DE10259457B4

DE10259457B4 - Verfahren zum Aufbringen von Haftklebebändern auf raue und/oder unebene Oberflächen

Info

Publication number: DE10259457B4
Application number: DE10259457A
Authority: DE
Inventors: Marc Dr. Husemann; Stephan Dr. Zöllner; Christian Ring
Original assignee: Tesa SE
Current assignee: Tesa SE
Priority date: 2002-12-19
Filing date: 2002-12-19
Publication date: 2010-01-07
Anticipated expiration: 2022-12-20
Also published as: DE10259457A1

Abstract

Verfahren zum Aufbringen von Haftklebebändern auf raue und/oder unebene Oberflächen, dadurch gekennzeichnet, dass auf die rauen und/oder unebenen Oberflächen als Reaktiv-Primer ein bi- oder multifunktionelles Aziridin aufgebracht wird, und darüber ein Haftklebeband mit einer weichen, fließfähigen, vernetzbaren Haftklebemasse, wobei die Haftklebemasse auf eine Comonomerzusammensetzung basiert, die copolymerisierbare Monomere mit einer oder mehreren funktionellen Gruppen enthält, die sich zu einer Vernetzungsreaktion durch bi- oder multifunktionelle Aziridine eignen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen von Haftklebebändern auf raue und/oder unebene Oberflächen.
In der Industrie sind Heißschmelzverfahren (Hotmelt-Verfahren) mit lösungsmittelfreier Beschichtungstechnik zur Herstellung von Haftklebemassen von anwachsender Bedeutung, da die Umweltauflagen immer größer werden und die Preise für Lösungsmittel weiter steigen. Zudem wird die Qualität der Haftklebebänder deutlich gesteigert. Selbst Haftklebebänder mit hohem Masseauftrag lassen sich ohne Blaseneinschlüsse herstellen. Dies war zuvor immer eines der Kernprobleme der konventionellen Lösungsmittelbeschichtung. Weiterhin lassen sich mit der Hotmelt-Technologie hohe Beschichtungsgeschwindigkeiten erzielen.
Die DE 41 19 034 A beschreibt ein Verfahren, bei welchem eine Selbstklebemasse mittels eines Primers auf eine Oberfläche aufgebracht werden kann. Die JP 07 133 467 A offenbart ein Klebematerial, wobei zunächst eine Befestigung einer klebenden Acrylatschicht mittels einer Primerschicht auf einem Substrat durchgeführt wird. Beide Schriften beziehen sich dabei auf die Verbesserung der Haftung von Selbstklebemassen auf Substraten, durch den Einsatz von Vernetzern kann die haftungsvermittelnde Eigenschaft der Primer verbessert werden. Eine Vernetzung der Klebemassen mittels des Primers wird nicht beschrieben.
Für industrielle Anwendungen sind Acrylathaftklebemassen besonders geeignet. Polyacrylate sind sehr witterungstabil und lassen sich in einem großen Temperaturbereich einsetzen. Um eine genügend hohe Kohäsion zu erzielen, werden Acrylathotmelts mit UV-Strahlung oder mit Elektronenstrahlen vernetzt. Beide Verfahren weisen Vor- und Nachteile bezüglich Vernetzung von harzabgemischten Polyacrylaten, hohen Masseaufträgen, Bahngeschwindigkeit etc. auf. Dennoch existieren einige Anwendungen, die sich mit beiden Vernetzungsmechanismen nicht realisieren lassen.
Eine industrielle Anwendung ist z. B. die Verklebung von unebenen Oberflächen mit einer Lackfolie. Hier übernimmt die Haftklebemasse die Aufgabe, die Lackfolie auf dem Substrat zu binden, muss aber gleichzeitig die Unebenheiten des Substrates ausgleichen, damit nach außen der Lack einen ebenen Eindruck hinterlässt. Zum Ausgleich der Oberflächenrauigkeiten werden sehr weiche Klebemassen eingesetzt, die leicht auffließen können. Diese bekannten weichen, fließfähigen Klebemassen haben jedoch den Nachteil, dass sie auch nach der Verklebung weiter fließen, so dass die Folie in Schwerkraftrichtung wegfließt, sich also auf dem Substrat nachträglich verschiebt.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, es zu ermöglichen auf rauen und/oder unebenen Oberflächen unverschieblich Haftklebebänder aufzubringen.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren gelöst, bei dem auf die rauen und/oder uneben Oberflächen ein Reaktiv-Primer aufgebracht wird, der ein für die Vernetzung der Haftklebemasse des Haftklebebandes geeignetes Mittel enthält, und darüber ein Haftklebeband mit einer weichen, fließfähigen, vernetzbaren Haftklebemasse.
Die unebene Oberfläche wird mit einem Reaktiv-Primer versehen, der nach der Verklebung mit dem Haftklebeband in die Haftklebemasse diffundiert und die Haftklebemasse langsam vernetzt. Das Haftklebeband besteht aus einem Träger und einer weichen, fließfähigen Haftklebemasse, vorzugsweise mit hohem Masseauftrag, die die Unebenheiten durch langsames Auffließen kompensiert. Der Auffließvorgang kann noch durch einen weichen Schaumzwischenträger unterstützt werden.
Erfindungsgemäß wird als Reaktiv-Primer ein bi- oder multifunktionelles Aziridin eingesetzt, wobei in der Grundmischung für die Haftklebemasse copolymerisierbare Monomere mit einer oder mehreren funktionellen Gruppen enthalten sind, die sich zu einer Vernetzungsreaktion durch bi- oder multifunktionelle Aziridine eignen.
Durch Diffusion des Reaktiv-Primer in die Haftklebemasse wird die weiche Haftklebemasse vernetzt und somit die Kohäsion erhöht. Die Haftklebebandverklebung lässt sich somit auch für Anwendungen mit höherer Kohäsion einsetzen. Zum Trägermaterial werden die Unebenheiten des Substrates durch die Haftklebemasse ausgeglichen.
Die Erfindung ist damit zur Verklebung von unebenen Oberflächen mit einer Lackfolie sehr gut geeignet.
Als Haftklebemasse werden vernetzte Polyacrylate eingesetzt, die ein Polymer auf Basis folgender Comonomerzusammensetzung enthält:

a) Acrylsäure und Methacrylsäure-Derivate mit einem Anteil von 70 bis 99,5 Gewichtsprozent, CH₂ = C(R₁)(COOR₂) (I)wobei R₁ = H oder CH₃ ist und R₂ = eine Alkylkette mit 2 bis 20 C-Atomen;
b) copolymerisierbare olefinisch ungesättigte Monomere mit funktionellen Gruppen mit einem Gewichtsanteil von 0 bis 30 Gewichtsprozent;
c) copolymerisierbare Monomere mit einer oder mehreren funktionellen Gruppen, die zu einer Vernetzungsreaktion via bi- oder multifunktionellen Aziridinen geeignet sind.

Die Zusammensetzung der entsprechenden Comonomere wird so gewählt, dass die resultierenden Haftklebemassen entsprechend D. Satas [Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology, 1989, Verlag VAN NOSTRAND REINHOLD, New York] haftklebende Eigenschaften besitzen und zudem leicht auf unebenen Oberflächen auffließen.
In einer bevorzugten Ausführung werden Haftklebemassen mit einer dynamischen Fließviskosität von < 100.000 Pa·s bei 0,1 rad/s und Raumtemperatur eingesetzt, in einer bevorzugteren Auslegung von < 50.000 Pa·s bei 0,1 rad/s und Raumtemperatur, in einer sehr bevorzugten Auslegung von < 10.000 Pa·s bei 0,1 rad/s und Raumtemperatur. Zur Bestimmung der Fließviskosität von Haftklebemassen eignet sich besonders die Rheologie (DMA, Test D).
Der Reaktiv-Primer wird vorzugsweise mit einem Gewichtsanteil von 0,5 bis 10% eingesetzt. Die Gewichtsanteile beziehen sich auf die zu vernetzende Haftklebemasse. Der Anteil der Reaktivkomponente im Reaktivprimer sollte nicht unterhalb 25 Gew.-% betragen, um eine genügend hohe Reaktivität gegenüber der Haftklebemasse zu erhalten. In einer bevorzugten Auslegung beträgt der Reaktivanteil 50 Gew.-% oder größer.
Der Reaktivprimer wird auf die raue Oberfläche mit einem Masseauftrag von 1 bis 50 g/m², bevorzugt mit 2 bis 25 g/m² aufgetragen.
Als Monomere für die Haftklebemasse werden vorzugsweise Acrylmomonere mit Alkylgruppen bestehend aus 4 bis 14 C-Atomen, insbesondere 4 bis 9 eingesetzt. Beispiele hierfür sind n-Butylacrylat, n-Pentylacrylat, n-Hexylacrylat, n-Heptylacrylat, n-Octylacrylat, n-Nonylacrylat und deren verzweigten Isomere, wie z. B. 2-Ethylhexylacrylat. Weitere Vinylmonomere, die in Kombination mit Acrylatmonomeren eingesetzt werden können, umfassen Vinylester, Vinylether, Vinylhalogenide, Vinylidenhalogenide, und Nitrile von ethylenisch ungesättigten Kohlenwasserstoffen. Beispiele hierfür sind Vinylacetat, N-Vinylformamid, Vinylpyridin, Acrylamide, Ethylvinylether, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Acrylonitril, Maleinsäureanhydrid und Styrol.
Im Hinblick auf diese Erfindung sollen auf jeden Fall Comonomere enthalten sein, die definitiv mit multifunktionelle Aziridinen reagieren. Diese Monomere enthalten Hydroxy-, Amin-, Carbonsäure- und Amid-Gruppen. Beispiele hierfür sind Monomere, wie 2-Hydroxyethylacrylat, 2-Hydroxypropylacrylat, 4-Hydroxybutylacrylat und deren Methacrylate, Acrylsäure, Methacrylsäure, t-Butylaminoethylmethacrylat, Acrylamide und Methacrylamide sowie Allylalkohol. Ihr Gewichtsanteil beträgt zwischen 0,5 und 10%, insbesondere zwischen 1 und 6%.
Die Reaktion kann durch Zugabe eines Katalysators, wie z. B. Dibutylzinndilaurat, beschleunigt werden.
Zur Herstellung der Polyacrylathaftklebemassen wird eine radikalische Polymerisation durchgeführt. Die Polymerisation zur Herstellung der Haftklebemasse kann in Polymeri sationsreaktoren durchgeführt werden, die im Allgemeinen mit einem Rührer, mehreren Zulaufgefäßen, Rückflusskühler, Heizung und Kühlung versehen sind und für das Arbeiten unter N₂-Atmosphäre und Überdruck ausgerüstet sind.
Die radikalische Polymerisation kann in Gegenwart eines organischen Lösungsmittels, in Wasser oder in Substanz durchgeführt werden. Bevorzugt wird so wenig Lösungsmittel wie möglich eingesetzt. Die Polymerisationszeit beträgt – je nach Umsatz und Temperatur – zwischen 6 und 48 h.
Bei der Lösungsmittelpolymerisation werden als Lösemittel Ester gesättigter Carbonsäuren (wie Ethylacetat), aliphatische Kohlenwasserstoffe (wie n-Hexan oder n-Heptan), Ketone (wie Aceton oder Methylethylketon), Siedegrenzbenzin oder Gemische dieser Lösungsmittel verwendet. Als Polymerisationsinitiatoren werden übliche radikalbildende Verbindungen, wie beispielsweise Peroxide und Azoverbindungen, eingesetzt. Auch Initiatorgemische können verwendet werden. Bei der Polymerisation können auch Thiole als weitere Regler zur Molekulargewichtssenkung und Verringerung der Polydispersität eingesetzt werden. Als sogenannte Polymerisationsregler können z. B. Alkohole und Ether verwendet werden.
Nach der Polymerisation wird die Haftklebemasse aus Lösung auf ein Trägermaterial beschichtet. Das Polymerisationsmedium wird unter vermindertem Druck entfernt, wobei dieser Vorgang bei erhöhten Temperaturen, beispielsweise im Bereich von 80 bis 150°C durchgeführt wird. Die Polymere können dann in lösemittelfreiem Zustand, insbesondere als Schmelzhaftkleber, eingesetzt und beschichtet werden. In manchen Fällen ist es auch von Vorteil, die Polymere in Substanz herzustellen und zu verarbeiten.
Die in dieser Erfindung beschriebenen Abmischungen können zum Erreichen der optimalen klebtechnischen Eigenschaften weiter modifiziert werden. Zur Kohäsionssteigerung können vor der Vernetzung Vernetzer hinzugeben werden. Weiterhin werden die Polymere zur Herstellung von Haftklebemassen optional mit Harzen abgemischt. Als Harze sind beispielsweise Terpen-, Terpenphenolharze, C₅- und C₉-Kohlenwasserstoffharze, Pinen-, Inden- und Kolophoniumharze allein und auch in Kombination miteinander einsetzbar. Prinzipiell lassen sich aber alle in dem entsprechenden Polyacrylat löslichen Harze verwenden, insbesondere sei verwiesen auf alle aliphatischen, aromatischen, alkylaromatischen Kohlenwasserstoffharze, Kohlenwasserstoffharze auf Basis reiner Monomere, hydrierte Kohlenwasserstoffharze, funktionelle Kohlenwasserstoffharze sowie Naturharze.
Weiterhin können verschiedene Füllstoffe (beispielsweise Ruß, TiO₂, Voll- oder Hohlkugeln aus Glas oder anderen Materialien, Keimbildner), Blähmittel, Compoundierungsmittel und/oder Alterungsschutzmittel zugesetzt werden.
Weichmacher werden zur Verbesserung des Auffließverhaltens der Haftklebemasse beigemischt. Für Acrylathotmelts werden kommerziellen Phosphate/Polyphosphate eingesetzt. Einige Beispiele hierfür sind z. B. Santicizer 141^TM der Fa. Monsanto, Hostaflam OP 910^TM und Hostaflam TP OP 550^TM der Fa. Clariant, Fyroflex RDP^TM der Fa. Akzo Chemical und Reofos 65^TM oder 90^TM der Fa. Great Lake Chemicals. Die Aufzählung soll nicht abschließend sein.
Eine Weiterentwicklung, die das erfindungsgemäße Verfahren besonders günstig für die Herstellung von beispielsweise Haftklebebändern macht, zeichnet sich dadurch aus, dass die Haftklebemasse aus der Schmelze heraus weiterverarbeitet wird und dass sie vorzugsweise mit einem Masseauftrag von größer 50 g/m² auf einen Träger aufgetragen wird.
Als Trägermaterial, beispielsweise für Klebebänder, lassen sich hierbei die dem Fachmann geläufigen und üblichen Materialien, wie Folien (Polyester, PET, PE, PP, BOPP, PVC), Vliese, Schäume, Gewebe und Gewebefolien sowie Trennpapier (Glassine, HDPE, LDPE) verwenden. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird eine lackierte Folie eingesetzt.
Zur Verklebung wird die Oberfläche mit einem Vorstrich versehen, der den Reaktiv-Primer enthält, der nach der Verklebung langsam in die Haftklebemasse diffundiert. Der Vorstrich enthält als vernetzungsaktive Substanz ein bi- oder multifunktionelles Aziridin. Ein Beispiel für ein multifunktionelles Aziridin ist Crosslinker CX-100^TM der Fa. ICI. Der Reaktiv-Primer wird konventionell aus Lösung oder als Reinsubstanz über ein Rakel oder einen Balken auf das Substrat aufgetragen.
Der Reaktiv-Primer wird unverdünnt, in Lösungsmittel oder in Dispersion aufgetragen oder im Transfer-Verfahren mit Hilfe eines beschichteten Trägers, z. B. eines Transfer-Tapes, auf die Oberfläche aufgebracht. Zur Verdünnung der bi- oder multifunktionellen Aziridine wird bevorzugt eine wässrige Polyacrylat-Dispersion, wie z. B. Neocryl A-45^TM der Fa. Zeneca, verwendet. Die Dispersion bindet den Reaktiv-Primer ein und erleichtert somit die Handhabung der Beschicqhtung des Substrates via Ausstrich oder mit Hilfe der Transfer-Technik. Zudem kann mit dem Mischungsverhältnis Dispersion zu Reaktiv-Primer die Menge gesteuert werden, die in die Haftklebemasse diffundieren soll.
Die Vernetzung der Haftklebemasse nach der Verklebung des Haftklebebandes verläuft bei Raumtemperatur. Zur Beschleunigung kann die Substratverklebung erhitzt werden, wobei 120°C nicht überschritten werden sollten.
Das Verfahren umfasst die Verwendung eines als solches üblichen Polymervernetzers als Reaktiv-Primer für die Befestigung eines Haftklebebandes mit einer weichen, fließfähigen, vernetzbaren Haftklebemasse auf einer rauen und/oder unebenen Oberfläche.
Es kann eine Verkaufseinheit aus einem Haftklebeband und einem Reaktiv-Primer angeboten werden. Diese Verkaufseinheit besteht aus zwei getrennten Bestandteilen, einem Haftklebeband und einem Reaktiv-Primer, der ein Vernetzungsmittel für die weiche fließfähige Haftklebemasse des Haftklebebandes enthält.
Der Reaktiv-Primer liegt vorzugsweise in Form einer Lösung oder als Dispersion in einer geeigneten Verpackung vor. Bei Vorliegen des Reaktiv-Primers in flüssiger Form wird dieser durch den Benutzer der Verkaufseinheit zunächst auf die raue und/oder unebene Oberfläche, auf der das Haftklebeband aufgebracht werden soll, beschichtet, d. h. aufgestrichen oder -gerollt. In einem weiteren Schritt wird dann das Haftklebeband aufgebracht. Durch die weiche, fließfähige Haftklebemasse des Haftklebebandes passt es sich den Konturen der Oberfläche optimal an. der Reaktiv-Primer diffundiert in die Haftklebemasse und es kommt zur Vernetzung bzw. Vergelung der Haftklebemasse, die auf diese Weise verfestigt wird, so dass sie nicht mehr auf dem Substrat ”wandern” oder verschoben werden kann.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Reaktiv-Primer auf einem Transfer-Band aufgebracht. Durch diese Ausführungsform wird das Aufbringen des Reaktiv-Primers auf die Oberfläche erleichtert.
Die Vernetzung der Haftklebemasse nach Aufbringen des Haftklebebandes verläuft üblicherweise bei Raumtemperatur. Zur Beschleunigung kann die Substratverklebung erhitzt werden, wobei 120°C nicht überschritten werden sollten.
Im folgenden wird die Erfindung durch Beispiele näher erläutert.
BEISPIELE
In Abhängigkeit von den gewünschten klebtechnischen Eigenschaften der Haftklebemasse wird eine Auswahl an Acryl- und Vinylmonomeren getroffen.
Testmethoden
Folgende Testmethoden wurden angewendet, um die klebtechnischen Eigenschaften der hergestellten Haftklebemassen zu evaluieren.
Bestimmung des Gelanteils (Test A):
Die sorgfältig getrockneten lösungsmittelfreien Klebstoffproben werden in ein Vliestütchen aus Polyethylen (Tyvek-Vlies) eingeschweißt. Aus der Differenz der Probengewichte vor der Extraktion und nach der Extraktion durch Toluol wird der Gelwert, also der nicht in Toluol lösliche Gewichtsanteil des Polymers bestimmt.
Scherfestigkeit (Test B):
Ein 13 mm breiter Streifen des Klebebandes wurde auf eine glatte Stahloberfläche, die dreimal mit Aceton und einmal mit Isopropanol gereinigt wurde, aufgebracht. Die Auftragsfläche betrug 20 mm × 13 mm (Länge × Breite). Anschließend wurde mit einem Gewicht von 2 kg das Haftklebeband viermal auf den Stahlträger gedrückt. Bei Raumtemperatur wurde ein Gewicht von 1 kg an dem Haftklebeband befestigt und die Zeit bis zum Herunterfallen des Gewichtes gemessen. Die gemessenen Scherstandzeiten werden in Minuten angegeben und entsprechen dem Mittelwert aus drei Messungen.
180° Klebkrafttest (Test C):
Ein 20 mm breiter Streifen einer auf einer Polyester ummantelten Haftklebemasse wurde auf Stahl Platten aufgebracht. Der Haftklebestreifen wurde zweimal mit einem 2 kg Gewicht auf das Substrat aufgedrückt. Das Haftklebeband wurde anschließend sofort mit 300 mm/min und im 180° Winkel vom Substrat abgezogen. Die Stahl Platten wurden zweimal mit Aceton und einmal mit Isopropanol gewaschen. Für die Messungen auf dem PE-Substrat wurden nur neue Platten verwendet. Die Messergebnisse sind in N/cm angegeben und sind gemittelt aus drei Messungen. Alle Messungen wurden bei Raumtemperatur unter klimatisierten Bedingungen durchgeführt.
Dynamisch-Mechanische Analyse, DMA (Test D)
Die Messungen wurden mit dem Gerät Dynamic Stress Rheometer von Rheometrics durchgeführt. Bei 25°C wurde der mechanische Verlustfaktor tan δ in Abhängigkeit der Frequenz in einem Intervall von 0,1 bis 100 rad/s verfolgt. Es wurde mit paralleler Plattenanordnung gemessen.
Untersuchte Proben
Die für die Experimente verwendeten Proben wurden wie folgt hergestellt:
Die Polymere wurden konventionell über eine freie radikalische Polymerisation hergestellt; das mittlere Molekulargewicht M_w lag nach GPC-Messung bei etwa 800.000 g/mol.
Gelpermeationschromatographie GPC
Die Bestimmung des mittleren Molekulargewichtes M_w und der Polydisperistät PD erfolgte durch die Firma Polymer Standards Service in Mainz. Als Eluent wurde THF mit 0,1 Vol.-% Trifluoressigsäure eingesetzt. Die Messung erfolgte bei 25°C. Als Vorsäule wurde PSS-SDV, 5 μ, 10³ Å, ID 8,0 mm × 50 mm verwendet. Zur Auftrennung wurden die Säulen PSS-SDV, 5 μ, 10³ sowie 10⁵ und 10⁶ mit jeweils ID 8,0 mm × 300 mm eingesetzt. Die Probenkonzentration betrug 4 g/l, die Durchflußmenge 1,0 ml pro Minute. Es wurde gegen PMMA-Standards gemessen.
Herstellung des Reaktiv-Primers:
50 Gewichtsanteile Crosslinker CX-100^TM (Fa. ICI) wurden mit 50 Gewichtsanteilen Neocryl A-45^TM (Fa. Zeneca) unter starkem Rühren intensiv gemischt und dann mit 4 g/m² auf eine Stahlplatte sowie ein siliconisiertes Trennpapier ausgestrichen. Der ausgestrichene Primer wurde bei Raumtemperatur getrocknet.
Beispiel 1:
Ein für radikalische Polymerisationen konventioneller Reaktor wurde mit 0,6 kg Acrylsäure, 0,400 kg Maleinsäureanhydrid, 2,4 kg N-tert.-Butylacrylamid, 36,6 kg 2-Ethylhexylacrylat und 26,6 kg Aceton/Isopropanol (97:3) befüllt. Nachdem 45 Minuten Stickstoffgas unter Rühren durch die Reaktionslösung geleitet worden war, wurde der Reaktor auf 58°C geheizt und 40 g AIBN [2,2'-Azobis(2-methylbutyronitril)] hinzugegeben. Anschließend wurde das äußere Heizbad auf 75°C erwärmt und die Reaktion konstant bei dieser Außentemperatur durchgeführt. Nach 2 h erfolgte die nächste Zugabe von 40 g AIBN [2,2'-Azobis(2-methylbutyronitril)]. Nach 4 und 8 h wurde mit jeweils 20 kg Aceton/Isopropanol-Gemisch (97:3) verdünnt. Nach 36 h Reaktionszeit wurde die Polymerisation abgebrochen und das Reaktionsgefäß auf Raumtemperatur abgekühlt. Zur Herstellung der Haftklebemasse wurde das Polymerisat in Lösung mit 9 Gewichtsanteilen Kolophoniumharz Foral 85^TM (Fa. Hercules), 18 Gewichtsanteilen Kohlenwasserstoffharz Norsolene M1080^TM (Fa. Cray Valley) und 8 Gewichtsanteilen Phosphat Reofos 65^TM der Fa. Great Lake Chemicals abgemischt. Die Mischung wurde mit vermindertem Druck vom Lösemittel befreit und anschließend aus der Schmelze durch eine Breitschlitzdüse der Fa. Pröls bei 115°C mit 150 g/m² auf eine mit Corona behandelte 25 μm dicke PET-Folie beschichtet.
Zur Verklebung wurde das Haftklebeband auf die mit dem Reaktiv-Primer versehende Stahlplatte mit einem 2 kg Gewicht gedrückt und dann nach einem Tag sowie nach sieben Tagen entsprechend den Testmethode B und C ausgeprüft. Zum Vergleich wurde ebenfalls ein Muster bei 50°C für einen Tag gelagert und ebenfalls nach den Testmethoden B und C ausgeprüft.
Zur Bestimmung des Gelwertes wurde das Haftklebeband auf das mit dem Reaktiv-Primer versehende siliconisierte Trennpapier aufgebracht und nach einem Tag Lagerung bei Raumtemperatur sowie 50°C sowie nach sieben Tagen bei Raumtemperatur nach der Testmethode A ausgetestet.
Beispiel 2 (Referenzbeispiel):
Es wurde analog Beispiel 1 vorgegangen. Zur Austestung mit den Testmethoden A, B und C wurde das entsprechende Haftklebeband aus Beispiel 1 auf siliconisiertem Trennpapier und auf Stahl – jeweils ohne Reaktiv-Primer – laminiert.

Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 1 dargestellt:

Tabelle 1
Beispiel	Lagerung	KK-Stahl [N/cm]	SSZ 10 N [min]	Gel [%]
1	1 d, RT	10,0	85	33
1	1 d, 50°C	9,7	220	52
1	7 d, RT	9,4	245	51
2	1 d, RT	10,5	1	0
2	1 d, 50°C	10,2	1	0
2	7 d, RT	12,6	1	0

Der Vergleich der Beispiele 1 und 2 zeigt, dass durch den diffundierenden Reaktivprimer die Haftklebemasse vernetzt wird. Nach einem Tag liegt der Gelwert bei 33% nach sieben Tagen bei über 50%. Die Reaktion kann durch Temperatureinwirkung beschleunigt werden. Mit dem anwachsenden Gelwert steigt auch die Kohäsion und somit auch die Scherfestigkeit des Haftklebebandes. Die Klebkräfte auf Stahl unterscheiden sich kaum, da bei der Klebkraftmessung (siehe Beispiel 2) durch die geringe Kohäsion sehr schnell kohäsiv bricht.
Um die universelle Anwendbarkeit zu demonstrieren, wurden weitere Beispiele nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verklebt.
Beispiel 3:
Ein für radikalische Polymerisationen konventioneller Reaktor wurde mit 1,2 kg Acrylsäure, 0,400 kg Maleinsäureanhydrid, 1,2 kg N-tert.-Butylacrylamid, 37,2 kg 2-Ethylhexylacrylat und 26,6 kg Aceton/Isopropanol (97:3) befüllt. Nachdem 45 Minuten Stickstoffgas unter Rühren durch die Reaktionslösung geleitet worden war, wurde der Reaktor auf 58°C geheizt und 40 g AIBN [2,2'-Azobis(2-methylbutyronitril)] hinzugegeben. Anschließend wurde das äußere Heizbad auf 75°C erwärmt und die Reaktion konstant bei dieser Außentemperatur durchgeführt. Nach 2 h erfolgte die nächste Zugabe von 40 g AIBN [2,2'-Azobis(2-methylbutyronitril)]. Nach 4 und 8 h wurde mit jeweils 20 kg Aceton/Isopropanol-Gemisch (97:3) verdünnt. Nach 36 h Reaktionszeit wurde die Polymeri sation abgebrochen und das Reaktionsgefäß auf Raumtemperatur abgekühlt. Zur Herstellung der Haftklebemasse wurde das Polymerisat in Lösung mit 9 Gewichtsanteilen Kolophoniumharz Foral 85^TM (Fa. Hercules), 18 Gewichtsanteilen Kohlenwasserstoffharz Norsolene M1080^TM (Fa. Cray Valley) und 6 Gewichtsanteilen Phosphat Reofos 65^TM der Fa. Great Lake Chemicals abgemischt. Die Mischung wurde mit vermindertem Druck vom Lösemittel befreit und anschließend aus der Schmelze durch eine Breitschlitzdüse der Fa. Pröls bei 115°C mit 150 g/m² auf eine mit Corona behandelte 25 μm dicke PET-Folie beschichtet.
Zur Verklebung wurde das Haftklebeband auf die mit dem Reaktiv-Primer versehende Stahlplatte mit einem 2 kg Gewicht gedrückt und dann nach einem Tag sowie nach sieben Tagen entsprechend den Testmethode B und C ausgeprüft. Zum Vergleich wurde ebenfalls ein Muster bei 50°C für einen Tag gelagert und ebenfalls nach den Testmethoden B und C ausgeprüft.
Zur Bestimmung des Gelwertes wurde das Haftklebeband auf das mit dem Reaktiv-Primer versehende siliconisierte Trennpapier aufgebracht und nach einem Tag Lagerung bei Raumtemperatur sowie 50°C sowie nach sieben Tagen bei Raumtemperatur nach der Testmethode A ausgetestet.
Beispiel 4 (Referenzbeispiel):
Es wurde analog Beispiel 1 vorgegangen. Zur Austestung mit den Testmethoden A, B und C wurde das entsprechende Haftklebeband aus Beispiel 1 auf siliconisiertem Trennpapier und auf Stahl – jeweils ohne Reaktiv-Primer – laminiert.
Beispiel 5:
Ein für radikalische Polymerisationen konventioneller Reaktor wurde mit 0,6 kg Acrylsäure, 0,400 kg Maleinsäureanhydrid, 3,2 kg N-tert.-Butylacrylamid, 17,9 kg 2-Ethylhexylacrylat, 17,9 kg n-Butylacrylat und 26,6 kg Aceton/Isopropanol (97:3) befüllt. Nachdem 45 Minuten Stickstoffgas unter Rühren durch die Reaktionslösung geleitet worden war, wurde der Reaktor auf 58°C geheizt und 40 g AIBN [2,2'-Azobis(2-methylbutyronitril)] hinzugegeben. Anschließend wurde das äußere Heizbad auf 75°C erwärmt und die Reaktion konstant bei dieser Außentemperatur durchgeführt. Nach 2 h erfolgte die nächste Zugabe von 40 g AIBN [2,2'-Azobis(2-methylbutyronitril)]. Nach 4 und 8 h wurde mit jeweils 20 kg Aceton/Isopropanol-Gemisch (97:3) verdünnt. Nach 36 h Reaktionszeit wurde die Polymerisation abgebrochen und das Reaktionsgefäß auf Raumtemperatur abgekühlt. Zur Herstellung der Haftklebemasse wurde das Polymerisat in Lösung mit 9 Gewichtsanteilen Kolophoniumharz Foral 85^TM (Fa. Hercules), 18 Gewichtsanteilen Kohlenwasserstoffharz Norsolene M1080^TM (Fa. Cray Valley) und 6 Gewichtsanteilen Phosphat Reofos 65^TM der Fa. Great Lake Chemicals abgemischt. Die Mischung wurde mit vermindertem Druck vom Lösemittel befreit und anschließend aus der Schmelze durch eine Breitschlitzdüse der Fa. Pröls bei 115°C mit 150 g/m² auf eine mit Corona behandelte 25 μm dicke PET-Folie beschichtet.
Zur Verklebung wurde das Haftklebeband auf die mit dem Reaktiv-Primer versehende Stahlplatte mit einem 2 kg Gewicht gedrückt und dann nach einem Tag sowie nach sieben Tagen nach den Testmethode B und C ausgeprüft. Zum Vergleich wurde ebenfalls ein Muster bei 50°C für einen Tag gelagert und ebenfalls nach den Testmethoden B und C ausgeprüft.
Zur Bestimmung des Gelwertes wurde das Haftklebeband auf das mit dem Reaktiv-Primer versehende siliconisierte Trennpapier aufgebracht und nach einem Tag Lagerung bei Raumtemperatur sowie 50°C sowie nach sieben Tagen bei Raumtemperatur nach der Testmethode A ausgetestet.
Beispiel 6 (Referenzbeispiel):
Es wurde analog Beispiel 1 vorgegangen. Zur Austestung mit den Testmethoden A, B und C wurde das entsprechende Haftklebeband aus Beispiel 1 auf siliconisiertem Trennpapier und auf Stahl – jeweils ohne Reaktiv-Primer – laminiert.
Beispiel 7:
Ein für radikalische Polymerisationen konventioneller Reaktor wurde mit 0,6 kg Acrylsäure, 0,400 kg Maleinsäureanhydrid, 3,2 kg Methylacrylat, 17,9 kg 2-Ethylhexylacrylat, 17,9 kg n-Butylacrylat und 26,6 kg Aceton/Isopropanol (97:3) befüllt. Nachdem 45 Minuten Stickstoffgas unter Rühren durch die Reaktionslösung geleitet worden war, wurde der Reaktor auf 58°C geheizt und 40 g AIBN [2,2'-Azobis(2-methylbutyronitril)] hinzugegeben. Anschließend wurde das äußere Heizbad auf 75°C erwärmt und die Reaktion konstant bei dieser Außentemperatur durchgeführt. Nach 2 h erfolgte die nächste Zugabe von 40 g AIBN [2,2'-Azobis(2-methylbutyronitril)]. Nach 4 und 8 h wurde mit jeweils 20 kg Aceton/Isopropanol-Gemisch (97:3) verdünnt. Nach 36 h Reaktionszeit wurde die Polymerisation abgebrochen und das Reaktionsgefäß auf Raumtemperatur abgekühlt. Zur Herstellung der Haftklebemasse wurde das Polymerisat in Lösung mit 9 Gewichtsanteilen Kolophoniumharz Foral 85^TM (Fa. Hercules), 18 Gewichtsanteilen Kohlenwasserstoffharz Norsolene M1080^TM (Fa. Cray Valley) und 6 Gewichtsanteilen Phosphat Reofos 65^TM der Fa. Great Lake Chemicals abgemischt. Die Mischung wurde mit vermindertem Druck vom Lösemittel befreit und anschließend aus der Schmelze durch eine Breitschlitzdüse der Fa. Pröls bei 115°C mit 150 g/m² auf eine mit Corona behandelte 25 μm dicke PET-Folie beschichtet.
Zur Verklebung wurde das Haftklebeband auf die mit dem Reaktivprimer versehende Stahlplatte mit einem 2 kg Gewicht gedrückt und dann nach einem Tag sowie nach sieben Tagen nach den Testmethode B und C ausgeprüft. Zum Vergleich wurde ebenfalls ein Muster bei 50°C für einen Tag gelagert und ebenfalls nach den Testmethoden B und C ausgeprüft.
Zur Bestimmung des Gelwertes wurde das Haftklebeband auf das mit dem Reaktiv-Primer versehende siliconisierte Trennpapier aufgebracht und nach einem Tag Lagerung bei Raumtemperatur sowie 50°C sowie nach sieben Tagen bei Raumtemperatur nach der Testmethode A ausgetestet.
Beispiel 8 (Referenzbeispiel):
Es wurde analog Beispiel 1 vorgegangen. Zur Austestung mit den Testmethoden A, B und C wurde das entsprechende Haftklebeband aus Beispiel 1 auf siliconisiertem Trennpapier und auf Stahl – jeweils ohne Reaktiv-Primer – laminiert.

Die klebtechnischen Auswertungen sind in der folgendenden Tabelle dargestellt (Tabelle 2):

Tabelle 2
Beispiel	Lagerung	KK-Stahl [N/cm]	SSZ 10 N [min]	Gel [%]
3	1 d, RT	9,7	90	35
3	1 d, 50°C	9,1	215	52
3	7 d, RT	9,5	275	51
4	1 d, RT	11,6	1	0
4	1 d, 50°C	12,0	1	0
4	7 d, RT	11,5	1	0
5	1 d, RT	10,9	105	32
5	1 d, 50°C	10,3	250	55
5	7 d, RT	10,3	240	53
6	1 d, RT	12,2	1	0
6	1 d, 50°C	11,9	1	0
6	7 d, RT	12,4	1	0
7	1 d, RT	11,0	75	35
7	1 d, 50°C	10,4	185	56
7	7 d, RT	11,1	205	52
8	1 d, RT	12,0	1	0
8	1 d, 50°C	11,8	1	0
8	7 d, RT	12,2	1	0

Der Vergleich der Beispiele zeigt, dass der diffundierende Reaktivprimer universell in Acrylathaftklebemassen eingesetzt werden kann. So können z. B. auch Methylacrylat und Butylacrylat als Comonomere für Polyacrylate eingesetzt werden. Nach einem Tag liegen die Gelwerte bei etwa 35% nach sieben Tagen bei über 50%. Die Reaktion kann wiederum durch Temperatureinwirkung beschleunigt werden. Mit den anwachsenden Gelwerten steigt auch die Kohäsion und somit auch die Scherfestigkeit der Haftklebebänder.

Claims

Verfahren zum Aufbringen von Haftklebebändern auf raue und/oder unebene Oberflächen, dadurch gekennzeichnet, dass auf die rauen und/oder unebenen Oberflächen als Reaktiv-Primer ein bi- oder multifunktionelles Aziridin aufgebracht wird, und darüber ein Haftklebeband mit einer weichen, fließfähigen, vernetzbaren Haftklebemasse, wobei die Haftklebemasse auf eine Comonomerzusammensetzung basiert, die copolymerisierbare Monomere mit einer oder mehreren funktionellen Gruppen enthält, die sich zu einer Vernetzungsreaktion durch bi- oder multifunktionelle Aziridine eignen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktiv-Primer in einem Gewichtsanteil von 0,5 bis 10 Gew.-% eingesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass als Haftklebemasse vernetzbare Polyacrylate eingesetzt werden, die ein Polymer auf Basis folgender Comonomerzusammensetzung enthalten a) Acrylsäure und Methacrylsäure-Derivate in einem Anteil von 70 bis 99,5 Gewichtsprozent, CH₂ = C(R₁)(COOR₂) (I),wobei R₁ = H oder CH₃ ist und R₂ = eine Alkylkette mit 2 bis 20 C-Atomen; b) copolymerisierbare olefinisch ungesättigte Monomere mit funktionellen Gruppen mit einem Gewichtsanteil von 0 bis 30 Gewichtsprozent; c) copolymerisierbare Monomere mit einer oder mehreren funktionellen Gruppen, die zu einer Vernetzungsreaktion über bi- oder multifunktionelle Aziridine oder Isocyanate geeignet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Haftklebeband mit mehr als 50 g/m² Masseauftrag verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Haftklebemasse eine Fließviskosität bei Raumtemperatur von < 100.000 Pa·s bei 0.1 rad/s, mehr bevorzugt von < 50.000 Pa·s bei 0.1 rad/s und sehr bevorzugt von < 10.000 Pa·s bei 0.1 rad/s besitzt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktiv-Primer unverdünnt, in Lösungsmittel oder in Dispersion, vorzugsweise in wässriger Polyacrylat-Dispersion aufgetragen oder im Transfer-Verfahren mit Hilfe eines beschichteten Trägers auf die Oberfläche aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Aufbringen des Haftklebebandes auf den Reaktiv-Primer auf der Oberfläche eine Lagerung wenigstens bei Raumtemperatur über wenigstens 12, vorzugsweise 24 Stunden durchgeführt wird.