通过等离子体处理提高压敏粘合剂化合物在基底上的粘合性质的方法技术

技术编号:9769548 阅读:112 留言:0更新日期:2014-03-16 04:13
本发明专利技术用于提高在压敏混配物层和基底表面之间的粘合性,所述压敏混配物层具有背对基底的表面和面对基底的表面,所述压敏粘合剂混配物层的面对基底的表面和基底的被压敏粘合剂混配物层覆盖的表面用常压等离子体处理。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及通过等离子体处理提高压敏粘合剂在基底上的粘合性质的方法。原则上,压敏粘合剂存在以下问题:同时需要本体(volume)优化和表面优化,即,内聚性和粘合性。在许多情况中,在表面发现粘结弱点,即粘合性。术语“粘合性”通常表示如下所述的物理作用,通过这种物理作用,彼此接触的两个相在它们的界面处依靠在界面产生的分子间相互作用保持在一起。因此,粘合性决定粘合剂在基底表面上的粘合程度,并可以以称为“粘着力”的形式和以粘合强度的形式测定。经常将增塑剂和/或“增粘剂”树脂添加至粘合剂以发挥对粘合剂的粘合性的控制效果。可将粘合性以简单的术语定义为“每单位面积的相互作用能”[以mN/m计],但是因为实验限制(例如不知道实际接触面积),这是不可测量的。也经常通过使用“极性”和“非极性”分量描述表面能(SE)。这种简化模型现被广泛接受用于实际用途。这种能量和它的分量经常通过测量各种试验液体的静态接触角来测量。将这些液体的表面张力分成极性和非极性分量。测试表面的表面能的极性和非极性分量由观察到的测试表面上的液滴的接触角测定。例如,这里可使用OWKR方法。在工业中常用的可选方法是根据DIN IS08296通过实验溶液测定。在这种类型的讨论的上下文中,经常将术语“极性”和“高能”作为等价物处理,同样,将术语“非极性”和“低能”作为等价物处理。这从以下事实推导得出:极性偶极力比称为“分散力”或者非极性相互作用力的那些大,所述“分散力”或者非极性相互作用力不牵涉永久分子偶极。这种表面能和表面相互作用的途径的基础是假设极性分量仅与极性分量相互作用以及非极性分量仅与非极性分量相互作用。然而,表面也可具有小的或者中等的极性表面能分量,而非“高”表面能。可使用的准则是:对于本专利技术,一旦SE的极性分量大于3mN/m,则将表面指定为“极性”。这近似地相当于实际检测限。原则上,对于术语如“高能”和“低能”,不存在具体边界。出于讨论的目的,将界限设为38mN/m或者38dyn/cm。例如,在此值和更高值,表面的打印性能最合适。纯水的表面张力(=表面能)可用于比较,并且为约72mN/m(依赖于温度等)。具体地,在低能基底如PE、PP,或者EPDM上,而且在许多涂覆材料上,当使用压敏粘合剂或者其它粘合剂或者涂料时,主要问题出现在实现令人满意的粘合性中。 同样,已知的是,极性压敏粘合剂如丙烯酸酯类在高能基底上呈现令人满意的行为,但是在极低能基底上经常失效。存在其它组合物,例如基于天然或者合成橡胶的组合物,其在低能和高能基底上提供改善的粘结。而且,具体地,丙烯酸酯也呈现典型的“延迟成熟”行为,即,在粘结达到它的最终强度之前,经常花费一些天来建立与基底的“流动-接触(flow-contact) ”的过程。在大部分情况中,这种行为是不希望的。并且通常即使在高能或者极性基底如钢上的粘结遇到较少的问题,但是仍然有许多压敏粘合剂未能实现令人完全满意的相互作用水平。这从剥离试验可明显看出来,其中许多压敏粘合剂在钢上未能呈现内聚破坏(cohesive fracture),从而表明粘结失败。关于这一点,开发在不同的基底上呈现相当性能的粘合剂经常认为是合乎期望的。不同基底彼此间(极性与非极性)的粘结,例如,在双面胶带的情况中,具体地在不同的基底上需要专门优化。这类问题也可在一个平面通过单面胶带粘结具有不同性质的两个基底(例如彼此并排放置或者一个放置在另一个的上面)时发生。具体地,对于涵盖高性能胶带和粘合剂组合带的领域,存在无载体的粘弹性胶带。在此上下文中,术语“无载体”意味着没有仅对于结构完整性而言必需的层,由此胶带对于指定的用途具有足够的固有内聚性。没有使用载体箔片等(例如无纺布或者织物)的需要。这些胶带也大部分基于高度交联的丙烯酸酯粘合剂。这些压敏胶带大部分相对较厚,通常厚度超过300 μ m。可将这种“粘弹性”聚合物层视为极高粘度的液体,其在经受压力时呈现出流动性(也称为“蠕变”)。当这些粘弹性聚合物暴露于缓慢作用力时,它们具有以下特殊能力:提供其所接触的力的弛豫,并且这种类型的聚合物层还具有以下特殊能力:它们能够将力消散为振动现象和/或变形现象(具体地,其也可至少在一定程度上为可逆的),由此提供针对其所接触的力的“保护性缓冲”并优选避免所述力导致的任何机械损害,但是有利地,至少减轻损害,或者至少延迟损害的发生。当接触极快作用的力时,粘弹性聚合物通常呈现弹性行为,即,完全可逆变形,并且超过此处聚合物的弹性能力的力可导致破坏。与之相对的是弹性材料,其呈现所述的弹性行为,甚至当暴露于缓慢作用力时也如此。这些粘弹性粘合剂的性质也可通过使用掺合剂、填料、发泡剂等大大改变。具体地,生产复合泡沫塑料经常是有利的。如果这通过例如添加仅在添加后膨胀的可膨胀微球实现,则出于本公开的目的使用的术语为“发泡”。相反,如果添加预先膨胀的或者不可膨胀的中空填料如中空玻璃珠粒,则出于本公开的目的使用的术语为“发泡”或者“填充”。“发泡”和“填充”均产生复合泡沫塑料。依靠粘弹性聚合物层的弹性(粘弹性聚合物层本身对使用这种类型的粘弹性载体层的胶带的粘合性质具有实质性贡献),不可能实现例如通过暴露于拉伸或者剪切而导致的应力完全消散。这经弛豫能力表示,其定义为((应力(t=o)-应力(t)/应力(t=0))*100%。粘弹性载体层的弛豫能力通常超过50%。就任何粘合剂具有粘弹性而言,对于高性能无载体的胶带,优选使用呈现这些特殊弛豫性质的粘合剂。对于单层无载体的自粘胶带,特别难以解决的问题是粘合性和内聚性的同时优化,这里不可能为各自的基底专门涂覆胶带侧面。然而,不可能为了优化粘合性而以希望的方式简单地改变压敏粘合剂的化学配方,因为伴随着影响许多本体相关的性质。例如,这些性质可为粘度、动态冲击耐受性、溶剂,或者温度变化,或者所述问题可只是生产/聚合方法的限制。因此,实际上经常存在对特定潜在化学性的限制,而特定潜在化学性不得不特别用于确保粘合性等。而且,压敏粘合剂(例如粘弹性厚层产品)可能在高温和低温失效。在低温失效的典型原因是已经达到玻璃化转变点并且结果导致硬化。在这种情况中,破坏经常由粘合失效导致。同时,产品也可在高温软化,结果导致在剪切试验中不足的强度或者持久性,和再次由粘合失效导致破坏。为改善粘结强度而进行基底的物理预处理(例如通过火焰、电晕,或者等离子体)对于液体反应性粘合剂而言是特别常规的。这种物理预处理的一个功能也可为清洁基底,例如除去油,或者粗糖化基底以增大有效面积。最常用于物理预处理的术语为表面的“活化”。这主要暗示非特定相互作用,例如与使用钥匙-锁原理(key-1n-lock principle)的化学反应相比。活化主要暗示在涂层的湿润能力、打印能力,或者锚定方面的改善。在自粘胶带的情况中,惯例是向基底施用粘合促进剂。然而,这经常是容易犯错的复杂的手动步骤。使用基底的物理预处理(火焰、电晕,或者等离子体)以改善压敏粘合剂的粘合性还没有实现普遍成功,因为非极性粘合剂如天然或者合成橡胶通常不从这种方法中得益。DE 10 2007 063 021 Al 描述了依靠丝状电晕处理(filamental coronatreatment)活化粘合剂。电晕处理的效果本质上受限于保持力本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于提高在压敏粘合剂层和基底表面之间的粘合性的方法,所述压敏粘合剂层具有背对所述基底的表面和具有面对所述基底的表面,其中所述压敏粘合剂层的面对基底的表面和覆盖有所述压敏粘合剂层的基底表面分别用常压等离子体处理。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.05.06 DE 102011075470.9;2011.05.06 DE 1020111.一种用于提高在压敏粘合剂层和基底表面之间的粘合性的方法,所述压敏粘合剂层具有背对所述基底的表面和具有面对所述基底的表面,其中所述压敏粘合剂层的面对基底的表面和覆盖有所述压敏粘合剂层的基底表面分别用常压等离子体处理。2.权利要求1的方法, 其特征在于 以下纯的或者混合的工艺气体形成处理气氛=N2、压缩空气、02、H2, CO2, Ar、He、氨、乙烯,优选N2和压缩空气,其中也可添加水蒸汽或者其它挥发性组分。3.权利要求1或者2的方法, 其特征在于 所述处理在大气压力或者在大气压力附近进行。4.权利要求1- 3中的至少一项的方法, 其特征在于 在所述处理气氛中存在反应性气溶胶或者添加反应性气溶胶。5.前述权利要求中的至少一项的方法, 其特征在于 所述等离子体依靠一个或者多个喷嘴施用。6.前述权利要求中的至少一项的方法, 其特征在于 所述等离子体依靠旋转喷嘴施用,特别优选在使用压缩空气操作的情况中依靠旋转喷嘴施用。7.前述权利要求中的至少一项的方法, 其特征在于 所述处理在所述粘合剂层与所述基底即将粘结之前进行。8.前述权利要求中的至少一项的方法, 其特征在于 在所述即将粘结之前处理的情况中,与所述粘结的时序间隔为〈I秒,在所述粘结之前在线处理的情况中,与所述粘结的时序间隔为数秒至数分钟,在离线处理的情况中,与所述粘结的时序间隔为数小时至数天,以及在所述胶带的制造过程中处理的情况中,与所述粘结的时序间隔为数天至数月。9.前述权利要求中的至少一项的方法, 其特征在于 首先进行一次处理,并在该第一处理和所述粘合剂层与所述基底即将粘结之前的时序间隔进行第二处理。10.前述权利要求中的至少一项的方法, 其特征在于 一次或者 两次处理包含多个单独的处理步骤。11.前述权利要求中的至少一项的方法, 其特征在于 在多次处理...

【专利技术属性】
技术研发人员:T舒伯特A库普斯S赖克
申请(专利权)人:德莎欧洲公司
类型:
国别省市:

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