DE19815182A1 - Verfahren zur Herstellung von Haftvermittlerschichten - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von HaftvermittlerschichtenInfo
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Abstract
Verfahren zur Herstellung von Haftvermittlerschichten auf einem bahnförmigen Material, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftvermittlerschichten mittels Niederdruckplasmapolymerisation auf das bahnförmige Material aufgebracht werden, indem das bahnförmige Material kontinuierlich durch eine Plasmazone geführt wird, in der ein Niederdruckplasma vorhanden ist, das durch elektrische Entladung, insbesondere kHz-, MHz- oder GHz-Entladung, erzeugt wird.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Haftvermittlerschichten auf
einem bahnförmigen Material und die Verwendung der Haftvermittlerschichten, insbe
sondere bei Klebebändern.
Es ist bekannt, daß Haftvermittlerschichten auf bahnförmigen Materialien für eine Viel
zahl unterschiedlicher Anwendungen eingesetzt werden. Beispiele sind Verpackungs
materialien, Klebebänder oder Schutzfolien, bei denen Haftvermittlerschichten jeweils
vorgesehen sind, um eine ausreichende Festigkeit des Schichtverbundes zu erzielen.
Bei Klebebändern ist dies häufig besonders problematisch, da im allgemeinen hohe
Anforderungen an die Haftung zwischen Klebmasse und Trägermaterial gestellt werden.
Ein Ablösen der Klebmasse vom Träger soll weder beim Ablösen des Klebebandes von
der Rolle (vor dem Gebrauch) noch beim Ablösen des Klebebandes von beliebigen
Untergründen (nach den Gebrauch) stattfinden.
Zur Erhöhung der Haftung von Schichten auf bahnförmigen Materialien, insbesondere
von Klebmassen auf Trägermaterialien bei Klebebändern, werden unterschiedliche
Verfahren eingesetzt.
Dies sind entweder Verfahren zur Vorbehandlung der bahnförmigen Materialien oder zur
Beschichtung mit haftvermittelnden Schichten. Als Vorbehandlungsverfahren werden u. a.
Coronabehandlung, Flammvorbehandlung, Fluorierung oder Niederdruckplasma
behandlung eingesetzt. Haftvermittelnde Schichten, die auch als Primer bezeichnet
werden, können zum Beispiel als naßchemische Beschichtung aus Lösung
(Lösungsmittel oder Wasser) aufgebracht werden, wobei eine anschließende Trocknung
und/oder Vernetzung notwendig ist.
Alle Verfahren zur Erhöhung der Haftung haben spezifische Nachteile. Die Corona- und
die Flammvorbehandlung sind in vielen Fällen nicht wirksam genug, um eine ausrei
chende Haftung nachfolgender Beschichtungen auf den bahnförmigen Materialien zu
erzielen. Ein Beispiel ist die Haftung von Klebmassen auf Actylatbasis auf bahnförmigen
Materialien auf Polyolefinbasis. Ähnliches gilt für die Fluorierung, die zusätzlich noch mit
hohem sicherheitstechnischen Aufwand verbunden ist.
Ein weiterer Nachteil der Flammvorbehandlung ist die hohe thermische Belastung der zu
behandelnden Materialien, so daß insbesondere temperaturempfindliche Materialien
nicht oder nur bedingt behandelt werden können.
Durch die Niederdruckplasmavorbehandlung, die mit nicht polymerisierenden Gasen (z. B.
Edelgase, Sauerstoff oder Stickstoff) durchgeführt wird, ist es im allgemeinen mög
lich, eine bessere Haftungen als mit einer Flamm- oder Coronavorbehandlung zu erzie
len. Problematisch sind jedoch die hohen Kosten für das notwendige Vakuumequipment
insbesondere bei der Behandlung bahnförmiger Materialien. In vielen Fällen ist die Stei
gerung der Haftung außerdem geringer als bei naßchemische Primer, so daß der Ein
satz einer Plasmavorbehandlung bei bahnförmigen Materialien nicht sinnvoll ist.
Die Niederdruckplasmapolymerisation wird bisher nicht zur industriellen Herstellung von
haftvermittelnden Schichten auf bahnförmigen Materialien angewendet, obwohl für
ruhende Substrate bereits Prozesse für eine Vielzahl unterschiedlicher Anwendungen
existieren. Beispiele sind die Beschichtung von Kunstoffflaschen mit Permeationssperr
schichten bzw. die Kratzfestbeschichtung von Kunststoffoberflächen. Bei bahnförmigen
Materialien ist der Einsatz der Niederdruckplasmapolymerisation bisher im allgemeinen
nicht sinnvoll, da die Abscheideraten zu gering sind, so daß sich Beschichtungszeit von
Minuten bzw. Stunden ergeben. Aus diesem ist die Herstellung von Beschichtungen
mittels Niederdruckplasmapolymerisation bei bahnförmigen Materialien, insbesondere
die Herstellung von Haftvermittlerschichten, unwirtschaftlich.
Die Verwendung von Primern, die naßchemisch aufgebracht werden, bringt in der Regel
hohe Kosten mit sich, da die Ausrüstung des bahnförmigen Materials mit einem Primer
einen kompletten zusätzlichen Beschichtungsvorgang bedeutet. Außerdem sind einige
Primer unter Umwelt- und Gesundheitsaspekten als bedenklich einzustufen, insbeson
dere weil zur naßchemischen Beschichtung der Primer Lösungsmittel notwendig sind.
Problematisch ist der Einsatz naßchemischer Primer außerdem bei rauhen bahnförmi
gen Materialien, da es in diesen Fällen schwierig ist, eine konstante, gleichmäßige
Schichtdicke zu erreichen. Zudem können temperaturempfindliche Materialien nur
bedingt mit naßchemischen Primern beschichtet werden, da eine wirtschaftliche Primer
trocknung bei der Verarbeitung bahnförmiger Materialien normalerweise Trocknungs
temperaturen von mindestens 80°C erfordert.
Ein weiteres Problem besteht dann, wenn eine bestimmte Schicht, zum Beispiel eine
Klebmasseschicht, auf einem bestimmten bahnförmigen Material mit keinem der
bekannten Verfahren ausreichend gut zur Haftung gebracht werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden,
zumindest zu vermindern. Insbesondere ist es die Aufgabe der Erfindung, bei Kleb
masseschichten auf bahnförmigen Materialien eine deutliche Haftungssteigerung zu
erreichen, wobei die Haftungssteigerung langzeitstabil sein muß, keine Lösungsmittel
eingesetzt werden sollen und das Verfahren und die haftvermittelnden Schichten
gesundheitlich und unter Umweltaspekten unbedenklich sein sollen.
Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung von Haftvermittlerschichten
auf bahnförmigen Materialien, wie dies näher im Hauptanspruch gekennzeichnet ist.
Gegenstand der Unteransprüche sind besonders vorteilhafte Ausführungsformen des
Verfahrens. Des weiteren betrifft die Erfindung die Verwendung der Haftvermittlerschich
ten, insbesondere bei Klebebändern.
Demgemäß betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Haftvermittlerschich
ten auf einem bahnförmigen Material, das dadurch gekennzeichnet, daß die vorzugs
weise nahezu oder völlig transparenten Haftvermittlerschichten mittels Niederdruck
plasmapolymerisation auf das bahnförmige Material aufgebracht werden, indem das
bahnförmige Material kontinuierlich durch eine Plasmazone geführt wird, in der ein Nie
derdruckplasma vorhanden ist, das durch elektrische Entladung, insbesondere kHz-,
MHz- oder GHz-Entladung, erzeugt wird.
Wichtige Prozeßparameter, die den Prozeß der Abscheidung der haftvermittelnden
Schichten und damit die Schichteigenschaften steuern, sind die eingesetzten Monomere
bzw. Träger oder Zusatzgase, der Gas- bzw. Gasgemischdruck während der Beschich
tung und die eingesetzte elektrische Entladung zur Plasmaanregung. Die Variation der
Prozeßparameter dient zur Optimierung und zur Anpassung der Haftvermittlerschichten
an die technischen Randbedingungen im jeweiligen Anwendungsfall. Insbesondere
kann durch entsprechende Wahl der Prozeßparameter, wie in den Beispielen exempla
risch erläutert, eine deutliche Steigerung der Abscheiderate im Vergleich zum Stand der
Technik erreicht werden, so daß sich Beschichtungszeiten von weniger als 1 Sekunde
ergeben.
Vorzugsweise wird bei einem Gasdruck oder Gasgemischdruck von 10-3 bis 20 mbar
beschichtet.
Weiterhin als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn gepulste elektrische Entladungen
zur Erzeugung des Plasmas eingesetzt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird das bahnförmige Material mit einer
Geschwindigkeit von über 0,1 m/min, insbesondere größer 50 m/min, durch die
Beschichtungszone bewegt.
Weiter vorzugsweise sind die Beschichtungszeiten kürzer als eine Minute, insbesondere
kleiner als eine Sekunde.
Vorteilhaft ist, wenn sich die Abwickelstation des bahnförmigen Materials, die Auf
wickelstation und die Plasmazone in einer Vakuumkammer befinden (batch-Betrieb)
oder das bahnförmige Material mittels Vakuumschleusen durch die Plasmazone geführt
wird, was als sogenannter Air-to-Air-Betrieb bezeichnet wird.
Zur Bildung des Niederdruckplasmas werden insbesondere als Monomere gesättigte
Kohlenwasserstoffe mit Kettenlängen von C1 bis C6, insbesondere Methan, Ethan oder
Propan, und/oder einfach beziehungsweise mehrfach ungesättigte Kohlenwasserstoffe
mit Kettenlängen von C1 bis C6, vorzugsweise Acetylen oder Ethylen, und/oder sauer
stoff- oder heteroelementsubstituierte Verbindungen der gesättigten oder ungesättigten
Kohlenwasserstoffe, wie zum Beispiel Ethylenoxid, eingesetzt.
Als Träger- oder Zusatzgase werden vorzugsweise nicht-polymerisierbare Gase wie
Edelgase, Sauerstoff, Wasserstoff, Stickstoff oder Verbindungen beziehungsweise
Gasgemische eingesetzt.
Zusatz- und Trägergase werden eingesetzt, um die Schichtabscheidung zu steuern und
insbesondere die Gleichmäßigkeit und die Stabilität des Plasmas zu steigern.
Als bahnförmige Materialien werden vorzugsweise Kunstoffolien, Schaumträger, Gewe
beträger, Vliesträger oder Papierträger eingesetzt.
Als besonders vorteilhaft hat sich die Verwendung der mittels des erfindungsgemäßen
Verfahrens hergestellten Haftvermittlerschichten bei zumindest einseitigen Klebebän
dern zur Haftvermittlung zwischen Träger und Klebmasse herausgestellt.
Eine starke Verbesserung der Haftung ist besonders typisch für die Verbindung von
bahnförmigen Materialien und Klebmassen auf Acrylatbasis.
Zur Plasmaanregung können verschiedene Formen der elektrischen Entladung genutzt
werden. Vorzugsweise geschieht dies durch kHz-, MHz- oder GHz-Entladung. Entschei
dend für die Auswahl der Anregungsform sind die verfahrenstechnischen Randbedin
gungen, zum Beispiel notwendige Beschichtungsgeschwindigkeit oder Gasgemisch
druck, während der Beschichtung.
Ein besonderer Vorteil des Verfahrens im Vergleich zum Stand der Technik ist die Mög
lichkeit, den Prozeß der Schichtabscheidung und damit die haftvermittelnde Wirkung der
Beschichtungen durch Variation der Prozeßparameter steuern zu können. Dies ermög
licht eine optimale Anpassung der Schichteigenschaften an den jeweiligen Anwen
dungsfall.
Ein weiterer Vorteil des neuartigen Verfahrens ist der Verzicht auf Lösungsmittel und die
Möglichkeit, den Einsatz von Stoffen, die unter Gesundheits- oder Umweltaspekten
bedenklich sind, zu vermeiden.
Ein zusätzlicher Vorteil des Verfahrens ist die Möglichkeit, rauhe bahnförmige Materia
lien gleichmäßig mit Haftvermittlerschichten zu beschichten.
Außerdem ist die thermischen Belastung der bahnförmigen Materialien aufgrund des
eingesetzten Niederdruckplasmas gering, so daß insbesondere temperaturempfindliche
Materialien wie Polyethylen, Polypropylen oder Schäume ohne Schädigung beschichtet
werden können.
Ein weiterer Vorteil ist die hohe Langzeitstabilität der neuartigen Haftvermittlerschichten,
da diese aufgrund des neuartigen Verfahrens hochvernetzt und thermisch stabil sind.
Außerdem sind diese unlöslich in gängigen Lösungsmitteln, so daß ihr Einsatz, insbe
sondere zur Haftvermittlung zwischen bahnförmigen Materialien und naßchemisch auf
gebrachten Beschichtungen, zu sehr guten Ergebnissen führt.
Im folgenden sollen besonders vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen
Verfahrens dargestellt werden, ohne damit unnötig einschränken zu wollen.
Es zeigen die
Fig. 1 den Aufbau einer erfindungsgemäßen Vakuumbeschichtungsanlage und
Fig. 2 eine alternative Anordnung der Elektroden aus Fig. 1.
Gemäß Fig. 1 wird das bahnförmige Material 1 von einer Abwickelstation 2 durch die
Plasmabeschichtungszone 3 bewegt. In der Plasmabeschichtungszone 3, die durch
Begrenzungen 8 vom Rest der Vakuumkammer 7 getrennt ist, werden Monomere über
eine Monomerzufuhr 4 eingeleitet. Die Plasmaanregung und damit die Fragmentierung
der Monomere erfolgt über ein hochfrequentes Wechselfeld, das zwischen den Elektro
den 5 und 6 angelegt ist. Elektrode 5 ist als geerdete Kühlwalze ausgeführt und dient
damit zugleich dem Transport des bahnförmigen Materials 1. Schließlich wird das
bahnförmige Material 1 nach der Beschichtung einer Aufwickelstation 9 zugeführt.
Eine alternative Anordnung der Elektroden 10, 11 zeigt Fig. 2. In dieser sind beide
Elektroden 10, 11 flächig ausgeformt und das bahnförmige Material 1 wird berührungs
frei durch den Elektrodenspalt geführt.
Die Auswahl der jeweiligen Elektrodenanordnung hängt vom speziellen Anwendungsfall
ab. Bei einer Plasmaanregung mittels GHz-Entladung sind die Elektroden durch ent
sprechende GHz-Einkopplungen zu ersetzen.
Schließlich wird das erfindungsgemäße Verfahren beispielhaft erläutert, ohne diese aber
auch hiermit unnötig einschränken zu wollen.
Auf eine Polyesterfolie (Hostaphan RN 25-Folie der Firma Hoechst AG, Frankfurt),
transparent, 500 mm breit und mit einer Dicke von 25 µm, wird eine Haftvermittlerschicht
mittels Niederdruckplasmapolymerisation aufgebracht. Die Beschichtung erfolgt in einer
Anlage entsprechend Fig. 1 mit einem Acetylenfluß von 500 sccm und einem Sauer
stofffluß von 50 sccm bei einem Prozeßdruck von 0,5 mbar. Die Folie wird mit einer
Geschwindigkeit von 100 m/min durch die Plasmazone (Länge 200 mm) geführt, so daß
sich eine Beschichtungszeit von 0,12 sec mit einer Schichtdicke von 130 nm ergibt. Die
Plasmaanregung erfolgt mittels kHz-Entladung. Anschließend wird eine transparente
Acrylat-Klebmasse (Eigenpolymerisat aus 48% Butylacrylat, 48% Ethylhexylacrylat, 4
% Acrylsäure) aus Lösung auf die haftvermittelnde Schicht aufgetragen (Lösungsmittel
Aceton/Benzin, Klebmasseauftrag nach Trocknung: 40 g/m2). Die Haftung zwischen
Klebmasse und Trägerfolie wird durch einen Verankerungstest überprüft. Zu diesem
Zweck wird ein Klebstreifen mit der erfindungsgemäßen Haftvermittlerschicht und einer
Breite von 20 mm auf eine PVC-Platte geklebt und angerollt (Stahlrolle, 80 mm Durch
messer, 2 kg Gewicht, wird mit ca. 10 m/min fünfmal über den Klebstreifen hin- und
hergerollt). Anschließend wird der gesamt Verbund aus Klebstreifen mit erfindungs
gemäßer Haftvermittlerschicht und PVC-Platte für 3 Tage bei 40°C und einer Luftfeuch
tigkeit unter 75% gelagert. Die Prüfung der Haftung zwischen Trägerfolie und
Klebmasse erfolgt nach der Lagerung durch Abzug des Prüfstreifens mit einer
Geschwindigkeit von 2400 mm/min unter einem Winkel von 180° beziehungsweise 90°.
Durch die erfindungsgemäße haftvermittelnde Schicht wird die Haftung zwischen Trä
gerfolie und Klebmasse wesentlich und überraschend stark und dauerhaft erhöht, so
daß es zum kohäsiven Spalten der Klebmasse beim Test kommt. Die Haftung zwischen
Klebmasse und Trägerfolie ist damit deutlich besser als bei Vergleichsklebefolien, bei
denen anstatt der erfindungsgemäßen Haftvermittlerschicht naßchemische Primer
beziehungsweise eine Corona- oder Flammvorbehandlung eingesetzt wurden. Bei den
Vergleichsklebstreifen wurde in allen Fällen eine adhäsives Versagen zwischen Träger
folie und Klebmasse beobachtet und somit eine deutlich schlechtere Haftung zwischen
Klebmasse und Trägerfolie.
Auf eine Polypropylenfolie, transparent, 500 mm breit und mit einer Dicke von 25 µm,
wird eine Haftvermittlerschicht mittels Niederdruckplasmapolymerisation aufgebracht.
Die Beschichtung erfolgt in einer Anlage entsprechend Fig. 1 mit einem Acetylenfluß
von 500 sccm bei einem Prozeßdruck von 3 mbar. Die Folie wird mit einer Geschwindig
keit von 50 m/min durch die Plasmazone (Länge 200 mm) geführt, so daß sich eine
Beschichtungszeit von 0,24 sec mit einer Schichtdicke von 180 nm gibt. Die Plasma
anregung erfolgt mittels MHz-Entladung. Anschließend wird eine transparente Acrylat-
Klebmasse (Eigenpolymerisat aus 47% Butylacrylat, 47% Ethylhexylacrylat, 6% Acryl
säure) aus Lösung auf die haftvermittelnde Schicht aufgetragen (Lösungsmittel Ace
ton/Benzin, Klebmasseauftrag nach Trocknung: 40 g/m2). Die Haftung zwischen
Klebmasse und Trägerfolie wird durch einen Verankerungstest überprüft. Zu diesem
Zweck werden Klebstreifen mit der erfindungsgemäßen Haftvermittlerschicht und einer
Breite von 20 mm auf PVC-Platten geklebt und angerollt (Stahlrolle, 80 mm Durchmes
ser, 2 kg Gewicht, wird mit ca. 10 m/min fünfmal über den Klebstreifen hin- und herge
rollt). Anschließend wird der gesamt Verbund aus Klebstreifen mit erfindungsgemäßer
Haftvermittlerschicht und PVC-Platte für 3 Tage bei 40°C und einer Luftfeuchtigkeit von
50% beziehungsweise 100% gelagert. Die Prüfung der Haftung zwischen Trägerfolie
und Klebmasse erfolgt nach der Lagerung durch Abzug der Prüfstreifen mit einer
Geschwindigkeit von 2400 mm/min unter einem Winkel von 180° beziehungsweise 90°.
Durch die erfindungsgemäße haftvermittelnde Schicht wird die Haftung zwischen Trä
gerfolie und Klebmasse wesentlich und überraschend stark und dauerhaft erhöht, so
daß es zum kohäsiven Spalten der Klebmasse beim Test kommt. Die Haftung zwischen
Klebmasse und Trägerfolie ist damit deutlich besser als bei Vergleichsklebefolien, bei
denen anstatt der erfindungsgemäßen Haftvermittlerschicht naßchemische Primer
beziehungsweise eine Corona- oder Flammvorbehandlung eingesetzt wurden. Bei den
Vergleichsklebstreifen wurde in allen Fällen eine adhäsives Versagen zwischen Träger
folie und Klebmasse beobachtet und somit eine deutlich schlechtere Haftung zwischen
Klebmasse und Trägerfolie.
Auf eine Polypropylenfolie, transparent, 500 mm breit und mit einer Dicke von 25 µm,
wird eine Haftvermittlerschicht mittels Niederdruckplasmapolymerisation aufgebracht.
Die Beschichtung erfolgt in einer Anlage entsprechend Fig. 1 mit einem Ethylenfluß
von 1000 sccm bei einem Prozeßdruck von 0,5 mbar. Die Folie wird mit einer
Geschwindigkeit von 20 m/min durch die Plasmazone (Länge 200 mm) geführt. Die
Plasmaanregung erfolgt mittels kHz-Entladung. Anschließend wird eine transparente
Acrylat-Klebmasse (Eigenpolymerisat aus 47% Butylacrylat, 47% Ethylhexylacrylat, 6
% Acrylsäure) aus Lösung auf die haftvermittelnde Schicht aufgetragen (Lösungsmittel
Aceton/Benzin, Klebmasseauftrag nach Trocknung: 20 g/m2). Die Haftung zwischen
Klebmasse und Trägerfolie wird durch einen Verankerungstest überprüft. Zu diesem
Zweck werden Klebstreifen mit der erfindungsgemäßen Haftvermittlerschicht und einer
Breite von 20 mm auf PVC-Platten geklebt und angerollt (Stahlrolle, 80 mm Durchmes
ser, 2 kg Gewicht, wird mit ca. 10 m/min fünfmal über den Klebstreifen hin- und herge
rollt). Anschließend wird der gesamt Verbund aus Klebstreifen mit erfindungsgemäßer
Haftvermittlerschicht und PVC-Platte für 3 Tage bei 40°C und einer Luftfeuchtigkeit von
50% beziehungsweise 100% gelagert. Die Prüfung der Haftung zwischen Trägerfolie
und Klebmasse erfolgt nach der Lagerung durch Abzug der Prüfstreifen mit einer
Geschwindigkeit von 2400 mm/min unter einem Winkel von 180° beziehungsweise 90°.
Durch die erfindungsgemäße haftvermittelnde Schicht wird die Haftung zwischen Trä
gerfolie und Klebmasse wesentlich und überraschend stark und dauerhaft erhöht, so
daß es zum kohäsiven Spalten der Klebmasse beim Test kommt. Die Haftung zwischen
Klebmasse und Trägerfolie ist damit deutlich besser als bei Vergleichsklebefolien, bei
denen anstatt der erfindungsgemäßen Haftvermittlerschicht naßchemische Primer
beziehungsweise eine Corona- oder Flammvorbehandlung eingesetzt wurden. Bei den
Vergleichsklebstreifen wurde in allen Fällen eine adhäsives Versagen zwischen Träger
folie und Klebmasse beobachtet und somit eine deutlich schlechtere Haftung zwischen
Klebmasse und Trägerfolie.
Auf eine Polypropylenfolie, transparent, 500 mm breit und mit einer Dicke von 35 µm,
wird eine Haftvermittlerschicht mittels Niederdruckplasmapolymerisation aufgebracht.
Die Beschichtung erfolgt in einer Anlage entsprechend Fig. 1 mit einem Acetylenfluß
von 500 sccm bei einem Prozeßdruck von 3 mbar. Die Folie wird mit einer Geschwindig
keit von 25 m/min durch die Plasmazone (Länge 200 mm) geführt, so daß sich eine
Beschichtungszeit von 0,48 sec mit einer Schichtdicke von 750 nm ergibt. Die Plasma
anregung erfolgt mittels gepulster MHz-Entladung bei einer Pulsfrequenz von 103 Hz
und einem Tastgrad von 0,3. Anschließend wird eine transparente Acrylat-Klebmasse
(Primal PS 83 D, Rohm und Haas GmbH, Frankfurt) aus Lösung auf die haftvermittelnde
Schicht aufgetragen (Lösungsmittel Wasser, Klebmasseauftrag nach Trocknung: 20
g/m2). Die Haftung zwischen Klebmasse und Trägerfolie wird durch einen
Verankerungstest überprüft. Zu diesem Zweck werden Klebstreifen mit der erfindungs
gemäßen Haftvermittlerschicht und einer Breite von 20 mm auf PVC-Platten geklebt und
angerollt (Stahlrolle, 80 mm Durchmesser, 2 kg Gewicht, wird mit ca. 10 m/min fünfmal
über den Klebstreifen hin- und hergerollt). Anschließend wird der gesamt Verbund aus
Klebstreifen mit erfindungsgemäßer Haftvermittlerschicht und PVC-Platte für 3 Tage bei
40°C und einer Luftfeuchtigkeit von 50% beziehungsweise 100% gelagert. Die Prü
fung der Haftung zwischen Trägerfolie und Klebmasse erfolgt nach der Lagerung durch
Abzug der Prüfstreifen mit einer Geschwindigkeit von 2400 mm/min unter einem Winkel
von 180° beziehungsweise 90°. Durch die erfindungsgemäße haftvermittelnde Schicht
wird die Haftung zwischen Trägerfolie und Klebmasse wesentlich und überraschend
stark und dauerhaft erhöht, so daß es zum kohäsiven Spalten der Klebmasse beim Test
kommt. Die Haftung zwischen Klebmasse und Trägerfolie ist damit deutlich besser als
bei Vergleichsklebefolien, bei denen anstatt der erfindungsgemäßen Haftvermittler
schicht naßchemische Primer beziehungsweise eine Corona- oder Flammvorbehand
lung eingesetzt wurden. Bei den Vergleichsklebstreifen wurde in allen Fällen eine adhä
sives Versagen zwischen Trägerfolie und Klebmasse beobachtet und somit eine deut
lich schlechtere Haftung zwischen Klebmasse und Trägerfolie.
Auf einen Schaumträger (Alveolit TEE 1000.8, Alveo AG, Luzern, Schweiz), 300 mm
breit und mit einer Dicke von 600 µm, wird eine Haftvermittierschicht mittels Nieder
druckplasmapolymerisation aufgebracht. Die Beschichtung erfolgt in einer Anlage ent
sprechend Fig. 1 mit einem Acetylenfluß von 500 sccm und einem Argonfluß von 50
sccm bei einem Prozeßdruck von 0,5 mbar. Die Folie wird mit einer Geschwindigkeit von
20 m/min durch die Plasmazone (Länge 200 mm) geführt, so daß sich eine Beschich
tungszeit von 0,6 sec ergibt. Die Plasmaanregung erfolgt mittel kHz-Entladung.
Anschließend wird eine transparente Acrylat-Klebmasse (Eigenpolymerisat aus 47%
Butylacrylat, 47% Ethylhexylacrylat, 6% Acrylsäure) aus Lösung auf die haftvermit
telnde Schicht aufgetragen (Lösungsmittel Aceton/Benzin, Klebmasseauftrag nach
Trocknung: 50 g/m2). Die Haftung zwischen Klebmasse und Trägerfolie wird durch einen
Verankerungstest überprüft. Zu diesem Zweck wird ein Klebstreifen mit der erfindungs
gemäßen Haftvermittlerschicht (Breite 20 mm), wie er in Beispiel 1 beschrieben ist, auf
den Schaumträger mit der erfindungsgemäßen Haftvermittlerschicht und der beschrie
benen Klebmasse laminiert. Anschließend wird der gesamte Verbund bei 40°C und
einer Luftfeuchtigkeit von 50% für 3 Tage im Trockenschrank eingelagert. Die Prüfung
der Haftung zwischen Schaumträger und Klebmasse erfolgt nach der Lagerung durch
Abzug des Prüfstreifens. Durch die erfindungsgemäße haftvermittelnde Schicht wird die
Haftung zwischen Trägerfolie und Klebmasse wesentlich und überraschend stark und
dauerhaft erhöht, so daß es zum kohäsiven Spalten des Schaumes oder zum Ablösen
des Prüfstreifens kommt. Die Haftung zwischen Klebmasse und Schaumträger ist damit
deutlich besser als bei Vergleichsmustern, bei denen anstatt der erfindungsgemäßen
Haftvermittlerschicht eine Corona- oder Flammvorbehandlung eingesetzt wurden. Bei
den Vergleichsmustern wurde in allen Fällen eine adhäsives Versagen zwischen
Schaumträger und Klebmasse und somit eine deutlich schlechter Haftung beobachtet.
Auf eine Polypropylenfolie, transparent, 500 mm breit und mit einer Dicke von 35 µm,
wird eine Haftvermittlerschicht mittels Niederdruckplasmapolymerisation aufgebracht.
Die Beschichtung erfolgt in einer Anlage entsprechend Fig. 1 mit einem Acetylenfluß
von 500 sccm bei einem Prozeßdruck von 3 mbar. Die Folie wird mit einer Geschwindig
keit von 100 m/min durch die Plasmazone (Länge 200 mm) geführt. Die Plasmaanre
gung erfolgt mittels gepulster MHz-Entladung bei einer Pulsfrequenz von 103 Hz und
einem Tastgrad von 0,3. Anschließend wird eine Kautschuk-Klebmasse
(Eigenpolymerisat aus 43% Natur-Kautschuk, 3% Sillithin Z 86 weiß, 12% Zinkoxid, 21
% Escorez® 1202 (Exon), 20% Escorez® 365 (Exon), 0,4% AS MBI 2 PLV® (Bayer),
0,6% Sontal® (Bayer)) aus Lösung auf die haftvermittelnde Schicht aufgetragen
(Klebmasseauftrag nach Trocknung: 20 g/m2). Die Haftung zwischen Klebmasse und
Trägerfolie wird durch einen Verankerungstest überprüft. Zu diesem Zweck werden
Klebstreifen mit der erfindungsgemäßen Haftvermittlerschicht und einer Breite von 20
mm auf PVC-Platten geklebt und angerollt (Stahlrolle, 80 mm Durchmesser, 2 kg
Gewicht, wird mit ca. 10 m/min fünfmal über den Klebstreifen hin- und hergerollt).
Anschließend wird der gesamt Verbund aus Klebstreifen mit erfindungsgemäßer Haft
vermittlerschicht und PVC-Platte für 3 Tage bei 40°C und einer Luftfeuchtigkeit von 50
% gelagert. Die Prüfung der Haftung zwischen Trägerfolie und Klebmasse erfolgt nach
der Lagerung durch Abzug der Prüfstreifen mit einer Geschwindigkeit von 2400 mm/min
unter einem Winkel von 180° beziehungsweise 90°. Durch die erfindungsgemäße haft
vermittelnde Schicht wird die Haftung zwischen Trägerfolie und Klebmasse wesentlich
und überraschend stark und dauerhaft erhöht, so daß die Prüfstreifen vollständig wieder
abgelöst werden können. Die Haftung zwischen Klebmasse und Trägerfolie ist damit
deutlich besser als bei Vergleichsklebefolien, bei denen anstatt der erfindungsgemäßen
Haftvermittlerschicht naßchemische Primer beziehungsweise eine Corona- oder Flamm
vorbehandlung eingesetzt wurden. Bei den Vergleichsklebstreifen wurde in allen Fällen
eine adhäsives Versagen zwischen Trägerfolie und Klebmasse beobachtet und somit
eine deutlich schlechtere Haftung zwischen Klebmasse und Trägerfolie.
Claims (12)
1. Verfahren zur Herstellung von Haftvermittlerschichten auf einem bahnförmigen Mate
rial, dadurch gekennzeichnet, daß
die Haftvermittlerschichten mittels Niederdruckplasmapolymerisation auf das bahn
förmige Material aufgebracht werden, indem das bahnförmige Material kontinuierlich
durch eine Plasmazone geführt wird, in der ein Niederdruckplasma vorhanden ist,
das durch elektrische Entladung, insbesondere kHz-, MHz- oder GHz-Entladung,
erzeugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
bei einem Gasdruck oder Gasgemischdruck von 10-3 bis 20 mbar beschichtet wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
gepulste elektrische Entladungen zur Erzeugung des Plasmas eingesetzt werden.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
das bahnförmige Material mit einer Geschwindigkeit von über 0,1 m/min, insbeson
dere größer 50 m/min, durch die Beschichtungszone bewegt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Beschichtungszeiten kürzer als eine Minute, insbesondere kleiner als eine
Sekunde, sind.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß
sich die Abwickelstation des bahnförmigen Materials, die Aufwickelstation und die
Plasmazone in einer Vakuumkammer befinden.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß
das bahnförmige Material mittels Vakuumschleusen durch die Plasmazone geführt
wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß
zur Bildung des Niederdruckplasmas als Monomere gesättigte Kohlenwasserstoffe
mit Kettenlängen von C1 bis C6, insbesondere Methan, Ethan oder Propan, und/oder
einfach beziehungsweise mehrfach ungesättigte Kohlenwasserstoffe mit Kettenlän
gen von C1 bis C6, vorzugsweise Acetylen oder Ethylen, und/oder sauerstoff- oder
heteroelementsubstituierte Verbindungen der gesättigten oder ungesättigten Koh
lenwasserstoffe eingesetzt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß
als Träger- oder Zusatzgase nicht-polymerisierbare Gase wie Edelgase, Sauerstoff,
Wasserstoff, Stickstoff oder Verbindungen beziehungsweise Gasgemische einge
setzt werden.
10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die Haftvermittlerschichten nahezu oder völlig transparent sind.
11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß
als bahnförmige Materialien Kunstoffolien, Schaumträger, Gewebeträger, Vliesträger
oder Papierträger eingesetzt werden.
12. Verwendung der mittels des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11 herge
stellten Haftvermittlerschichten bei zumindest einseitigen Klebebändern zur Haft
vermittlung zwischen Träger und Klebmasse.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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