250 nm is considered here (as well as for the entire text). This means that the dose introduced due to the 254 nm band is not included in the calculation of the dose to be used according to the invention.
Werden Laser, bevorzugt Excimer-Laser zur Bestrahlung verwendet, werden diese vorzugsweise so ausgewählt, dass deren Pulsenergien unterhalb der Ablationsschwelle der zu bestrahlenden Silikone liegen. Bevorzugt sind kontinuierlich arbeitende Laser.If lasers, preferably excimer lasers, are used for irradiation, they are preferably selected such that their pulse energies lie below the ablation threshold of the silicones to be irradiated. Preference is given to continuously operating lasers.
Alternativ kann das Silikonelastomer mit einem Plasma behandelt werden, das ebenfalls Strahlung im o.g. Wellenlängenbereich emittiert. Bevorzugt sind Plasmen bestehend aus einem Wasserstoff/Sauerstoffgemisch. Besonders bevorzugt sind hier wasserstoffhaltige Plasmen.Alternatively, the silicone elastomer can be treated with a plasma that also has radiation in the above-mentioned. Wavelength range emitted. Preference is given to plasmas consisting of a hydrogen / oxygen mixture. Hydrogen-containing plasmas are particularly preferred here.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren kann eine Strahlungsquelle (wie oben beschrieben) oder es können mehrere Strahlungsquellen eingesetzt werden, beispielsweise als Batterie aus mehreren Strahlungsquellen (wie oben beschrieben), welche gleich oder verschieden (verschiedene Strahlungstypen) sein können.In the method according to the invention, a radiation source (as described above) or several radiation sources can be used, for example as a battery of a plurality of radiation sources (as described above) which may be the same or different (different types of radiation).
Die Erzielung der erwünschten Wirkung des erfindungsgemäßen Verfahrens, d.h. die Erzeugung eines Silikons mit modifizierter Oberfläche, welches an der Oberfläche der modifizierten Oberfläche einen (vorstehend definierten) gegenüber dem unmodifizierten Silikon verringerten Endanteil an Kohlenstoff, aufweist, kann vor allem durch die folgenden Parameter auf die unten näher angegebene Weise beeinflusst werden:
- - Die Wellenlänge der UV-Strahlung, wobei kürzere Wellenlängen aufgrund des höheren Absorptionsquerschnitts eine geringere Modifizierungstiefe,bewirken,aber gleichzeitig zu einer stärker modifizierten Oberfläche (oberflächennahe, stärkere Vernetzung des Silikons) und damit zu einer stärkeren Erhöhung der Trennkraft der modifizierten Oberfläche, vorzugsweise gegenüber der Klebefläche eines Referenz-Klebebandes, führen. Erfindungsgemäß bevorzugt ist daher die Verwendung einer Wellenlänge der eingesetzten UV-Strahlung im Bereich von ≥ 50 nm bis ≤ 380 nm, vorzugsweise im Bereich von ≥ 150 nm bis ≤ 220 nm.
- - Den Abstand der Strahlungsquelle von der Oberfläche des zu bestrahlenden Silikons, wobei ein geringerer Abstand zu einer höheren Strahlungsdosis und damit zu einer stärkeren Erhöhung der Trennkraft der modifizierten Oberfläche (oberflächennahe, stärkere Vernetzung des Silikons), vorzugsweise gegenüber der Klebefläche eines Referenz-Klebebandes, führt. Erfindungsgemäß bevorzugt ist ein Abstand der Strahlungsquelle von der Oberfläche des zu bestrahlenden Silikons im Bereich von 0,5 bis 50 mm, vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 10 mm, besonders bevorzugt im Bereich von 1 bis 5 mm.
- - Die Bestrahlungsleistung der eingesetzten Strahlungsquelle oder Strahlungsquellen, wobei höhere Bestrahlungsleistungen vorzugsweise zu einer höheren Strahlungsdosis und damit zu einer stärkeren Erhöhung der Trennkraft der modifizierten Oberfläche (oberflächennahe, stärkere Vernetzung des Silikons), vorzugsweise gegenüber der Klebefläche eines Referenz-Klebebandes, führt. Erfindungsgemäß bevorzugt ist als Bestrahlungsleistung der eingesetzten Strahlungsquelle oder Strahlungsquellen eine optische Ausgangsleistung im Bereich von 0,1 bis 1,0 W/cm, vorzugsweise im Bereich von 0,2 bis 0,8 W/cm.
- - Die Dauer der Bestrahlung der Oberfläche des Silikons, wobei eine längere Bestrahlung zu einer höheren Strahlungsdosis und damit zu einer stärkeren Erhöhung der Trennkraft der modifizierten Oberfläche (oberflächennahe, stärkere Vernetzung des Silikons), vorzugsweise gegenüber der Klebefläche eines Referenz-Klebebandes, führt. Die Dauer der Bestrahlung wird in der Praxis häufig durch die relative Bewegung zwischen der zu modifizierenden Oberfläche des Silikons und der VUV-Strahlungsquelle bestimmt. Im Fall von industriell besonders relevanter Bahnware wird die Dauer über die Bahngeschwindigkeit definiert. Erfindungsgemäß bevorzugt sind Bestrahlungsdauern im Bereich von 1 bis 1000 m/min, vorzugsweise im Bereich von 50 bis 500 m/min, besonders bevorzugt im Bereich von 100 bis 300 m/min.
- - Die (maximale) Bestrahlungsstärke auf der Oberfläche des Silikons, wobei eine größere Bestrahlungsstärke zu einer höheren Strahlungsdosis und damit zu einer stärkeren Erhöhung der Trennkraft der modifizierten Oberfläche (oberflächennahe, stärkere Vernetzung des Silikons), vorzugsweise gegenüber der Klebefläche eines Referenz-Klebebandes, führt. Erfindungsgemäß bevorzugt sind maximale Bestrahlungsstärken auf der bestrahlten Silikon-Oberfläche im Bereich von 0,01 bis 1000 mW/cm2, vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 200 mW/cm2, besonders bevorzugt im Bereich von 1,0 bis 100 mW/cm2 und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 1,0 bis 40 mW/cm2.
- - Die Bestrahlungsdosis als Integral der orts- und zeitabhängigen Bestrahlungsstärke („mittlere Strahlungsdosis“) über die Zeitdauer der Bestrahlung, wobei eine größere Bestrahlungsdosis zu einer stärkeren Erhöhung der Trennkraft der modifizierten Oberfläche (oberflächennahe, stärkere Vernetzung des Silikons), vorzugsweise gegenüber der Klebefläche eines Referenz-Klebebandes, führt. Zu erfindungsgemäß bevorzugten Strahlungsdosen siehe unten.
- - Der Sauerstoff-Partialdruck in der Arbeitsatmosphäre bzw. der Volumenanteil von Sauerstoff in der Arbeitsatmosphäre. Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Arbeitsatmosphäre einen Gehalt an Sauerstoff im Bereich von ≥ 0 bis ≤ 21 Vol.-%, vorzugsweise im Bereich von ≥ 0 bis ≤ 5 Vol.-%, besonders bevorzugt im Bereich von ≥ 0 bis ≤ 1,0 Vol.-% und ganz besonders bevorzugt im Bereich von ≥ 0 bis ≤ 0,1 Vol.-%,aufweist, wobei der Rest der Arbeitsatmosphäre auf 100 Vol.-% vorzugsweise durch ein Inertgas, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Edelgase, Stickstoff, Kohlendioxid sowie deren Gemischen, eingenommen wird. In einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens enthält die Arbeitsatmosphäre keinen Sauerstoff.
- The wavelength of the UV radiation, shorter wavelengths resulting in a lower depth of modification due to the higher absorption cross section, but at the same time to a more modified surface (near-surface, stronger cross-linking of the silicone) and thus to a greater increase in the separation force of the modified surface, preferably the adhesive surface of a reference adhesive tape lead. The use of a wavelength of the UV radiation used in the range of ≥ 50 nm to ≦ 380 nm, preferably in the range of ≥ 150 nm to ≦ 220 nm, is therefore preferred according to the invention.
- The distance of the radiation source from the surface of the silicone to be irradiated, wherein a smaller distance to a higher radiation dose and thus to a greater increase of the release force of the modified surface (near-surface, stronger crosslinking of the silicone), preferably with respect to the adhesive surface of a reference adhesive tape, leads. According to the invention, a distance of the radiation source from the surface of the silicone to be irradiated in the range of 0.5 to 50 mm, preferably in the range of 0.5 to 10 mm, particularly preferably in the range of 1 to 5 mm.
- The irradiation power of the radiation source or radiation sources used, wherein higher irradiation powers preferably to a higher radiation dose and thus to a greater increase in the release force of the modified surface (near-surface, stronger crosslinking of the silicone), preferably against the adhesive surface of a reference adhesive tape leads. According to the invention, the irradiation power of the radiation source or radiation sources used is an optical output power in the range of 0.1 to 1.0 W / cm, preferably in the range of 0.2 to 0.8 W / cm.
- - The duration of the irradiation of the surface of the silicone, wherein a longer irradiation to a higher radiation dose and thus to a greater increase in the release force of the modified surface (near-surface, stronger crosslinking of the silicone), preferably against the adhesive surface of a reference adhesive tape leads. The duration of the irradiation is often determined in practice by the relative movement between the surface of the silicone to be modified and the VUV radiation source. In the case of industrially particularly relevant web goods, the duration is defined by the web speed. Irradiation times in the range from 1 to 1000 m / min, preferably in the range from 50 to 500 m / min, particularly preferably in the range from 100 to 300 m / min, are preferred according to the invention.
- - The (maximum) irradiance on the surface of the silicone, wherein a greater irradiance leads to a higher radiation dose and thus to a greater increase in the release force of the modified surface (near-surface, stronger crosslinking of the silicone), preferably against the adhesive surface of a reference adhesive tape , According to the invention, maximum irradiation intensities on the irradiated silicone surface are preferably in the range from 0.01 to 1000 mW / cm 2 , preferably in the range from 0.1 to 200 mW / cm 2 , particularly preferably in the range from 1.0 to 100 mW / cm 2 and most preferably in the range of 1.0 to 40 mW / cm 2 .
- - The irradiation dose as an integral of the location and time-dependent irradiance ("average radiation dose") over the period of irradiation, wherein a larger irradiation dose to a greater increase in the release force of the modified surface (near-surface, stronger crosslinking of the silicone), preferably against the adhesive surface of a Reference adhesive tape, leads. For radiation doses preferred according to the invention, see below.
- - The partial pressure of oxygen in the working atmosphere or the volume fraction of oxygen in the working atmosphere. Preference is given to a method according to the invention, wherein the working atmosphere has a content of oxygen in the range of ≥ 0 to ≤ 21 vol.%, Preferably in the range of ≥ 0 to ≤ 5 vol.%, Particularly preferably in the range of ≥ 0 to ≤ 1 , 0 vol .-% and most preferably in the range of ≥ 0 to ≤ 0.1 vol .-%, wherein the remainder of the working atmosphere to 100 vol .-%, preferably by an inert gas, preferably selected from the group consisting of Noble gases, nitrogen, carbon dioxide and mixtures thereof, is taken. In a preferred variant of the method according to the invention, the working atmosphere contains no oxygen.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Silikons mit modifizierter Oberfläche,
wobei
- - die Bestrahlung bei einer mittleren Strahlungsdosis im Bereich von ≥ 1 × 10-3 bis ≤ 5 × 103 mJ/cm2, vorzugsweise im Bereich von ≥ 0,01 bis ≤ 1 × 103 mJ/cm2, besonders bevorzugt im Bereich von ≥ 0,1 bis ≤ 500 mJ/cm2 und ganz besonders bevorzugt im Bereich von ≥ 1,0 bis ≤ 100 mJ/cm2, durchgeführt wird
und/oder
- - die Atmosphäre in Schritt (V2) ein Inertgas, vorzugsweise Stickstoff, umfasst und/oder
- - nach dem Schritt (V2) folgender zusätzlicher Schritt durchgeführt wird:
- (V3) Behandeln der durch UV-Strahlung modifizierten Oberfläche durch eine, zwei oder alle drei der Maßnahmen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus:
- - Lagern bei einer Temperatur im Bereich von 15 bis 30 °C, vorzugsweise im Bereich von 20 bis 25 °C, für eine Dauer im Bereich von 1 d bis 14 d, vorzugsweise im Bereich von 1 d bis 10 d (Tempern);
- - Lagern bei einer Temperatur im Bereich von 50 °C bis 110 °C, vorzugsweise im Bereich von 60 bis 105 °C, für eine Dauer im Bereich von 5 s bis 3 d, vorzugsweise im Bereich von 20 s bis 1 h (Tempern);
- - Aussetzen einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre mit einem SauerstoffGehalt im Bereich von 10 bis 100 Vol.-%, vorzugsweise im Bereich von 20 bis 100 Vol.-%, besonders bevorzugt Aussetzen einer Atmosphäre von Luft oder reinem Sauerstoff.
- (V3) Behandeln der durch UV-Strahlung modifizierten Oberfläche durch eine, zwei oder alle drei der Maßnahmen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus:
in which
- irradiation at an average radiation dose in the range of ≥ 1 × 10 -3 to ≦ 5 × 10 3 mJ / cm 2 , preferably in the range of ≥ 0.01 to ≦ 1 × 10 3 mJ / cm 2 , more preferably in the range from ≥ 0.1 to ≤ 500 mJ / cm 2, and most preferably in the range of ≥ 1.0 to ≤ 100 mJ / cm 2
and or
- - The atmosphere in step (V2) comprises an inert gas, preferably nitrogen, and / or
- - after step (V2), the following additional step is performed:
- (V3) treating the UV-modified surface by one, two or all three of the means selected from the group consisting of:
- - Store at a temperature in the range of 15 to 30 ° C, preferably in the range of 20 to 25 ° C, for a duration in the range of 1 d to 14 d, preferably in the range of 1 d to 10 d (annealing);
- Storage at a temperature in the range of 50 ° C to 110 ° C, preferably in the range of 60 to 105 ° C, for a duration in the range of 5 s to 3 d, preferably in the range of 20 s to 1 h (annealing) ;
- - Exposure of an oxygen-containing atmosphere having an oxygen content in the range of 10 to 100 vol .-%, preferably in the range of 20 to 100 vol .-%, more preferably exposing an atmosphere of air or pure oxygen.
- (V3) treating the UV-modified surface by one, two or all three of the means selected from the group consisting of:
Die Atmosphäre in Schritt (V2) (in diesem Text auch bezeichnet als „Arbeitsatmosphäre“) umfasst vorzugsweise ein Inertgas, welches vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Helium, Neon, Argon, Krypton, Xenon, Stickstoff, Kohlendioxid sowie deren Gemischen. Vorzugsweise umfasst die Atmosphäre in Schritt (V2) Stickstoff und/oder ist das oder eines der Inertgase der Atmosphäre in Schritt (V2) Stickstoff.The atmosphere in step (V2) (also referred to herein as "working atmosphere") preferably comprises an inert gas which is preferably selected from the group consisting of helium, neon, argon, krypton, xenon, nitrogen, carbon dioxide and mixtures thereof. Preferably, the atmosphere in step (V2) comprises nitrogen and / or the or one of the inert gases of the atmosphere in step (V2) is nitrogen.
Das Behandeln im oben genannten Schritt (V3) bewirkt in vielen Fällen eine vollständige bzw. vollständigere Vernetzung auf der modifizierten Oberfläche, z. B. durch Kondensation zweier Silanolgruppen zu einer Siloxanbrücke. Auf diese Weise kann eine gegebenenfalls nach dem Verfahrensschritt (V2) des erfindungsgemäßen Verfahrens noch vorhandene Reaktivität der modifizierten Oberfläche meist weitgehend vermindert oder vollständig beseitigt werden.The treatment in step (V3) above causes in many cases complete or more complete crosslinking on the modified surface, e.g. B. by condensation of two silanol groups to form a siloxane bridge. In this way, any reactivity of the modified surface that may still be present after process step (V2) of the process according to the invention can usually be largely reduced or completely eliminated.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Silikons mit modifizierter Oberfläche wird bevorzugt bei Atmosphärendruck oder bei (gegenüber Normaldruck) reduziertem Druck (Niederdruck) durchgeführt.The process according to the invention for producing a silicone with a modified surface is preferably carried out at atmospheric pressure or at reduced pressure (low pressure) (in relation to normal pressure).
Es wird bevorzugt, dass das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Silikons mit modifizierter Oberfläche bei definierter relativer Luftfeuchtigkeit, bevorzugt bei einer relativen Luftfeuchtigkeit im Bereich von 20 bis 80 %, weiter bevorzugt im Bereich von 40 bis 60 %, durchgeführt wird. It is preferred that the inventive method for producing a silicone with a modified surface at a defined relative humidity, preferably at a relative humidity in the range of 20 to 80%, more preferably in the range of 40 to 60%, is performed.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Silikons mit modifizierter Oberfläche kann bei Raumtemperatur durchgeführt werden, bevorzugt bei einer Temperatur im Bereich von 15 bis 25°C, weiter bevorzugt bei einer Temperatur im Bereich von 18 bis 22°C.The method according to the invention for producing a silicone with a modified surface can be carried out at room temperature, preferably at a temperature in the range from 15 to 25 ° C, more preferably at a temperature in the range from 18 to 22 ° C.
Für die Probentemperatur (wobei die Proben das im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Silikon umfassen) ist es bevorzugt, dass diese ≤ 70°C, weiter bevorzugt ≤ 50°C und besonders bevorzugt ≤ 40°C ist.For the sample temperature (the samples comprising the silicone used in the method according to the invention), it is preferred that this is ≤ 70 ° C, more preferably ≤ 50 ° C and particularly preferably ≤ 40 ° C.
Die oben und unten aufgeführten bevorzugten Verfahrensparameter können je nach Verfahrenserfordernissen gewählt werden, wobei Kombinationen der bevorzugten Verfahrensparameter miteinander möglich sind. Dadurch ist es möglich, das Verfahren auf gewünschte bzw. besonders bevorzugte Herstellungserfordernisse ideal anzupassen.The preferred process parameters listed above and below may be selected according to process requirements, with combinations of the preferred process parameters being possible with each other. This makes it possible to ideally adapt the process to desired or particularly preferred manufacturing requirements.
Es wurde in eigenen Experimenten überraschenderweise gefunden, dass bereits sehr kleine mittlere Strahlungsdosen einer Strahlung im oben angegebenen Bereich bzw. im oben angegebenen bevorzugten Bereich dazu führen, dass die Trennkraft der modifizierten Oberfläche gegenüber Haftklebstoffen ansteigt, die Oberflächenenergie dabei aber noch nicht wesentlich verändert wird. Diese Wirkung der Modifizierung, vorzugsweise der Modifizierung durch UV-Strahlung im angegebenen Wellenlängenberiech, scheint auf die Einbringung von Vernetzungsstellen im Silikon zurückzuführen sein. Es handelt sich dabei um einen Effekt, der sich - im Gegensatz zu üblichen Plasmaprozessen - nicht nur einige wenige Nanometer, sondern bis zu einer Tiefe im Bereich von ≤ 1 µm unterhalb der bestrahlten Oberfläche des Silikons bemerkbar macht bzw. nachweisen lässt. Weil Silikonisierungen typischerweise mit einem Auftragsgewicht von wenigen g/m2, also einer Schichtdicke von wenigen µm aufgetragen werden, wird durch die erfindungsgemäße UV-Bestrahlung somit in den meisten Fällen ein wesentlicher Teil eines solchen Silikonmaterials modifiziert, d.h. die modifizierte Oberfläche eines solchen Silikons macht dann einen erheblichen Anteil des insgesamt eine solche Silikonisierung (d.h. Silikon-Beschichtung) bildenden Silikons aus.Surprisingly, it has been found in our own experiments that even very small mean radiation doses of radiation in the abovementioned range or in the preferred range specified above cause the release force of the modified surface to increase over pressure-sensitive adhesives, but the surface energy is not yet significantly changed. This effect of the modification, preferably the modification by UV radiation in the specified wavelength range, appears to be due to the incorporation of crosslinks in the silicone. This is an effect that, in contrast to conventional plasma processes, makes it possible to detect or detect not only a few nanometers but also to a depth in the range of ≦ 1 μm below the irradiated surface of the silicone. Because siliconizations are typically applied with a coating weight of a few g / m 2 , ie a layer thickness of a few microns, is thus modified by the UV irradiation according to the invention, in most cases, a substantial part of such a silicone material, ie makes the modified surface of such a silicone then a significant proportion of the total of such a siliconization (ie silicone coating) forming silicone.
Die mittlere Strahlungsdosis wird erfindungsgemäß im oben angegebenen Bereich so gewählt, dass als Produkt des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Silikon mit modifizierter Oberfläche mit der bzw. den oben definierten Eigenschaften resultiert, insbesondere ein Silikon mit modifizierter Oberfläche, welches im ESCA-Spektrum der modifizierten Oberfläche einen um ≥ 0,012 bis ≤ 0,15 eV größeren Wert der Halbwertsbreite FWHM des Si 2p-Peaks im Vergleich mit dem unmodifizierten Silikon aufweist und/oder die modifizierte Oberfläche im Vergleich mit dem unmodifizierten Silikon eine höhere Trennkraft aufweist gegenüber der Klebefläche eines oder mehrerer Referenzklebebänder (dazu siehe obenstehend).The average radiation dose is inventively selected in the above range so that the product of the method according to the invention a modified surface silicone with or the properties defined above results, in particular a silicone with a modified surface, which in the ESCA spectrum of the modified surface to ≥ 0.012 to ≤ 0.15 eV greater value of the half width FWHM of the Si 2p peak compared with the unmodified silicone and / or the modified surface compared with the unmodified silicone has a higher release force over the adhesive surface of one or more reference adhesive tapes (see see above).
Die Bestimmung bzw. Messung der (maximalen) Bestrahlungsstärke bzw. der im erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzenden mittleren Strahlungsdosis ist auf Grund messtechnischer (apparativer) Komplexität bei der Strahlungsmessung und der im vorliegenden Fall einzusetzenden verhältnismäßig geringen mittleren Strahlungsdosis nicht trivial:The determination or measurement of the (maximum) irradiance or the mean radiation dose to be used in the method according to the invention is not trivial on the basis of metrological (apparatus) complexity in the radiation measurement and the comparatively low average radiation dose to be used in the present case:
Der Fachmann hat bei der Bestimmung bzw. Messung der (maximalen) Bestrahlungsstärke bzw. der im erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzenden mittleren Strahlungsdosis insbesondere zu berücksichtigen, dass es sich bei den einzusetzenden Strahlungsquellen in der Regel um Volumenstrahler handelt (wie etwa in den Fällen der im erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise einzusetzenden Excimerlampen oder Quecksilberniederdruckstrahler, aber auch bei einem Plasma). Die Betrachtung der Strahlungsquelle als Punkt- oder Linienstrahler kann aber (systematisch) lediglich eine Abschätzung der Kenngrößen liefern, die - besonders bei kleinen Abständen der zu bestrahlenden Oberfläche von der Strahleroberfläche, wie im Fall des erfindungsgemäßen Verfahrens - in der Regel fehlerbehaftet ist, d.h. es werden unter dieser Annahme in der Regel nur Werte erhalten, die der realen Bestrahlungsstärke bzw. realen mittleren Strahlungsdosis nicht entsprechen.In determining or measuring the (maximum) irradiance or the mean radiation dose to be used in the method according to the invention, the skilled person must take into account, in particular, that the radiation sources to be used are generally volume radiators (such as in the cases of the method according to the invention preferably used excimer lamps or low-pressure mercury lamps, but also in a plasma). However, the observation of the radiation source as a spot or line emitter can (systematically) provide only an estimate of the parameters which, in particular with small distances of the surface to be irradiated from the emitter surface, as in the case of the method according to the invention, are usually defective, i. Under this assumption, as a rule, only values are obtained which do not correspond to the real irradiance or the real average radiation dose.
Auch eine direkte Messung der Bestrahlungsstärke oder mittleren Strahlungsdosis mit handelsüblichen Sensoren liefert oftmals fehlerbehaftete Messwerte, da verfügbare Sensoren über eine endliche, in der Regel ebene Sensorfläche verfügen und einen limitierenden Öffnungskegel aufweisen. Eine rechnerische Korrektur muss die geometrischen Begrenzungen des Öffnungskegels sowie die winkelabhängige Sensitivität des Sensorelements berücksichtigen. Diese Berechnungen sind, sofern überhaupt alle notwendigen Daten vorliegen, nicht trivial. Zudem besteht die Gefahr, dass die Sensoren durch die UV- bzw. VUV-Bestrahlung altern, so dass eine stetige Kalibrierung zur Korrektur notwendig wäre. Auch die Kalibrierung findet oftmals lediglich bei einem festen Abstand statt und gilt dann strenggenommen auch nur für diesen einen Abstand.A direct measurement of the irradiance or average radiation dose with commercially available sensors often provides erroneous readings, as available sensors have a finite, usually flat sensor surface and have a limiting cone opening. A computational correction must take into account the geometrical limitations of the aperture cone as well as the angle-dependent sensitivity of the sensor element. These calculations are not trivial, as long as all necessary data are available. In addition, there is a risk that the sensors age by the UV or VUV irradiation, so that a continuous calibration would be necessary for the correction. The calibration often takes place only at a fixed distance and then applies strictly speaking only for this one distance.
Eine bevorzugte Möglichkeit, Bestrahlungsstärke oder Strahlungsdosis unter Darstellung der Strahlungsquellen als Volumenstrahler ohne Alterungseffekte oder geometrische Restriktionen zu beschreiben, ist daher die Beschreibung durch eine Simulierung der Strahlungsfelder der im erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzenden Strahlungsquellen mittels Ray-Tracing-Software, vorzugsweise der Ray-Tracing-Software „OpticStudio 15“ der Firma Zemax, USA.A preferred way of describing the irradiation intensity or radiation dose by representing the radiation sources as volume radiators without aging effects or geometric restrictions is therefore the description by a simulation of the radiation fields of the radiation sources to be used in the method according to the invention by means of ray tracing software, preferably the ray tracing software "OpticStudio 15" from Zemax, USA.
Bevorzugt wird daher im Rahmen der vorliegenden Erfindung die erfindungsgemäß einzusetzende (maximale) Bestrahlungsstärke und/oder die erfindungsgemäß einzusetzende mittlere Strahlungsdosis unter Darstellung der Strahlungsquellen als Volumenstrahler durch Berechnung mit Hilfe der Ray-Tracing-Software „OpticStudio 15“, Version „December 17, 2015“, der Firma Zemax, USA, ermitteltTherefore, in the context of the present invention, the (maximum) irradiance to be used in accordance with the invention and / or the mean radiation dose to be used in accordance with the invention is represented by the radiation sources as volume radiators calculated by means of the ray tracing software "OpticStudio 15", version "December 17, 2015 ", The company Zemax, USA, determined
Beim Verfahren des „Ray-Tracing“ wird der Strahler als eine Vielzahl von Einzelstrahlquellen bzw. Einzelwellenzüge angesehen, die statistisch im gesamten real zur Verfügung stehenden Strahlervolumen verteilt sind. Dieses Bild entspricht der physikalischen Beschreibung des Lichts als Einzelwellenzug bzw. Photon. Um Bereiche höherer Strahlungsintensität zu simulieren, kann die Dichte der Einzelstrahlquellen entsprechend variiert werden. Diese strahlen im Falle von inkohärenter Strahlungsemission, als solche ist die Strahlung des beanspruchten Excimer- und Hg-Niederdruckstrahlers oder eines Plasmas anzusehen, in alle beliebigen Raumrichtungen ab. Laserstrahlung ist dagegen kohärent, so dass in diesem Fall eine definierte Strahlungsrichtung vorzugeben ist.In the "ray-tracing" method, the radiator is regarded as a multiplicity of individual beam sources or single-wave trains which are statistically distributed in the total actual available radiator volume. This image corresponds to the physical description of the light as a single wave train or photon. In order to simulate regions of higher radiation intensity, the density of the individual beam sources can be varied accordingly. These radiate in the case of incoherent radiation emission, as such, the radiation of the claimed excimer and Hg low-pressure radiator or a plasma view, in any spatial directions. Laser radiation, on the other hand, is coherent, so that in this case a defined direction of radiation is to be specified.
Die Strahlungssimulationssoftware (Ray-Tracing-Software) berechnet den Weg und die Absorption der Strahlung im sogenannten nicht-sequentiellen Modus. Hierbei werden der optische Weg und die Energie eines Strahls von der Quelle bei jedem Durchtritt durch bzw. Auftreffen auf eine Grenzfläche sukzessive berechnet. Somit müssen die optischen Konstanten der verwendeten Materialien für die Simulation möglichst vollständig bekannt sein oder bestmöglich abgeschätzt werden, z.B. Beispielsweise das Material und die Dicke des verwendeten Quarzglases der Strahlungsquelle, die Brechungsindices der Arbeitsatmosphäre oder des Xe-Gases im Falle einer Xe-Excimerlampe. Unterschreitet die Energie eines Strahls eine festzulegende Energie, bricht die Simulation ab. Dies kann beispielsweise beim Auftreffen auf einen Festkörper der Fall sein, der die Strahlung vollständig absorbiert.The radiation simulation software (ray-tracing software) calculates the path and the absorption of the radiation in so-called non-sequential mode. Here, the optical path and the energy of a beam from the source are successively calculated each time it passes through an interface. Thus, the optical constants of the materials used for the simulation must be as completely known as possible or best estimated, e.g. For example, the material and the thickness of the quartz glass used of the radiation source, the refractive indices of the working atmosphere or the Xe gas in the case of a Xe excimer lamp. If the energy of a beam falls below an energy to be determined, the simulation stops. This may for example be the case when hitting a solid that completely absorbs the radiation.
Um die Strahlungsfelder zu beschreiben, werden die resultierenden Energien der Einzelstrahlungsquellen addiert. So kann eine zu bestrahlende Oberfläche durch einen sogenannten Detektor simuliert werden. Dieser Detektor stellt eine Fläche dar, die der zu bestrahlenden Oberfläche bestmöglich nachempfunden wird. Der Detektor ist wiederum in Einzelpigmente unterteilt, so dass eine lokal aufgelöste Strahlungsverteilung entsteht. Jedes Pigment registriert nun die auftreffenden Strahlen und deren finale Energie. Die Auswertung des Detektorarrays liefert nun eine ortaufgelöste Strahlungsverteilung und Strahlungsenergieverteilung. Mit dieser kann der Fachmann die Bestrahlungsstärken oder Bestrahlungsdosen ermitteln.To describe the radiation fields, the resulting energies of the individual radiation sources are added. Thus, a surface to be irradiated can be simulated by a so-called detector. This detector represents an area which is best suited to the surface to be irradiated. The detector is again subdivided into individual pigments, so that a locally resolved radiation distribution arises. Each pigment now registers the impinging rays and their final energy. The evaluation of the detector array now provides a spatially resolved radiation distribution and radiation energy distribution. With this, the expert can determine the irradiances or radiation doses.
Weiter muss der Fachmann zur bestmöglichen Simulation die spektrale Verteilung des von der Strahlungsquelle emittierten Lichtes berücksichtigen. Dieses ist in der Regel notwendig, da die verschiedenen spektralen Anteile unterschiedlich stark von den Medien reflektiert oder absorbiert werden. Bei rauen Oberflächen ist zudem die Streuung zu berücksichtigen. Im Streufall wird ein Wellenzug in mehrere Wellenzüge mit unterschiedlichen Fortschrittsrichtungen aufgeteilt.Furthermore, for the best possible simulation, the expert must take into account the spectral distribution of the light emitted by the radiation source. This is usually necessary because the different spectral components are reflected or absorbed to different degrees by the media. For rough surfaces, the scattering must also be considered. In litterfall, a wave train is divided into several wave trains with different directions of progress.
Werden mehrere identische oder unterschiedliche Strahlungsquellen verwendet, so hat der Fachmann diese in ihrer spezifischen Bauform, ihrer Strahlungsleistung und spektralen Emission entsprechend in die Ray-Tracing-Software einzupflegen. Die Strahlungsdosen werden jeweils addiert.If several identical or different radiation sources are used, then the specialist has to incorporate them in their specific design, their radiation power and spectral emission correspondingly into the ray-tracing software. The radiation doses are added together.
Im Fall des erfindungsgemäß bevorzugt einzusetzenden VUV-Strahlers mit der Bezeichnung XERADEX L40/375/DB-AZ48/90 (Radium Lampenwerk Wipperfürth) beträgt die optische Ausgangsleistung 0,5 W/cm und die Bestrahlungsstärke auf der Lampenoberfläche 40mW/cm2 (Herstellerangaben). Das Emissionsspektrum besitzt ein Emissionsmaximum bei 172 nm und eine gemessene Halbwertsbreite von 21 nm (FWHM) bzw. 24 nm (1/e Abfall). Zur Simulation der Strahlungsfelder werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung drei Wellenlängen berücksichtigt: 172 nm, 158 nm und 186 nm - dies entspricht den Wellenlängen bei einem Abfall auf den 1/e-Wert.In the case of the inventively preferred VUV spotlight with the name XERADEX L40 / 375 / DB-AZ48 / 90 (Radium lamp works Wipperfürth), the optical output power is 0.5 W / cm and the irradiance on the lamp surface 40mW / cm 2 (manufacturer) , The emission spectrum has an emission maximum at 172 nm and a measured half-width of 21 nm (FWHM) or 24 nm (1 / e waste). In the context of the present invention, three wavelengths are considered for the simulation of the radiation fields: 172 nm, 158 nm and 186 nm - this corresponds to the wavelengths for a fall to the 1 / e value.
Das Licht emittierende, nicht absorbierende Xe-Gas ist in einem Quarzzylinder eingeschlossen. Die Leuchtlänge des Strahlers bzw. des Quarzzylinders beträgt 375 mm, der Außendurchmesser 40 mm, die Lampe ist beidseitig mit einem vollständig absorbierenden Material gesockelt (zylindrischer Alusockel, Durchmesser 50 mm, Länge 50 mm). Im Inneren des Strahlers bzw. Xenon-Gases befindet sich ein Glasstab, der ebenfalls vollständig absorbiert (6 mm Durchmesser, Glas). Oberhalb der Lampe befindet sich ein mehrfach gekanteter Reflektor, dessen Material die Strahlung zu 80 % wellenlängenunabhängig reflektiert. Das zylindrische Glas des Xe-Excimerstrahlers der Dicke 0,5 mm besteht aus Suprasil® 310 (Fa. Heraeus Quarzglas GmbH; Transmissionswerte können der Literatur entnommen werden bzw. sind beim Hersteller erhältlich). Auf der Außenseite des Quarzzylinders befinden sich 6 Leiterbahnen (Breite der Leiterbahnen jeweils 2 mm, parallel zur Quarzglaszylinderachse, Winkelabstand 60°, vollständig absorbierend). The light-emitting non-absorbing Xe gas is enclosed in a quartz cylinder. The length of the lamp or the quartz cylinder is 375 mm, the outer diameter 40 mm, the lamp is socketed on both sides with a completely absorbing material (cylindrical aluminum base, diameter 50 mm, length 50 mm). Inside the radiator or xenon gas there is a glass rod that also completely absorbs (6 mm diameter, glass). Above the lamp is a multi-edged reflector whose material reflects the radiation to 80% wavelength independent. The cylindrical glass of the Xe excimer radiator with a thickness of 0.5 mm consists of Suprasil® 310 (from Heraeus Quarzglas GmbH, transmission values can be found in the literature or are available from the manufacturer). On the outside of the quartz cylinder are 6 tracks (width of the tracks each 2 mm, parallel to the quartz glass cylinder axis, angular distance 60 °, fully absorbent).
Die spektrale Transmission durch ein 2 mm dickes Quarzglas „Suprasil® 310“ weist die folgenden, in Tabelle A angegebenen Werte auf:
Tabelle A: Transmissionswerte für Quarzglas „Suprasil® 310“
Im Fall des erfindungsgemäß ebenfalls bevorzugt einzusetzenden Hg-Strahlers (UVX 120 4C S 19/670 Co, UV-Technik Speziallampen GmbH bzw. Höhnle AG, Leuchtlänge 568 mm) zeigt das Emissionsepktrum ein Maximum bei 185 nm und eine gemessene Halbwertsbreite von 1,7 nm (FWHM) bzw. 2,0 nm (1/e Abfall). Zur Simulation der Strahlungsfelder werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Wellenlängen 185,0 nm, 183,9 nm und 185,9 nm berücksichtigt. Als Quarzglas wird ebenfalls Suprasil® 310 angenommen.In the case of the Hg emitter (UVX 120 4C S 19/670 Co, UV technology Speziallampen GmbH or Höhnle AG, illumination length 568 mm) likewise preferably used according to the invention, the emission spectrum shows a maximum at 185 nm and a measured half-value width of 1.7 nm (FWHM) or 2.0 nm (1 / e waste). To simulate the radiation fields, the wavelengths 185.0 nm, 183.9 nm and 185.9 nm are taken into consideration in the context of the present invention. Suprasil® 310 is also assumed as quartz glass.
Die umgebende Atmosphäre (Arbeitsatmosphäre) wird entsprechend der Zusammensetzung der Arbeitsatmosphäre dargestellt, vorzugsweise als ein Gemisch aus Sauerstoff und Stickstoff. Je nach einzusetzendem Sauerstoffpartialdruck bzw. Anwesenheit werden die Anteile entsprechend zusammengestellt (z.B. zur Bestimmung des Brechungsindexes der Arbeitsatmosphäre), vgl. Tabelle B.
Tabelle B: Spektrale Transmission für eine 10 mm dicke Luftschicht bei unterschiedlichen O2- Partialdrücken
Für die Simulation mit der Ray-Tracing-Software wird als Vorgabe für die optische Ausgangsleistung an der Lampenoberfläche 40 mW/cm2 verwendet. Eine Strahlsimulation wird vorzugsweise für eine Anzahl von 10.000.000 Einzelstrahlen durchgeführt. Die zu analysierende Oberfläche bzw. der simulierte Detektor sollte eine Ortsauflösung von 1 × 1 mm2 oder besser aufweisen. Für zeitabhängige Betrachtungen muss der Fachmann eine Integration durchführen, z.B. eine statische Simulation im Sekundenabstand.For the simulation with the ray tracing software 40 mW / cm 2 is used as the default for the optical output power at the lamp surface. A beam simulation is preferably performed for a number of 10,000,000 individual beams. The surface to be analyzed or the simulated detector should have a spatial resolution of 1 × 1 mm 2 or better. For time-dependent considerations, the person skilled in the art must carry out an integration, for example a static simulation every second.
Mit dem beschriebenen Vorgehen lassen sich für den Excimerstrahler für die experimentellen Prozessparameter zugehörige Strahlungsdosen simulieren. Für andere Strahlungsquellen hat der Fachmann wie oben exemplarisch für den Excimerstrahler dargestellt, entsprechend für eine Simulation der Strahlungsstärke und Bestrahlungsdosen vorzugehen.With the procedure described, it is possible to simulate radiation doses associated with the excimer radiator for the experimental process parameters. For other sources of radiation, the person skilled in the art, as illustrated above for the excimer radiator, has proceeded accordingly to proceed for a simulation of the radiation intensity and radiation doses.
Für die in den unten genannten Beispielen angegebenen Parametersätzen „P1“ und „P2“ für die Durchführung von UV-Bestrahlungen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ergeben sich unter der Annahme der hier oben und unten angegebenen Bedingungen die weiter unten angeführten Werte für Dosis und mittlere Strahlungsleistung:For the parameter sets "P1" and "P2" for carrying out UV irradiations according to the method of the invention given in the examples below, the values for dose and average radiation power given below are given below assuming the conditions given above and below:
Bedingungen bzw. Annahmen zur Ermittlung von in einem erfindungsgemäßen Verfahren auftretenden Werten für die mittlere Strahlungsdosis und die mittlere Strahlungsleistung, mit Hilfe der Ray-Tracing-Software:
- - Die Vernachlässigung der Bildung von Ozon;
- - Die Annahme einer konstanten O2- Konzentration während der Bestrahlungsdauer;
- - Eine Umgebungstemperatur von 20 °C;
- - Ein Arbeitsdruck von 1013,25 mbar;
- - Die Verwendung einer Lampe mit den geometrischen Maßen gemäß der Ausführungen zum XERADEX L40/375/DB-AZ48/90 (Radium Lampenwerk Wipperfürth);
- - Die Darstellung des Spektrums über drei Stützstellen 172 nm, 158 nm und 186 nm mit der Gewichtung 1 : 0,37 : 0,37;
- - Eine Anpassung der emittierten Gesamtenergie derart, dass auf der Strahleroberfläche einer Bestrahlungsstärke von 40mW/cm2 vorliegt;
- - Eine spektrale Transmission durch ein 2 mm dickes Suprasil® 310 Glas (vgl. Tabelle A);
- - Eine spektrale Transmission für eine 10 mm dicke Luftschicht bei unterschiedlichen O2- Partialdrücken (vgl. Tabelle B);
- - Vernachlässigung sämtlicher Streu-Effekte („scatter NSC rays: no“);
- - Berücksichtigung von Polarisations-Effekte („use polarization: yes“);
- - Berücksichtigung von Beugungseffekte bzw. Brechungs-Effekte („split NSC rays: yes“);
- - Verwendung eines Aluminiumreflektors mit wellenlängenunabhängiger Reflexion von 80% und Dimension wie angegeben in
1 und/oder2 .
- - neglecting the formation of ozone;
- - The assumption of a constant O 2 concentration during the irradiation period;
- - an ambient temperature of 20 ° C;
- - a working pressure of 1013.25 mbar;
- - The use of a lamp with the geometrical dimensions according to the specifications for XERADEX L40 / 375 / DB-AZ48 / 90 (Radium lampwork Wipperfürth);
- - The representation of the spectrum over three support points 172 nm, 158 nm and 186 nm with the weighting 1: 0.37: 0.37;
- - An adjustment of the total emitted energy such that on the radiator surface of an irradiance of 40mW / cm 2 is present;
- - A spectral transmission through a 2 mm thick Suprasil® 310 glass (see Table A);
- A spectral transmission for a 10 mm thick layer of air at different O 2 partial pressures (see Table B);
- - neglecting all scattering effects ("scatter NSC rays: no");
- - consideration of polarization effects ("use polarization: yes");
- - consideration of diffraction effects or refraction effects ("split NSC rays: yes");
- Use of an aluminum reflector with wavelength independent reflection of 80% and dimension as indicated in
1 and or2 ,
Mit den vorstehend angegebenen Annahmen und/oder Bedingungen ergeben sich für die in den unten genannten Beispielen angegebenen Parametersätze „P1“ und „P2“ für die Durchführung von UV-Bestrahlungen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren die folgenden Werte:
- Parametersatz P1:
- mittlere Strahlungsdosis ca. 2,3 mJ/cm2; mittlere Strahlungsleistung ca. 0,6 mW/cm2.
- Parametersatz P2:
- mittlere Strahlungsdosis > 20 mJ/cm2; mittlere Strahlungsleistung > 2 mW/cm2.
- Parameter set P1:
- mean radiation dose about 2.3 mJ / cm 2 ; average radiation power approx. 0.6 mW / cm 2 .
- Parameter set P2:
- mean radiation dose> 20 mJ / cm 2 ; average radiation power> 2 mW / cm 2 .
Mit den vorstehenden Angaben betreffend:
- - die erfindungsgemäß zu erzielenden Effekte im Zusammenhang mit der modifizierten Silikon-Oberfläche,
- - die zur Erzielung der erfindungsgemäßen Effekte auf der modifizierten Oberfläche des Silikons relevanten Parameter,
- - der oben angeführten Beschreibung der Art und Richtung, in welcher die relevanten Parameter die erfindungsgemäßen Effekte auf der modifizierten Oberfläche beeinflussen,
- - der oben angegebenen Beschreibung der modellhaften Berechnung der erfindungsgemäß einzusetzenden (maximalen) Bestrahlungsstärke und/oder der erfindungsgemäß einzusetzenden mittleren Strahlungsdosis sowie
- - den in diesem Text angegebenen praktischen Ausführungsbeispielen
ist der Fachmann in der Lage, die Lehre der vorliegenden Erfindung im vollen Umfang auszuführen.With the above information concerning:
- the effects to be achieved according to the invention in connection with the modified silicone surface,
- the parameters relevant for obtaining the effects according to the invention on the modified surface of the silicone,
- the above description of the type and direction in which the relevant parameters influence the effects on the modified surface according to the invention,
- the above-described description of the model calculation of the (maximum) irradiance to be used according to the invention and / or the mean radiation dose to be used according to the invention and
- - The practical examples given in this text
the person skilled in the art is able to carry out the teaching of the present invention in its entirety.
Bevorzugt ist auch ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Silikons mit modifizierter Oberfläche (oder ein vorstehend oder nachfolgend als bevorzugt angegebenes erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Silikons mit modifizierter Oberfläche), umfassend die Schritte:
- (V1) Bereitstellen von Silikon, vorzugsweise von mindestens teilvernetztem Silikon-Elastomer;
- (V2) Bestrahlen von wenigstens einem Teil der Oberfläche des Silikons aus Schritt (V1) mit UV-Strahlung mindestens einer Wellenlänge im Bereich von ≥ 50 nm bis ≤ 380 nm, vorzugsweise im Bereich von ≥ 150 nm bis ≤ 220 nm, in einer Atmosphäre mit einem Gehalt an Sauerstoff im Bereich von 0 bis ≤ 21 Vol.-%, vorzugsweise im Bereich von ≥ 0 bis ≤ 5 Vol.-%, und
- (V3) Behandeln der durch UV-Strahlung modifizierten Oberfläche durch eine, zwei oder alle drei der Maßnahmen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus:
- - Lagern bei einer Temperatur im Bereich von 15 bis 30 °C, vorzugsweise im Bereich von 20 bis 25 °C, für eine Dauer im Bereich von 1 d bis 14 d, vorzugsweise im Bereich von 1 d bis 10 d (Tempern);
- - Lagern bei einer Temperatur im Bereich von 50 °C bis 110 °C, vorzugsweise im Bereich von 60 bis 105 °C, für eine Dauer im Bereich von 5 s bis 3 d, vorzugsweise im Bereich von 20 s bis 1 h (Tempern); und
- - Aussetzen einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre mit einem Sauerstoff- Gehalt im Bereich von 10 bis 100 Vol.-%, vorzugsweise im Bereich von 20 bis 100 Vol.-%, besonders bevorzugt Aussetzen einer Atmosphäre von Luft oder reinem Sauerstoff.
so dass ein Silikon mit modifizierter Oberfläche resultiert, welches an der Oberfläche der modifizierten Oberfläche einen gegenüber dem unmodifizierten Silikon um ≥ 0,1 bis ≤ 5,0 at-% verringerten Endanteil an Kohlenstoff, bezogen auf die Gesamtzahl der Atome, aufweist, bestimmt durch ESCA.Also preferred is a process according to the invention for the preparation of a silicone with a modified surface (or a method according to the invention given above or below as preferred for the production of a silicone with a modified surface), comprising the steps:
- (V1) providing silicone, preferably at least partially crosslinked silicone elastomer;
- (V2) irradiating at least a part of the surface of the silicone from step (V1) with UV radiation of at least one wavelength in the range of ≥ 50 nm to ≤ 380 nm, preferably in the range of ≥ 150 nm to ≤ 220 nm, in one atmosphere with an oxygen content in the range of 0 to ≤ 21% by volume, preferably in the range of ≥ 0 to ≤ 5% by volume, and
- (V3) treating the UV-modified surface by one, two or all three of the means selected from the group consisting of:
- - Store at a temperature in the range of 15 to 30 ° C, preferably in the range of 20 to 25 ° C, for a duration in the range of 1 d to 14 d, preferably in the range of 1 d to 10 d (annealing);
- Storage at a temperature in the range of 50 ° C to 110 ° C, preferably in the range of 60 to 105 ° C, for a duration in the range of 5 s to 3 d, preferably in the range of 20 s to 1 h (annealing) ; and
- - Exposure of an oxygen-containing atmosphere having an oxygen content in the range of 10 to 100 vol .-%, preferably in the range of 20 to 100 vol .-%, more preferably exposing an atmosphere of air or pure oxygen.
such that a surface-modified silicone results which has on the surface of the modified surface a final carbon content reduced by ≥ 0.1 to ≤ 5.0 at% relative to the unmodified silicone, based on the total number of atoms ESCA.
Weiter bevorzugt ist auch ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Silikons mit modifizierter Oberfläche (oder ein vorstehend oder nachfolgend als bevorzugt angegebenes erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Silikons mit modifizierter Oberfläche)
wobei
- - unterschiedliche Oberflächenbereiche des Silikons mit unterschiedlichen Strahlungsdosen aus dem (für das erfindungsgemäße Verfahren vorstehend) angegebenen Strahlungsdosis-Bereiches bestrahlt werden,
und/oder
- - das Silikon im Schritt (V1) ein Trägermaterial umfasst und vorzugsweise auf einem Trägermaterial aufgebracht ist (wobei vorzugsweise die modifizierte Oberfläche des Silikons von dem Trägermaterial abgewandt ist).
in which
- - Different surface areas of the silicone are irradiated with different radiation doses from the (for the inventive method above) specified radiation dose range,
and or
- - The silicone in step (V1) comprises a carrier material and is preferably applied to a carrier material (preferably wherein the modified surface of the silicone is remote from the carrier material).
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens können die Strahlungsquellen daher parallel oder in beliebiger Orientierung zueinander positioniert werden. Die Abstände zwischen den jeweiligen Strahlungsquellen und der oder den zu bestrahlenden Oberflächen können für alle Strahlungsquellen gleich oder für einzelne, mehrere oder für alle Strahlungsquellen unterschiedlich sein. Sofern einzelne, mehrere oder alle Strahlungsquellen in unterschiedlichen Abständen zu der oder den zu bestrahlenden Oberflächen angeordnet sind, können lokale Bereiche der zu bestrahlenden Oberflächen mit unterschiedlicher Strahlungsdosis behandelt werden, wodurch z.B. Oberflächenbereiche mit unterschiedlichen Hafteigenschaften erzeugt werden können. Auch zur Kombination verschiedener Strahlungswellenlängen können unterschiedliche Abstände der Strahlungsquellen zu der oder den Oberflächen sinnvoll sein.For carrying out the method according to the invention, the radiation sources can therefore be positioned parallel or in any desired orientation relative to one another. The distances between the respective radiation sources and the surface or surfaces to be irradiated may be the same for all radiation sources or different for individual, multiple or all radiation sources. If individual, several or all radiation sources are arranged at different distances to the surface (s) to be irradiated, local regions of the surfaces to be irradiated can be treated with different radiation dose, whereby e.g. Surface areas with different adhesive properties can be generated. Also for the combination of different radiation wavelengths different distances of the radiation sources to the surface or surfaces may be useful.
Auch über geeignete technische Maßnahmen zur Einstellung der Strahlungsdosis (z.B. Abstand, Behandlungsgeschwindigkeit, Dimmen der Strahlquelle, mehrstufiges Bestrahlen mit unterschiedlicher Dosis bzw. Sauerstoff-Partialdruck) und des Sauerstoffpartialdrucks lassen sich ausgewählte Bereiche einer flächigen Silikonisierung (unterschiedliche Oberflächenbereiche des Silikons mit modifizierter Oberfläche) unterschiedlich behandeln (bestrahlen) und so mit einer beliebigen Trennkraft versehen.Also suitable technical measures for setting the radiation dose (eg distance, treatment speed, dimming of the beam source, multi-stage irradiation with different dose or oxygen partial pressure) and the oxygen partial pressure can be selected areas of a flat siliconization (different surface areas of the silicone with modified surface) different Treat (irradiate) and thus provided with any release force.
Auch über Maskentechniken lassen sich (nur) ausgewählte Bereiche einer flächigen Silikonisierung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bestrahlen und so mit einer höheren Trennkraft versehen. Im Falle der Nutzung kohärenter Strahlung (durch Excimer-Laser) können Bereiche der Silikonisierung auch ohne Maskentechnik gezielt bestrahlt werden. In diesem Fall wird der Strahl gezielt geformt und auf die gewünschten Bereiche der Oberfläche geleitet, z.B. mit Hilfe von Scanner-Spiegeln.Also mask techniques can (only) selected areas of a flat siliconization irradiated by the method according to the invention and thus provided with a higher release force. In the case of the use of coherent radiation (by excimer laser) areas of the siliconization can be selectively irradiated without mask technology. In this case, the beam is selectively shaped and directed to the desired areas of the surface, e.g. with the help of scanner mirrors.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Silikon mit modifizierter Oberfläche, vorzugsweise mit durch durch UV-Strahlung modifizierter Oberfläche, hergestellt oder herstellbar nach einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Silikons mit modifizierter Oberfläche (oder nach einem vorstehend oder nachfolgend als bevorzugt angegebenen erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Silikons mit modifizierter Oberfläche). The present invention also relates to a surface-modified silicone, preferably with a surface modified by UV radiation, produced or preparable by a process according to the invention for producing a surface-modified silicone (or by a process according to the invention specified above or below for the preparation of a process according to the invention Silicone with modified surface).
Hinsichtlich bevorzugter Ausgestaltungen und möglicher Kombinationen von bevorzugten Ausgestaltungen des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten oder herstellbaren Silikons mit modifizierter Oberfläche gelten die für das erfindungsgemäße Silikon mit modifizierter Oberfläche und für das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Silikons mit modifizierter Oberfläche vorstehend angegebenen Erläuterungen entsprechend (gegebenenfalls sinngemäß), und umgekehrt.With regard to preferred embodiments and possible combinations of preferred embodiments of the modified surface silicone manufactured or to be produced by the process according to the invention, the explanations given above for the surface-modified silicone according to the invention and for the process according to the invention for producing a silicone with a modified surface apply correspondingly (if appropriate, mutatis mutandis) , and vice versa.
Sofern das Silikon im Schritt (V1) ein Trägermaterial umfasst und vorzugsweise auf einem Trägermaterial aufgebracht ist, lässt sich auf diese Weise vorzugsweise ein erfindungsgemäßes Verbundmaterial herstellen (dazu siehe unten). Als Trägermaterial können vorzugsweise die unten näher bezeichneten Trägermaterialien eingesetzt werden, welche Bestandteil des erfindungsgemäßen Verbundmaterials sein können.If the silicone in step (V1) comprises a carrier material and is preferably applied to a carrier material, a composite material according to the invention can preferably be produced in this way (see below). The carrier materials which may be used are preferably the carrier materials specified below, which may be part of the composite material according to the invention.
Die vorliegende Erfindung betrifft daher auch ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundmaterials, umfassend die Schritte
- (V1A) Bereitstellen von Silikon, vorzugsweise von mindestens teilvernetztem Silikon-Elastomer, umfassend ein Trägermaterial (wobei vorzugsweise das Silikon als Beschichtung auf mindestens einer Oberfläche des Trägermaterials vorliegt),
- (V2A) Bestrahlen von wenigstens einem Teil der Oberfläche des Silikons aus Schritt (V1) mit UV-Strahlung mindestens einer Wellenlänge im Bereich von ≥ 50 nm bis ≤ 380 nm, vorzugsweise im Bereich von ≥ 150 nm bis ≤ 220 nm, in einer Atmosphäre mit einem Gehalt an Sauerstoff im Bereich von 0 bis ≤ 21 Vol.-%, vorzugsweise im Bereich von ≥ 0 bis ≤ 5 Vol.-%,
und vorzugsweise
- (V3A) Behandeln der durch UV-Strahlung modifizierten Oberfläche durch eine, zwei oder alle drei der Maßnahmen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus:
- - Lagern bei einer Temperatur im Bereich von 15 bis 30 °C, vorzugsweise im Bereich von 20 bis 25 °C, für eine Dauer im Bereich von 1 d bis 14 d, vorzugsweise im Bereich von 1 d bis 10 d (Tempern);
- - Lagern bei einer Temperatur im Bereich von 50 °C bis 110 °C, vorzugsweise im Bereich von 60 bis 105 °C, für eine Dauer im Bereich von 5 s bis 3 d, vorzugsweise im Bereich von 20 s bis 1 h (Tempern);
- - Aussetzen einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre mit einem Sauerstoff- Gehalt im Bereich von 10 bis 100 Vol.-%, vorzugsweise im Bereich von 20 bis 100 Vol.-%, besonders bevorzugt Aussetzen einer Atmosphäre von Luft oder reinem Sauerstoff oder Luft.
so dass ein Verbundmaterial umfassend Silikon mit modifizierter Oberfläche resultiert, welches an der Oberfläche der modifizierten Oberfläche einen gegenüber dem unmodifizierten Silikon um ≥ 0,1 bis ≤ 5,0 at-% verringerten Endanteil an Kohlenstoff, bezogen auf die Gesamtzahl der Atome, aufweist, bestimmt durch ESCA.The present invention therefore also relates to a process for producing a composite material comprising the steps
- (V1A) providing silicone, preferably of at least partially crosslinked silicone elastomer, comprising a carrier material (wherein preferably the silicone is present as a coating on at least one surface of the carrier material),
- (V2A) irradiation of at least part of the surface of the silicone from step (V1) with UV radiation at least one wavelength in the range of ≥ 50 nm to ≤ 380 nm, preferably in the range of ≥ 150 nm to ≤ 220 nm, in one atmosphere with an oxygen content in the range of 0 to ≤ 21% by volume, preferably in the range of ≥ 0 to ≤ 5% by volume,
and preferably
- (V3A) treating the UV-modified surface by one, two or all three of the means selected from the group consisting of:
- - Store at a temperature in the range of 15 to 30 ° C, preferably in the range of 20 to 25 ° C, for a duration in the range of 1 d to 14 d, preferably in the range of 1 d to 10 d (annealing);
- Storage at a temperature in the range of 50 ° C to 110 ° C, preferably in the range of 60 to 105 ° C, for a duration in the range of 5 s to 3 d, preferably in the range of 20 s to 1 h (annealing) ;
- - Exposure of an oxygen-containing atmosphere having an oxygen content in the range of 10 to 100 vol .-%, preferably in the range of 20 to 100 vol .-%, more preferably exposing an atmosphere of air or pure oxygen or air.
such that a composite material comprising silicon with a modified surface results, which on the surface of the modified surface has a final proportion of carbon reduced by ≥ 0.1 to ≤ 5.0 at% compared to the unmodified silicone, based on the total number of atoms, determined by ESCA.
Hinsichtlich bevorzugter Ausgestaltungen und möglicher Kombinationen von bevorzugten Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Verbundmaterials gelten die für das erfindungsgemäße Silikon mit modifizierter Oberfläche und für das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Silikons mit modifizierter Oberfläche vorstehend angegebenen Erläuterungen entsprechend (gegebenenfalls sinngemäß), und umgekehrt.With regard to preferred embodiments and possible combinations of preferred embodiments of the method according to the invention for producing a composite material, the explanations given above for the surface-modified silicone according to the invention and for the method according to the invention for producing a silicone with a modified surface apply correspondingly (if appropriate mutatis mutandis), and vice versa.
Das in Schritt (V1A) bereitgestellte Silikon umfassend ein Trägermaterial kann auf an sich bekannte Weise hergestellt werden, insbesondere durch an sich bekanntes Auftragen des bzw. eines Silikons auf ein geeignetes Trägermaterial (Näheres dazu siehe z.B. Beispiel 3 in diesem Text), vorzugsweise auf ein unten näher definiertes Trägermaterial. Dieser Vorgang ist auch als „Silikonisieren“ bekannt. Auf diese Weise kann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ein dauerhaftes Verbundmaterial hergestellt werden, welches sich u.a. für die Durchführung eines Abzugstests (Näheres dazu siehe oben) eignet.The silicone provided in step (V1A) comprising a carrier material can be prepared in a manner known per se, in particular by applying the silicone or a silicone to a suitable carrier material (for more details see eg example 3 in this text), preferably to a below defined carrier material. This process is also known as "siliconizing". In this way, a durable composite material can be prepared by the method according to the invention, which u.a. for performing a print test (see above for details).
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verbundmaterial, hergestellt oder herstellbar nach einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Verbundmaterials (oder nach einem vorstehend oder nachfolgend als bevorzugt angegebenen erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Verbundmaterials).The present invention also provides a composite material produced or preparable by a process according to the invention for producing a composite material (or according to a method according to the invention given above or below as preferred for the production of a composite material).
Hinsichtlich bevorzugter Ausgestaltungen und möglicher Kombinationen von bevorzugten Ausgestaltungen des nach einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten oder herstellbaren Verbundmaterials gelten die für das erfindungsgemäße Silikon mit modifizierter Oberfläche, für das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Silikons mit modifizierter Oberfläche und für das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Verbundmaterials vorstehend angegebenen Erläuterungen entsprechend (gegebenenfalls sinngemäß), und umgekehrt.With regard to preferred embodiments and possible combinations of preferred embodiments of the composite material produced or producible by a process according to the invention, the surface modified silicone according to the invention, the process according to the invention for producing a modified surface silicone and the process according to the invention for producing a composite material are given above Explanatory notes (if appropriate), and vice versa.
An den Schritt (3A) des vorstehend angegebenen Verfahrens zur Herstellung eines Verbundmaterials schließen sich vorzugsweise noch ein oder mehrere weitere Schritte an, vorzugsweise Aufrollen des hergestellten Verbundmaterials zu einer Rolle und/oder Beschichten des hergestellten Verbundmaterials, mit einem oder mehreren Haftklebstoffen. Je nach Verwendungszweck wird dabei das Trägermaterial mit einem oder mehreren Haftklebstoffen beschichtet und/oder es wird die modifizierte Oberfläche des Silikons mit einem oder mehreren Haftklebstoffen beschichtet.The step (3A) of the above-mentioned method for producing a composite material is preferably followed by one or more further steps, preferably rolling the produced composite material into a roll and / or coating the produced composite material with one or more pressure-sensitive adhesives. Depending on the intended use, the carrier material is coated with one or more pressure-sensitive adhesives and / or the modified surface of the silicone is coated with one or more pressure-sensitive adhesives.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin auch ein Verbundmaterial, umfassend Silikon mit modifizierter Oberfläche, vorzugsweise mit durch UV-Strahlung modifizierter Oberfläche, (oder ein vorstehend oder nachfolgend als bevorzugt angegebenes erfindungsgemäßes Silikon mit modifizierter Oberfläche), und ein Trägermaterial,
wobei das Trägermaterial vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus
- - Polyester, vorzugsweise Polyethylenterephthalat, besonders bevorzugt biaxial verstrecktes Polyethylenterephthalat;
- - Polyethylen; vorzugsweise High Density Polyethylen und Low Density Polyethylen;
- - Polypropylen, vorzugsweise monoaxial verstrecktes Polypropylen, biaxial verstrecktes Polypropylen, extrudiertes Polypropylen;
- - Polybutylen;
- - Polyvinylchlorid;
- - Papier, vorzugsweise Glassine-Papier, tonbeschichtetes Papier, Kraftpapier, maschinenglattes Papier und polyolefinbeschichtetes Papier;
- - Metall, vorzugsweise Aluminium;
- - Mischungen der vorgenannten Trägermaterialien.
wherein the support material is preferably selected from the group consisting of
- - Polyester, preferably polyethylene terephthalate, particularly preferably biaxially stretched polyethylene terephthalate;
- - polyethylene; preferably high density polyethylene and low density polyethylene;
- - Polypropylene, preferably monoaxially stretched polypropylene, biaxially stretched polypropylene, extruded polypropylene;
- - polybutylene;
- - polyvinyl chloride;
- Paper, preferably glassine paper, clay-coated paper, kraft paper, machine-smooth paper and polyolefin-coated paper;
- - Metal, preferably aluminum;
- - Mixtures of the aforementioned support materials.
Hinsichtlich bevorzugter Ausgestaltungen und möglicher Kombinationen von bevorzugten Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verbundmaterials gelten die für das erfindungsgemäße Silikon mit modifizierter Oberfläche, für das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Silikons mit modifizierter Oberfläche, für das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Verbundmaterials sowie für das nach einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte oder herstellbare Verbundmaterial vorstehend angegebenen Erläuterungen entsprechend (gegebenenfalls sinngemäß), und umgekehrt.With regard to preferred embodiments and possible combinations of preferred embodiments of the composite material according to the invention apply to the inventive modified surface silicone, for the inventive method for producing a silicone with a modified surface, for the inventive method for producing a composite material as well as for the method according to the invention or composite material which can be produced according to the explanations given above (if appropriate, mutatis mutandis), and vice versa.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verbundmaterial in Form einer Bahn oder einer Folie, vorzugsweise einer Dicke im Bereich von ≥ 0,5 bis ≤ 200 µm, welches auf mindestens einer seiner Oberflächen zu einem Flächenanteil von ≥ 50 %, vorzugsweise von ≥ 75 %, besonders bevorzugt vollständig, mit dem Silikon mit modifizierter Oberfläche, vorzugsweise mit durch UV-Strahlung modifizierter Oberfläche, beschichtet ist,A composite material according to the invention in the form of a web or a film, preferably a thickness in the range of ≥ 0.5 to ≦ 200 μm, which is particularly preferred on at least one of its surfaces to an area fraction of ≥ 50%, preferably 75%, is preferred completely coated with the modified surface silicone, preferably with UV radiation modified surface,
wobei vorzugsweise die das Silikon mit durch UV-Strahlung modifizierter Oberfläche umfassende Schicht auf dem Verbundmaterial eine Schichtdicke im Bereich von ≥ 0,1 bis ≤ 20 µm aufweist.wherein preferably the layer comprising the silicone with UV-modified surface on the composite material has a layer thickness in the range of ≥ 0.1 to ≤ 20 μm.
Bevorzugt ist auch ein erfindungsgemäßes Verbundmaterial (oder ein vorstehend oder nachfolgend als bevorzugt angegebenes erfindungsgemäßes Verbundmaterial), zusätzlich umfassend einen mit der modifizierten Oberfläche des Silikons in Kontakt stehenden Klebstoff und/oder eine mit der modifizierten Oberfläche des Silikons in Kontakt stehende Klebschicht.Also preferred is a composite material according to the invention (or a composite material according to the invention given above or below), additionally comprising an adhesive which is in contact with the modified surface of the silicone and / or an adhesive layer which is in contact with the modified surface of the silicone.
Das Trägermaterial des erfindungsgemäßen Verbundmaterials kann auf einer seiner Oberflächen oder es kann auf zwei oder mehr seiner Oberflächen (sofern vorhanden) mit dem Silikon mit modifizierter Oberfläche beschichtet sein, etwa auf der Vorder- und auf der Rückseite einer Bahn oder Folie. Im Falle der Beschichtung des Trägermaterials auf zwei oder mehr seiner Oberflächen mit Silikon mit modifizierter Oberfläche können die modifizierten Oberflächen des Silikons gleiche oder verschiedene Trennkräfte aufweisen. Auf diese Weise kann beispielsweise eine Trennfolie oder ein Release-Liner zur Verfügung gestellt werden, welche bzw. welcher auf ihrer bzw. seiner Ober- und Unterseite verschiedene Trennkräfte aufweist.The backing material of the composite material of the present invention may be coated on one of its surfaces, or it may be coated on two or more of its surfaces (if any) with the modified surface silicone, such as on the front and back of a web or film. In the case of coating the support material on two or more surfaces with modified surface silicone, the modified surfaces of the silicone may have the same or different release forces. In this way, for example, a release film or a release liner can be provided, which or which has different release forces on its or its top and bottom.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner auch die Verwendung eines erfindungsgemäßen Silikons mit modifizierter Oberfläche (oder eines vorstehend oder nachfolgend als bevorzugt angegebenen erfindungsgemäßen Silikons mit modifizierter Oberfläche) in Antihaftbeschichtungen,The present invention further also relates to the use of a modified surface silicone (or a surface modified silicone of the present invention given above or below as preferred) in nonstick coatings,
vorzugsweise in Antihaftbeschichtungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus:
- - Antihaftbeschichtungen für Selbstklebe-Produkte, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Selbstklebe-Etiketten, Klebebänder, selbstklebende Dekorationsfolien, selbstklebende Schutzfolien, Pflaster und Hygieneprodukte,
und
- - Antihaftbeschichtungen für Mitläufer-Papiere, die Kautschuk- oder Kunststoffherstellung, Reifenformen und Backpapier.
- Non-stick coatings for self-adhesive products, preferably selected from the group consisting of self-adhesive labels, adhesive tapes, self-adhesive decorative films, self-adhesive protective films, patches and hygiene products,
and
- Non-stick coatings for follower papers, rubber or plastic production, tire molds and baking paper.
Hinsichtlich bevorzugter Ausgestaltungen und möglicher Kombinationen von bevorzugten Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Verwendung eines erfindungsgemäßen Silikons mit modifizierter Oberfläche gelten die für das erfindungsgemäße Silikon mit modifizierter Oberfläche, für das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Silikons mit modifizierter Oberfläche, für das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Verbundmaterials, für das nach einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte oder herstellbare Verbundmaterial sowie für das erfindungsgemäße Verbundmaterial vorstehend angegebenen Erläuterungen entsprechend (gegebenenfalls sinngemäß), und umgekehrt.With regard to preferred embodiments and possible combinations of preferred embodiments of the inventive use of a modified surface silicone according to the invention apply to the modified surface silicone according to the invention, for the inventive method for producing a silicone with a modified surface, for the inventive method for producing a composite material for that produced or producible by a process according to the invention Composite material as well as for the composite material according to the invention given above explanations accordingly (if appropriate, mutatis mutandis), and vice versa.
Weiter betrifft die vorliegende Erfindung auch die Verwendung eines erfindungsgemäßen Verbundmaterials oder eines nach einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten oder herstellbaren Verbundmaterials (oder eines vorstehend oder nachfolgend als bevorzugt angegebenen entsprechenden erfindungsgemäßen Verbundmaterials) als Trennfolie und/oder Release-Liner für Stoffe mit hohem Oberflächen-Klebevermögen, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
- - Selbstklebeprodukte, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Selbstklebe-Etiketten, Klebebänder, selbstklebende Dekorationsfolien, selbstklebende Schutzfolien, Pflaster und Hygieneprodukte; vorzugsweise Klebebänder, besonders bevorzugt doppelseitige Klebebänder;
- - Stoffe mit hohem Oberflächenklebevermögen, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus nicht ausreagierten Harzen und Prepregs,
- - hochviskose Medien, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Klebstoffe, Lacke und Druckfarben,
und
- - selbstklebende Halbzeuge, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Anbauteile im Kraftfahrzeug-Außenbereich, vorzugsweise Zierleisten und Logos, und Anbauteile im Kraftfahrzeug-Innenbereich.
- Self-adhesive products, preferably selected from the group consisting of self-adhesive labels, adhesive tapes, self-adhesive decorative films, self-adhesive protective films, patches and hygiene products; preferably adhesive tapes, particularly preferably double-sided adhesive tapes;
- High surface tack adhesives, preferably selected from the group consisting of unreacted resins and prepregs,
- highly viscous media, preferably selected from the group consisting of adhesives, lacquers and printing inks,
and
- - Self-adhesive semi-finished products, preferably selected from the group consisting of attachments in the motor vehicle exterior, preferably moldings and logos, and attachments in the motor vehicle interior.
Hinsichtlich bevorzugter Ausgestaltungen und möglicher Kombinationen von bevorzugten Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Verwendung eines erfindungsgemäßen Verbundmaterials gelten die für das erfindungsgemäße Silikon mit modifizierter Oberfläche, für das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Silikons mit modifizierter Oberfläche, für das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Verbundmaterials, für das nach einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte oder herstellbare Verbundmaterial, für das erfindungsgemäße Verbundmaterial sowie für die erfindungsgemäße Verwendung eines Silikons mit modifizierter Oberfläche vorstehend angegebenen Erläuterungen entsprechend (gegebenenfalls sinngemäß), und umgekehrt.With regard to preferred embodiments and possible combinations of preferred embodiments of the inventive use of a composite material according to the invention apply to the inventive modified surface silicone, for the inventive method for producing a silicone with a modified surface, for the inventive method for producing a composite material, for the after according to the invention prepared or produced composite material, for the composite material according to the invention and for the inventive use of a silicone with a modified surface above given explanations (if appropriate, mutatis mutandis), and vice versa.
Unter dem Begriff „Prepregs“ werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung - übereinstimmend mit dem üblichen Verständnis in der Fachwelt - mit Reaktionsharzen vorimprägnierte (englisch: pre-impregnated) textile Faser-Matrix-Halbzeuge verstanden, die zur Herstellung von Bauteilen unter Temperatur und Druck ausgehärtet werden. Die Reaktionsharze bestehen aus einer meist hochviskosen, jedoch noch nicht polymerisierten duroplastischen Kunststoffmatrix, das v. a. im Leichtbau Verwendung findet. Die enthaltenen Fasern können als reine unidirektionale Schicht, als Gewebe oder Gelege vorliegen. Prepreg wird beispielsweise bahnförmig, auf Rollen gewickelt, geliefert. Unter den Begriff Prepreg fallen nicht nur unidirektional verstärkte oder flächige Halbzeuge, sondern auch sonstige Vorformlinge von prinzipiell beliebiger Gestalt, die im weitesten Sinne aus einer mit Fasern gefüllten, ungehärteten duroplastischen Matrix bestehen. Die Matrix befindet sich dabei im teilvernetzten, sog. B-Zustand (engl. B-stage) und ist pastös bis fest, kann aber durch Erwärmung wieder verflüssigt werden.The term "prepregs" in the context of the present invention - consistent with the usual understanding in the art - with reactive resins preimpregnated (English: pre-impregnated) textile fiber-matrix semifinished understood that cured for the production of components under temperature and pressure become. The reaction resins consist of a usually highly viscous, but not yet polymerized thermosetting plastic matrix, the v. a. used in lightweight construction. The contained fibers may be present as a pure unidirectional layer, as a woven fabric or as a scrim. For example, prepreg is supplied in sheet form, wound on rolls. The term prepreg not only includes unidirectionally reinforced or flat semi-finished products, but also other preforms of basically any shape, which in the broadest sense consist of a fiber-filled, uncured thermoset matrix. The matrix is in the partially crosslinked, so-called B-stage (English B-stage) and is pasty to solid, but can be liquefied by heating again.
Figuren:Characters:
-
1 zeigt einen Querschnitt durch eine Excimerlampe mit gekantetem Aluminium-Reflektor und für Berechnungen verwendbare Dimensionen des Reflektors.1 shows a cross-section through an excimer lamp with tilted aluminum reflector and dimensions usable for calculations of the reflector. -
2 zeigt einen Querschnitt durch eine Excimerlampe mit gekantetem Aluminium-Reflektor und mehreren Strahlen.2 shows a cross section through an excimer lamp with canted aluminum reflector and multiple beams.
Beispiele:Examples:
Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung näher beschreiben und erklären, ohne ihren Schutzbereich einzuschränken.The following examples are intended to further describe and explain the invention without limiting its scope.
Die im Folgenden verwendeten Abkürzungen haben im vorliegenden Text die nachfolgend angegebenen Bedeutungen:
- CRA:
- Controlled Release Additive
- Faktor TKE:
- Faktor Trennkrafterhöhung gegenüber Referenz
- Momentive:
- Momentive Performance Materials Quartz GmbH
- PDMS:
- Polydimethylsiloxan
- PHMS:
- Polyhydrogenmethylsiloxan
- Wacker:
- Wacker Chemie GmbH
- CRA:
- Controlled Release Additives
- Factor TKE:
- Factor separating force increase compared to reference
- Momentive:
- Momentive Performance Materials Quartz GmbH
- PDMS:
- polydimethylsiloxane
- PHMS:
- polyhydrogenmethylsiloxane
- Wacker:
- Wacker Chemie GmbH
Für die UV-Bestrahlungen zur erfindungsgemäßen Oberflächenmodifizierung von Silikon bzw. Silikonelastomer wurde in den folgenden Beispielen jeweils ein Xeradex-Excimer-Strahler „XERADEX L40/375/ DB-AZ48/90“ des Radium Lampenwerks Wipperfürth eingesetzt, mit einer optischen Ausgangsleistung von 0,5 W/cm und einer Bestrahlungsstärke bei Lampenoberfläche von 40mW/cm2. Die zentrale Wellenlänge bei der Bestrahlung betrug jeweils 172 nm.For the UV irradiations for surface modification according to the invention silicone or silicone elastomer in the following examples each Xeradex excimer radiator "XERADEX L40 / 375 / DB-AZ48 / 90" of Radium lamp works Wipperfürth was used, with an optical output power of 0, 5 W / cm and a lamp surface irradiance of 40mW / cm 2 . The central wavelength during the irradiation was 172 nm in each case.
Die UV-Bestrahlungen zur erfindungsgemäßen Oberflächenmodifizierung von Silikon bzw. Silikonelastomer wurden in den nachfolgenden Beispielen jeweils mit dem vorstehend angegebenen Xeradex-Excimer-Strahler und mit den folgenden Parametersätzen P1 bzw. P2 durchgeführt (s.u.). Als Referenz diente jeweils eine unbestrahlte Probe des gleichen Silikons bzw. Silikonelastomers („P3“):
- P1:
- Arbeitsatmosphäre: 95 Vol.-% N2, 5 Vol.-% O2; Bestrahlungsstärke: 40mW/cm2 auf der Strahleroberfläche (Herstellerangabe); Abstand der Strahleroberfläche von der zu bestrahlenden Silikon-Oberfläche: 50 mm; Verfahrgeschwindigkeit des Strahlers im Verhältnis zur zu bestrahlenden Silikon-Oberfläche: 50 mm/s bestrahlt.
- P2:
- Arbeitsatmosphäre: ≥ 99 Vol.-% N2, ≤ 1 Vol.-% O2; Bestrahlungsstärke: 40mW/cm2 auf der Strahleroberfläche (Herstellerangabe); Abstand der Strahleroberfläche von der zu bestrahlenden Silikon-Oberfläche: 50 mm; Verfahrgeschwindigkeit des Strahlers im Verhältnis zur zu bestrahlenden Silikon-Oberfläche: 20 mm/s bestrahlt.
- P3:
- Referenz, keine Bestrahlung oder Oberflächenmodifizierung.
- P1:
- Working atmosphere: 95% by volume N 2 , 5% by volume O 2 ; Irradiance: 40mW / cm 2 on the radiator surface (manufacturer information); Distance of the radiator surface from the silicone surface to be irradiated: 50 mm; Traversing speed of the emitter in relation to the silicone surface to be irradiated: irradiated at 50 mm / s.
- P2:
- Working atmosphere: ≥ 99 vol .-% N 2, ≤ 1 Vol .-% O 2; Irradiance: 40mW / cm 2 on the radiator surface (manufacturer information); Distance of the radiator surface from the silicone surface to be irradiated: 50 mm; Travel speed of the emitter in relation to the silicone surface to be irradiated: 20 mm / s irradiated.
- P3:
- Reference, no irradiation or surface modification.
Beispiel 1: Herstellung von Platin-katalysiert additionsvernetzten Silikonen bzw. SilikonelastomerenExample 1: Preparation of platinum-catalyzed addition-crosslinked silicones or silicone elastomers
Die in Tabelle 1 nachfolgend angegebenen Silikonelastomere wurden auf an sich bekannte Weise hergestellt:
Tabelle 1: Platin-katalysiert additionsvernetzte Silikonelastomere
Beispiel 2: Herstellung von Zinn-katalysiert kondensationsvernetztem Silikon bzw. SilikonelastomerExample 2: Preparation of tin-catalyzed condensation-crosslinked silicone or silicone elastomer
Das in Tabelle 2 nachfolgend angegebene Silikoneleastomer wurde auf an sich bekannte Weise hergestellt:
Tabelle 2: Zinn-katalysiert kondensationsvernetztes Silikonelastomer
Beispiel 3: Oberflächenmodifizierung eines Silikons (S1) auf PET-Träqermaterial durch UV-Strahlung - Herstellung eines erfindungsgemäßen VerbundmaterialsExample 3: Surface modification of a silicone (S1) on PET carrier material by UV radiation - Production of a composite material according to the invention
Ein Silikon bzw. Silikonelastomer der Zusammensetzung „S1“ (Herstellung siehe Beispiel 1) wurde auf an sich bekannte Weise (Rakeln) auf eine handelsübliche PET-Folie der Dicke 50 µm aufgetragen (Auftragsgewicht ca. 1,6 g/m2). Anschließend wurde jeweils eine Probe dieser Silikon-beschichteten PET-Folie in einem erfindungsgemäßen Verfahren mit UV-Strahlung gemäß Parametersatz P1 bzw. P2 bestrahlt und anschließend jeweils für 7 Tage (d) bei Raumtemperatur und Normaldruck gelagert, so dass jeweils ein erfindungsgemäßes Verbundmaterial „PET-S1-P1“ bzw. „PET-S1-P2“ resultierte. Eine weitere Probe der oben bezeichneten Silikon-beschichteten PET-Folie diente unbestrahlt als Referenz („PET-S1-P3“, nicht erfindungsgemäß).A silicone or silicone elastomer of composition "S1" (preparation see Example 1) was applied in a manner known per se (doctoring) to a commercially available PET film of thickness 50 μm (application weight about 1.6 g / m 2 ). Subsequently, in each case a sample of this silicone-coated PET film was irradiated in a method according to the invention with UV radiation according to parameter set P1 or P2 and then each for 7 days (d) stored at room temperature and atmospheric pressure, so that in each case a composite material according to the invention "PET -S1-P1 "or" PET-S1-P2 "resulted. Another sample of the above-mentioned silicone-coated PET film served unirradiated as a reference ("PET-S1-P3", not according to the invention).
In einem Zusatzversuch wurde ein 30 cm langer Streifen einer Probe der wie oben erhaltenen Silikon-beschichteten PET-Folie zur Hälfte seiner Fläche mit einer Aluminiumfolie als Maske abgedeckt und nur auf der unbedeckten Hälfte in einem erfindungsgemäßen Verfahren mit UV-Strahlung gemäß Parametersatz P2 bestrahlt. Die erhaltene, teilbestrahlte Probe wurde dann für 24 h bei Raumtemperatur und Normaldruck gelagert, so dass ein erfindungsgemäßes Verbundmaterial „PET-S1-P2-(Teil)“ resultierte.In a supplementary experiment, a 30 cm long strip of a sample of the silicone-coated PET film obtained above was covered halfway through its surface with an aluminum foil as a mask and irradiated only on the uncovered half in a method according to the invention with UV radiation according to parameter set P2. The obtained partially irradiated sample was then stored for 24 hours at room temperature and normal pressure to give a composite material of the present invention "PET-S1-P2- (part)".
Beispiel 4: Messung der Trennkraft für ein erfindungsgemäßes Oberflächen-modifiziertes Silikon (S1) bzw. ein erfindungsgemäßes PET-Verbundmaterial gegenüber Haftklebeband (Teil 1)Example 4 Measurement of the Release Force for a Surface-Modified Silicone (S1) According to the Invention or a PET Composite Material According to the Invention over PSA Tape (Part 1)
Auf Proben der erfindungsgemäßen Verbundmaterialien „PET-S1-P1“, „PET-S1-P2“ und „PET-S1-P2-(Teil)“ (Herstellung siehe jeweils Beispiel 3) und eines nicht-erfindungsgemäßen Silikonelastomers auf PET-Folie „PET-S1-P3“ (Herstellung siehe Beispiel 3) als Referenz wurden zur Bestimmung der (relativen) Trennkräfte als Haftklebeband jeweils (i) ein handelsüblicher Streifen Tesa®-Film (Nr. 57370, nachfolgend angegeben als „57370“) bzw. (ii) ein Tesa-Gewebeklebeband (Nr. 4651, nachfolgend angegeben als „4651“) mit einer Anpressrolle aufgetragen.On samples of the composite materials according to the invention "PET-S1-P1", "PET-S1-P2" and "PET-S1-P2 (part)" (for preparation see in each case Example 3) and a non-inventive silicone elastomer on PET film " PET-S1-P3 "(preparation see Example 3) for reference, in order to determine the (relative) release forces as pressure-sensitive adhesive tape, respectively (i) a commercially available strip of Tesa® film (No. 57370, hereinafter referred to as" 57370 ") or ii) applied a Tesa Tissue Tape (# 4651, hereinafter referred to as "4651") with a nip roll.
Als Anpressrolle für die Bestimmung der Trennkräfte wurde jeweils eine 5 kg-Rolle verwendet: hierbei handelte es sich um eine Kupferrolle in zylindrischer Form mit einem Durchmesser von ca. 77,5 mm und einer Höhe von ca. 117 mm. In mittlerer Höhe war der Durchmesser auf einer Streifenbreite von ca. 35 mm auf ca. 79 mm erhöht.In each case, a 5 kg roller was used as the pressure roller for determining the separation forces: this was a copper roller in cylindrical form with a diameter of approx. 77.5 mm and a height of approx. 117 mm. At mid-height, the diameter was increased over a strip width of about 35 mm to about 79 mm.
Soweit nicht anders angegeben, wurde in den in diesem Text angegebenen Beispielen zum Aufbringen der Klebebänder auf die erfindungsgemäß modifizierten Oberflächen bzw. die Referenzoberflächen oder die erfindungsgemäßen Verbundmaterialien bzw. Referenz-Verbundmaterialien die Klebebänder je 10-mal mit der Anpressrolle bei einer Abrollgeschwindigkeit von ca. 1 cm/s angepresst und die geklebten Proben wurden dann jeweils noch 20 h bei Raumtemperatur gelagert. Hierzu wurden die geklebten Proben zwischen zwei ebenen Metallplatten mit einem Druck von ca. 70 g/cm2 belastet. Vor der Bestimmung der Haftkraft wurden die Proben nochmals ca. 4 h ohne Belastung bei Raumtemperatur gelagertUnless stated otherwise, in the examples given in this text for applying the adhesive tapes to the surfaces modified according to the invention or the reference surfaces or the composite materials or reference composite materials according to the invention, the adhesive tapes were pressed 10 times with the pressure roller at a rolling speed of approx. Pressed 1 cm / s and the glued samples were then each stored for 20 h at room temperature. For this purpose, the glued samples were loaded between two flat metal plates with a pressure of about 70 g / cm 2 . Before the determination of the adhesive force, the samples were again stored for approximately 4 h at room temperature without loading
Anschließend wurde das erfindungsgemäße Verbundmaterial (bzw. das Silikonelastomer auf PET-Folie als Referenz) und das Haftklebeband in einem 180°-Abzugstest, angelehnt an die FINAT-Testmethode FTM 10 (vgl. FINAT Technical Handbook, 9. Auflage 2014), getrennt und jeweils die dafür nötige Trennkraft über einen Verfahrweg von 300 mm bei zwei verschiedenen Prüfgeschwindigkeiten (100 mm/min und 500 mm/min) gemessen. Die Ergebnisse dieser Messungen sind unten in Tabelle 3 angegeben:
Tabelle 3: Messung der Trennkraft von erfindungsgemäßem Verbundmaterial gegenüber Haftklebeändern (Teil 1)
Aus den oben in Tabelle 3 angegebenen Messwerten ist ersichtlich, dass die (nach einem erfindungsgemäßen Verfahren modifizierte) Oberfläche des erfindungsgemäßen PET-Verbundmaterials (umfassend ein Silikon mit modifizierter Oberfläche) im Vergleich mit einer unmodifizierten Referenz eine erhöhte Trennkraft gegenüber zwei verschiedenen, handelsüblichen, Haftklebebändern aufwies.From the measured values given in Table 3 above, it can be seen that the surface (modified by a method according to the invention) of the PET composite material according to the invention (comprising a silicone with modified surface) compared to an unmodified reference increased release force compared to two different, commercial, pressure-sensitive adhesive tapes had.
Weiterhin ist aus besagten Messwerten ersichtlich, dass die Trennkrafterhöhung von der Art des eingesetzten Haftklebebandes bzw. von der Art des Haftklebers auf dem Haftklebeband abhängt.Furthermore, it can be seen from said measured values that the release force increase depends on the type of pressure-sensitive adhesive tape used or on the type of pressure sensitive adhesive on the pressure sensitive adhesive tape.
Beispiel 5: Oberflächenmodifizierung eines Silikons (S1) auf Papier-Trägermaterial durch UV-Strahlung - Herstellung eines erfindungsgemäßen VerbundmaterialsExample 5: Surface modification of a silicone (S1) on paper substrate by UV radiation - Production of a composite material according to the invention
Ein Silikon bzw. Silikonelastomer der Zusammensetzung „S1“ (Herstellung siehe Beispiel 1) wurde auf an sich bekannte Weise auf eine handelsübliche Papier-Folie der Dicke 50 µm aufgetragen (Auftragsgewicht ca. 2,2 g/m2). Anschließend wurde jeweils eine Probe dieser Silikon-beschichteten Papier-Folie in einem erfindungsgemäßen Verfahren mit UV-Strahlung gemäß Parametersatz P1 bzw. P2 bestrahlt und anschließend jeweils für 7 Tage (d) bei Raumtemperatur und Normaldruck gelagert, so dass jeweils ein erfindungsgemäßes Verbundmaterial „Papier-S1-P1“ bzw. „Papier-S1-P2“ resultierte. Eine weitere Probe der oben bezeichneten Silikon-beschichteten Papier-Folie diente unbestrahlt als Referenz („Papier-S1-P3“, nicht erfindungsgemäß).A silicone or silicone elastomer of the composition "S1" (preparation see Example 1) was applied in a manner known per se to a commercially available paper foil of thickness 50 μm (application weight about 2.2 g / m 2 ). Subsequently, in each case a sample of this silicone-coated paper film was irradiated in a method according to the invention with UV radiation according to parameter set P1 or P2 and then each stored for 7 days (d) at room temperature and normal pressure, so that in each case a composite material "paper -S1-P1 "or" Paper-S1-P2 "resulted. Another sample of the above-mentioned silicone-coated paper sheet served unirradiated as a reference ("Paper-S1-P3", not according to the invention).
Beispiel 6: Messung der Trennkraft für ein erfindungsgemäßes Oberflächen-modifiziertes Silikon (S1) bzw. ein erfindungsgemäßes Papier-Verbundmaterial gegenüber HaftklebebandExample 6 Measurement of the Release Force for a Surface-Modified Silicone (S1) According to the Invention or a Paper Composite Material According to the Invention over PSA Tape
Auf Proben der erfindungsgemäßen Verbundmaterialien „Papier-S1-P1“ und „Papier-S1-P2“ (Herstellung siehe Beispiel 5) und eines nicht-erfindungsgemäßen Silikonelastomers auf Papier-Folie „Papier-S1-P3“ (Herstellung siehe Beispiel 5) als Referenz wurden zur Bestimmung der (relativen) Trennkräfte als Haftklebeband jeweils (i) ein handelsüblicher Streifen Tesa®-Film (Nr. 57370) bzw. (ii) ein Tesa-Gewebeklebeband (Nr. 4651) mit einer Anpressrolle aufgetragen (Näheres siehe Beispiel 5).On samples of the novel composite materials "paper-S1-P1" and "paper-S1-P2" (see Example 5 for preparation) and a non-inventive silicone elastomer on paper foil "paper-S1-P3" (see Example 5 for preparation) Reference (n) a commercially available strip of Tesa® film (number 57370) or (ii) a Tesa fabric adhesive tape (number 4651) was applied with a pressure roller to determine the (relative) release forces as pressure-sensitive adhesive tape (for more details see example 5) ).
Anschließend wurde, wie in Beispiel 4 angegeben, das erfindungsgemäße Verbundmaterial (bzw. das Silikonelastomer auf Papier-Folie als Referenz) und das Haftklebeband in einem 180°-Abzugstest getrennt und jeweils die dafür nötige Trennkraft gemessen. Die Ergebnisse dieser Messungen sind unten in Tabelle 4 angegeben:
Tabelle 4: Messung der Trennkraft von erfindungsgemäßem Verbundmaterial gegenüber Haftklebeändern (Teil 2)
Aus den oben in Tabelle 4 angegebenen Messwerten ist ersichtlich, dass die (nach einem erfindungsgemäßen Verfahren modifizierte) Oberfläche des erfindungsgemäßen Papier-Verbundmaterials (umfassend ein Silikon mit modifizierter Oberfläche) im Vergleich mit einer unmodifizierten Referenz eine erhöhte Trennkraft gegenüber zwei verschiedenen, handelsüblichen, Haftklebebändern aufwies.From the measurements reported above in Table 4, it can be seen that the surface (modified by a method of the invention) of the paper composite of the present invention (comprising a modified surface silicone) has an increased release force over two different commercial pressure-sensitive adhesive tapes when compared to an unmodified reference had.
Beispiel 7: Messung der Trennkraft für ein erfindungsgemäßes Oberflächen-modifiziertes Silikon (S1) bzw. ein erfindungsgemäßes PET-Verbundmaterial gegenüber Haftklebeband (Teil 2)Example 7 Measurement of the Release Force for a Surface-Modified Silicone (S1) According to the Invention or a PET Composite Material According to the Invention over PSA Tape (Part 2)
Auf Proben von erfindungsgemäßen Verbundmaterialien „PET-S1-P1“, „PET-S1-P2“ und „PET-S1-P2-(Teil)“ (Herstellung siehe jeweils Beispiel 3) und eines nicht-erfindungsgemäßen Silikonelastomers auf PET-Folie „PET-S1-P3“ (Herstellung siehe Beispiel 3) als Referenz wurden zur Bestimmung der (relativen) Trennkräfte als Haftklebeband jeweils ein handelsüblicher Streifen Tesa® 07475 mit einer Anpressrolle aufgetragen, wie beschrieben in Beispiel 3.On samples of composite materials according to the invention "PET-S1-P1", "PET-S1-P2" and "PET-S1-P2 (part)" (for preparation, see in each case Example 3) and a non-inventive silicone elastomer on PET film " PET-S1-P3 "(preparation see Example 3) for reference, in each case a commercially available strip of Tesa® 07475 with a pressure roll was applied as a pressure-sensitive roll to determine the (relative) release forces as pressure-sensitive adhesive tape, as described in Example 3.
Anschließend wurde das erfindungsgemäße Verbundmaterial (bzw. das Silikonelastomer auf PET-Folie als Referenz) und das Haftklebeband in einem 180°-Abzugstest nach FINAT-Testmethode FTM 10 (vgl. FINAT Technical Handbook, 9. Auflage 2014), getrennt und jeweils die dafür nötige Trennkraft über einen Verfahrweg von insgesamt 300 mm bei einer Prüfgeschwindigkeit von 300 mm/min gemessen, wobei nur die mittleren 200 mm des Verfahrweges ausgewertet wurden. Als FINAT-Testrolle wurde dabei die oben bezeichnete Anpressrolle verwendet.Subsequently, the composite material according to the invention (or the silicone elastomer on PET film as reference) and the pressure-sensitive adhesive tape in a 180 ° peel test according to FINAT test method FTM 10 (see FINAT Technical Handbook, 9th edition 2014) were separated and in each case the same required separation force over a travel of 300 mm at a test speed of 300 mm / min measured, with only the average 200 mm of the travel were evaluated. The FINAT test roller used was the above-described pressure roller.
Die Ergebnisse dieser Messungen sind unten in Tabelle 5 angegeben:
Tabelle 5: Messung der Trennkraft von erfindungsgemäßem Verbundmaterial gegenüber Haftklebeändern (Teil 3)
Aus den oben in Tabelle 5 angegebenen Messwerten ist ersichtlich, dass die (nach einem erfindungsgemäßen Verfahren modifizierte) Oberfläche des erfindungsgemäßen PET-Verbundmaterials (umfassend ein Silikon mit modifizierter Oberfläche) im Vergleich mit einer unmodifizierten Referenz eine erhöhte Trennkraft auch gegenüber einem weiteren, handelsüblichen, Haftklebeband aufwies. Das Haftklebeband „Tesa® 07475“ ist ein nach FINAT empfohlenes Referenz-Haftklebeband auf Polyacrylat-Basis mit hoher Klebekraft.From the measured values given in Table 5 above, it can be seen that the surface (modified by a method according to the invention) of the PET composite according to the invention (comprising a modified surface silicone) has an increased release force compared to an unmodified reference also compared to another, commercially available, pressure-sensitive adhesive tape had. The pressure-sensitive adhesive tape "Tesa® 07475" is a FINAT-recommended reference adhesive tape based on polyacrylate with high adhesive strength.
In Tabelle 5 sind für die Trennkraft-Messungen mit „±“ die maximalen Abweichungen vom Mittelwert der durchgeführten Messungen (im Fall von Mehrfachmessungen) angegeben.Table 5 shows the maximum deviations from the mean of the measurements taken (in the case of multiple measurements) for the separation force measurements with "±".
Beispiel 8: Röntgenphotoelektronspektroskopische (ESCA) Messung von Peaklagen und Halbwertsbreiten an erfindungsgemäßen VerbundmaterialienExample 8: X-ray photoelectron spectroscopic (ESCA) measurement of peak and half widths of composite materials according to the invention
Die Oberflächen von Proben der erfindungsgemäßen Verbundmaterialien „PET-S1-P1“, „PET-S1-P2“ (Herstellung siehe Beispiel 3), des nicht-erfindungsgemäßen Silikonelastomers auf PET-Folie „PET-S1-P3“ (Herstellung siehe Beispiel 3) als Referenz sowie der erfindungsgemäßen Verbundmaterialien „Papier-S1-P1“, „Papier-S1-P2“ (Herstellung siehe Beispiel 5) und des nicht-erfindungsgemäßen Silikonelastomers auf Papier-Folie „Papier-S1-P3“ (Herstellung siehe Beispiel 5) wurden mittels Röntgenphotoelektronspektroskopie auf die nachfolgend angegebene Weise untersucht, wobei die Peaklagen der C (1s)-Peaks, der O (1s)-Peaks sowie der Si (2p)-Peaks der Proben und deren Verschiebungen gemessen wurden. Außerdem wurden jeweils die Halbwertsbreiten dieser Peaks („FWHM“: full width at half maximum“) bei den entsprechenden Peaklagen gemessen. Dabei wurden die Messungen (wo zutreffend) jeweils auf den die modifizierten Silikon-Oberflächen tragenden Oberflächen der Verbundmaterialien durchgeführt.The surfaces of samples of the composite materials according to the invention "PET-S1-P1", "PET-S1-P2" (preparation see Example 3), of the non-inventive silicone elastomer on PET film "PET-S1-P3" (preparation see Example 3 ) and the composite materials according to the invention "paper-S1-P1", "paper-S1-P2" (preparation see Example 5) and the non-inventive silicone elastomer on paper film "paper-S1-P3" (for preparation see example 5 ) were examined by X-ray photoelectron spectroscopy in the following manner, measuring peak levels of C (1s) peaks, O (1s) peaks, and Si (2p) peaks of the samples and their displacements. In addition, the half widths of each of these peaks ("FWHM": full width at half maximum) were measured at the respective peak levels. The measurements (where applicable) were carried out on the surfaces of the composite materials carrying the modified silicone surfaces.
Die ESCA-Untersuchungen wurden mit dem Spektrometer KRATOS AXIS Ultra der Fa. Kratos Analytical durchgeführt. Die Analysekammer war mit einer Röntgenquelle für monochromatisierte Al Ka-Strahlung und einer Elektronenquelle als Neutralisator ausgerüstet. Weiterhin verfügte die Anlage über eine magnetische Linse, welche die Photoelektronen über einen Eintrittsschlitz in einen Halbkugelanalysator fokussierte. Durch Kalibrierung wurde der aliphatische Anteil des C 1s-Peaks auf 284,5 eV gesetzt. Während der Messung zeigte die Oberflächennormale auf den Eintrittsschlitz des Halbkugelanalysators.The ESCA investigations were carried out with the KRATOS AXIS Ultra spectrometer from the company Kratos Analytical. The analysis chamber was equipped with an X-ray source for monochromatized Al Ka radiation and an electron source as a neutralizer. Furthermore, the system had a magnetic lens, which focused the photoelectrons via an entrance slit in a hemispherical analyzer. By calibration, the aliphatic portion of the C 1s peak was set to 284.5 eV. During the measurement, the surface normal pointed to the entrance slot of the hemisphere analyzer.
Die Passenergie betrug bei der Bestimmung der Stoffmengenverhältnisse jeweils 80 eV und die Schrittweite 0,5 eV. Die entsprechenden Spektren werden als Übersichtsspektren bezeichnet. Bei der Bestimmung der Peak-Parameter betrug die Passenergie jeweils 20 eV und die Schrittweite 0,05 eV.The pass energy was 80 eV in the determination of the molar ratios and the step size 0.5 eV. The corresponding spectra are referred to as overview spectra. When determining the peak parameters, the pass energy was 20 eV and the step size was 0.05 eV.
Die genannten Messbedingungen sind bevorzugt, um eine weitgehende Unabhängigkeit vom Spektrometertyp zu ermöglichen und um erfindungsgemäße plasmapolymere Produkte zu identifizieren.The measurement conditions mentioned are preferred in order to enable a high degree of independence from the spectrometer type and to identify plasma-polymer products according to the invention.
Die Röntgenphotoelektronspektroskopie ist auch als „electron spectroscopy for chemical analysis „ESCA“ bekannt. Die Ergebnisse dieser Messungen sind unten in Tabelle 6 angegeben:
Tabelle 6: ESCA-Messungen von Peaklagen und Halbwertsbreiten (FWHM) an erfindungsgemäßen Verbundmaterialien und Referenzmaterialien
Aus den oben in Tabelle 6 angegebenen Messwerten ist ersichtlich, dass das Silikon mit modifizierter Oberfläche im ESCA-Spektrum eine Halbwertsbreite FWHM des Si 2p-Peaks aufweist, welche um ≥ 0,012 bis ≤ 0,15 eV größer ist im Vergleich mit dem unmodifizierten Silikon.From the measured values given in Table 6 above, it can be seen that the surface modified silicone in the ESCA spectrum has a full width at half maximum FWHM of the Si 2p peak which is larger by ≥ 0.012 to ≤ 0.15 eV in comparison with the unmodified silicone.
Aus den oben in Tabelle 6 angegebenen Messwerten ist weiter ersichtlich, dass das Silikon mit modifizierter Oberfläche im ESCA-Spektrum eine Halbwertsbreite FWHM des O 1s-Peaks aufweist, welche um um ≥ 0,002 bis ≤ 0,055 eV größer ist im Vergleich mit dem unmodifizierten Silikon. From the measured values given in Table 6 above, it can be further seen that the surface modified silicone in the ESCA spectrum has a full width at half maximum FWHM of the O 1s peak which is larger by ≥0.002 to ≤ 0.055 eV compared to the unmodified silicone.
Aus den oben in Tabelle 6 angegebenen Messwerten ist ebenfalls ersichtlich, dass das Silikon mit modifizierter Oberfläche im ESCA-Spektrum, vorzugsweise bei Kalibrierung auf den aliphatischen Anteil des C 1s-Peaks bei 284,50 eV, einen Bindungsenergiewert des Si 2p-Peaks besitzt, der im Vergleich mit dem unmodifizierten Silikon um ≥ 0 bis ≤ 0,1 eV, vorzugsweise von ≥ 0,01 bis ≤ 0,07 eV, zu höheren Bindungsenergiewerten verschoben istIt can also be seen from the measurements given above in Table 6 that the modified surface silicone in the ESCA spectrum, preferably when calibrated to the aliphatic portion of the C 1s peak at 284.50 eV, has a binding energy value of the Si 2p peak. which is shifted by ≥ 0 to ≤ 0.1 eV, preferably from ≥ 0.01 to ≤ 0.07 eV, to higher binding energy values as compared with the unmodified silicone
Beispiel 9: Röntgenphotoelektronspektroskopische (ESCA) Messung von Elementverteilungen an erfindungsgemäßen VerbundmaterialienExample 9: X-ray Photoelectron Spectroscopic (ESCA) Measurement of Elemental Distributions on Composites of the Invention
Die Oberflächen von Proben der erfindungsgemäßen Verbundmaterialien „PET-S1-P1“, „PET-S1-P2“ und PET-S1-P2-(Teil) (Herstellung siehe jeweils Beispiel 3), des nicht-erfindungsgemäßen Silikonelastomers auf PET-Folie „PET-S1-P3“ (Herstellung siehe Beispiel 3) als Referenz sowie der erfindungsgemäßen Verbundmaterialien „Papier-S1-P1“, „Papier-S1-P2“ (Herstellung siehe Beispiel 5) und des nicht-erfindungsgemäßen Silikonelastomers auf Papier-Folie „Papier-S1-P3“ (Herstellung siehe Beispiel 5) wurden mittels Röntgenphotoelektronspektroskopie wie vorstehend angegebe (vgl. Beispiel 8) untersucht, wobei die Elementverteilungen der Elemente Kohlenstoff, Sauerstoff und Silizium in den Proben.The surfaces of samples of the composite materials according to the invention "PET-S1-P1", "PET-S1-P2" and PET-S1-P2 (part) (for preparation see in each case Example 3), of the non-inventive silicone elastomer on PET film " PET-S1-P3 "(preparation see Example 3) as reference and the composite materials according to the invention" paper S1-P1 "," paper S1-P2 "(preparation see Example 5) and the non-inventive silicone elastomer on paper film" Paper S1-P3 "(preparation see Example 5) was analyzed by X-ray photoelectron spectroscopy as indicated above (see Example 8), the elemental distributions of the elements carbon, oxygen and silicon in the samples.
Die Ergebnisse dieser Messungen sind unten in Tabelle 7 in Einheiten von „Atom-Prozent (at-%)“ angegeben:
Tabelle 7: ESCA-Messungen von Elementverteilungen an Oberflächen erfindungsgemäßen Verbundmaterialien (modifizierte Oberflächen) und Referenzmaterialien
Aus den oben in Tabelle 7 angegebenen Messwerten ist ersichtlich, dass die modifizierten Oberflächen einen Kohlenstoffgehalt aufweisen, welcher um ≥ 0,1 bis ≤ 5 at.-% kleiner ist, im Vergleich mit dem unmodifizierten Silikon. Dieser Effekt wird auf die erfindungsgemäße Herstellung des Silikons mit modifizierter Oberfläche bzw. des erfindungsgemäßen Verbundmaterials zurückgeführt.From the measurement values given above in Table 7, it can be seen that the modified surfaces have a carbon content smaller by ≥ 0.1 to ≤ 5 at% compared to the unmodified silicone. This effect is attributed to the production according to the invention of the surface-modified silicone or of the composite material according to the invention.
Beispiel 10: Messung der Oberflächenenergien an erfindungsgemäßen VerbundmaterialienExample 10: Measurement of the surface energies of composite materials according to the invention
Die Oberflächenenergien von Proben der erfindungsgemäßen Verbundmaterialien „PET-S1-P1“, „PET-S1-P2“ und PET-S1-P2-(Teil) (Herstellung siehe jeweils Beispiel 3), des nicht-erfindungsgemäßen Silikonelastomers auf PET-Folie „PET-S1-P3“ (Herstellung siehe Beispiel 3) als Referenz sowie der erfindungsgemäßen Verbundmaterialien „Papier-S1-P1“, „Papier-S1-P2“ (Herstellung siehe Beispiel 5) und des nicht-erfindungsgemäßen Silikonelastomers auf Papier-Folie „Papier-S1-P3“ (Herstellung siehe Beispiel 5) wurden jeweils über die Bestimmung des Wasserkontaktwinkels mit Hilfe eines Kontaktwinkelmessgeräts durchgeführt (Krüss G2, Messung bei fortschreitendem Kontaktwinkel, Verwendung von Wasser, Diiodmethan und Ethylenglycol als Prüfflüssigkeiten, Auswertung nach der Methode von Owens-Wendt-Rabel-Kaelble ohne Fehlergewichtung). Diese Bestimmung erlaubt die Unterscheidung zwischen dispersem und polarem Oberflächenenergieanteil. Die Ergebnisse dieser Messungen sind unten in Tabelle 8 angegeben. Der Messfehler für die angegebenen Messwerte beträgt jeweils ca. 1 mN/m.
Tabelle 8: Messungen von Oberflächenenergien an Oberflächen erfindungsgemäßen Verbundmaterialien (modifizierte Oberflächen) und Referenzmaterialien
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