书签 分享 收藏 举报 版权申诉 / 12

通过选择性等离子体预处理增加剥离力.pdf

  • 上传人:奻奴
  • 文档编号:8861656
  • 上传时间:2021-01-08
  • 格式:PDF
  • 页数:12
  • 大小:1.01MB
  • 摘要
    申请专利号:

    CN201780014322.3

    申请日:

    20170222

    公开号:

    CN108713049A

    公开日:

    20181026

    当前法律状态:

    有效性:

    审查中

    法律详情:

    IPC分类号:

    C09J5/00

    主分类号:

    C09J5/00

    申请人:

    德莎欧洲股份公司

    发明人:

    M.黑内尔,S.赖克

    地址:

    德国诺德施泰特

    优先权:

    DE102016203413A,EP2017054032W

    专利代理机构:

    北京市柳沈律师事务所

    代理人:

    宋莉;金拟粲

    PDF完整版下载: PDF下载
    内容摘要

    本发明涉及用于将胶粘剂物质层(3)粘合至第一连接件(4)的方法,其特征在于将胶粘剂物质层(3)的第一表面(3a)施加至第一连接件表面(4a)以及使将胶粘剂物质层(3)的第一表面(3a)和/或第一连接件表面(4a)在部分区域上经受预处理且第一连接件表面(4a)和胶粘剂物质层(3)的第一表面(3a)之间的经预处理的区域(6)中的分离力由此而增加,并且当将胶粘剂物质层(3)从第一连接件表面(4a)拉离时,胶粘剂物质层(3)在经预处理的区域(6)中内聚性分离并且胶粘剂物质层(3)的第一表面(3a)在未经处理的区域(7)中从第一连接件表面(4a)胶粘性分离。

    权利要求书

    1.用于将胶粘剂层(3)与第一连接件(4)粘合的方法,其中将胶粘剂层(3)的第一表面(3a)施加至第一连接件表面(4a)以及使胶粘剂层(3)的第一表面(3a)和/或第一连接件表面(4a)在部分区域上经受预处理,第一连接件表面(4a)和胶粘剂层(3)的第一表面(3a)之间的经预处理的区域(6)中的分离力由此增加,并且在将胶粘剂层(3)从第一连接件表面(4a)剥离时,胶粘剂层(3)在经预处理的区域(6)中内聚性地分离并且胶粘剂层(3)的第一表面(3a)在未经处理的区域(7)中从第一连接件表面(4a)胶粘性地分离。 2.根据权利要求1的方法,其特征在于,将胶粘剂层(3)的第二表面施加至第二连接件表面。 3.根据权利要求1或2的方法,其特征在于,将胶粘剂层(3)的第一表面(3a)和/或第一连接件表面(4a)用底漆预处理。 4.根据权利要求1、2或3的方法,其特征在于,将胶粘剂层(3)的第一表面(3a)和/或第一连接件表面(4a)用等离子体预处理。 5.根据权利要求4的方法,其特征在于,通过等离子体印刷工艺进行等离子体预处理。 6.根据前述权利要求之一的方法,其特征在于,将胶粘剂层(3)的第一表面(3a)和/或第一连接件表面(4a)以预定的图案用等离子体预处理。 7.根据权利要求6的方法,其特征在于,图案的用等离子体预处理的区域(6)之间的最小距离在1和10μm之间。 8.根据前述权利要求之一的方法,其特征在于,首先用等离子体预处理胶粘剂层(3)的第一表面(3a)和/或第一连接件表面(4a)并且之后将底漆施加至用等离子体预处理的区域(6)。 9.根据前述权利要求之一的方法,其特征在于,与在胶粘剂层(3)的在整个面上内聚性失效的情况下的分离力相比,胶粘剂层(3)的第一表面(3a)和第一连接件表面(4a)之间的分离力增加。 10.具有第一连接件表面(4a)和第二连接件表面的部件,第一连接件表面(4a)和第二连接件表面二者用胶粘剂层(3)彼此粘合,其特征在于,两个连接件表面(4a)之间的分离力高于胶粘剂层(3)的在整个面上内聚性失效的分离力。

    说明书

    本发明涉及用于将胶粘剂层与连接件(接合件、被粘物)表面粘合的方法。本发明还涉及具有第一连接件表面和第二连接件表面的组件,第一连接件表面和第二连接件表面二者用胶粘剂层彼此粘合。

    通过使用底漆和物理预处理方法及其组合,可实现在胶带产品对基底的锚固力方面和在内部制造工艺方面的提高。这些方法通常已经建立了一段时间并且正在使用中。

    根据现有技术,对如下做出努力:使表面经受全区域的均匀预处理,使得可在所有区域中实现均匀的粘合或印刷。

    客户要求指定的胶粘力水平,并且常常要求胶带产品的内聚性失效。在最佳锚固的情况下,根据先前的理解,使所有涉及的表面借助于相应的预处理均匀地为粘合做好准备以实现最佳的锚固值。除此之外,根据现有技术,可在微米范围内以选择性和结构化的方式用等离子体预处理表面。在这种情况下,应用是在印刷领域中,其中特别关注湿化学金属化(参见"Plasma Printing and Related Techniques—Patterning of Surfaces Using Microplasmas at Atmospheric Pressure",Plasma Process.Polym.,2012,9,1086-1103)。

    本发明的目的是提供用于将胶粘剂层粘合至连接件表面的方法,借助于该方法,胶粘剂层和连接件表面之间的分离力大于粘合的在整个面上均匀内聚性失效的情况下的分离力。本发明的另一目的是提供具有拥有高分离力的粘合的部件。

    该目的在其第一方面通过以上提及的方法实现,其中将第一胶粘剂层表面施加至第一连接件表面并且使第一胶粘剂层表面和/或第一连接件表面在部分(局部)区域上经受预处理。术语“部分区域(在部分区域上、部分区域地)”这里应以非常普遍的方式理解;在此,是指非均匀或结构化的预处理,其涉及无规的(随机的)均匀结构化或图案化的结构和/或非均匀的结构,其中该结构可以连续的方式不断地重复自身。

    然而,本发明的基本特征是两个第一表面或这两个第一表面中的一个仅被部分地(区域性地)预处理。然而,无论表面的预处理如何,第一连接件表面和胶合(粘合)至其的胶粘剂层的层结构在整个粘合范围上是均匀的,即在任何地方都是相同的。由于第一胶粘剂层表面和/或第一连接件表面的非均匀的预处理,与均匀的在整个面上的预处理相比,通过熟练地地选择预处理的类型、以及胶粘剂物质和连接件表面的材料,在粘合的开口中(在粘合开放时)产生在粘合面上的扩大的断裂面以及因此增加的分离力。

    这里,连接件表面通常被理解为基底表面。基底可为柔性或固体基底。它也可为漆层或塑料层。然而,它也可为来自汽车制造领域的车身部件。连接件继而可为经涂覆的或未涂覆的。

    在粘合表面的经预处理的区域上,粘合优选地内聚性断裂,即粘合沿着胶粘剂层断裂,因为与第一胶粘剂层表面和第一连接件表面之间的未经处理的粘合的分离力相比,第一胶粘剂层表面和第一连接件表面之间的分离力被提高。相反,沿着第一胶粘剂层表面和第一连接件表面之间的粘合面的在未经处理的区域上的粘合失效。

    胶粘剂层优选地为胶带的部件。胶带优选地包括载体膜,在载体膜的一侧上施加胶粘剂层。然而,还可想到的是,胶粘剂层本身足够坚固,使得可省去载体膜。

    然而,此外,胶粘剂层表面也横向地(横向于)、优选地垂直于粘合表面和/或内聚性失效区域与胶粘性失效区域之间的第一连接件表面和第一胶粘剂层表面断裂,使得粘附至载体膜的胶粘剂物质层的一部分可从连接件表面剥离。粘合的区域胶粘性失效和区域内聚性失效产生扩大的断裂面,这整体上导致胶粘剂层的分离部分与连接件表面之间的更大的分离力。

    优选地,将胶粘剂层的第二表面施加至第二连接件表面。有利地,胶粘剂层以胶带的形式提供。胶带包括胶粘剂层和载体膜。胶粘剂层的第一表面与载体膜相对地布置。在借助于胶粘剂层在第一连接件表面和第二连接件表面处将两个连接件粘合在一起时,首先将第一胶粘剂层表面胶合到第一连接件的第一连接件表面,之后从胶粘剂层的第二表面剥离剥离膜并且将第二连接件的第二连接件表面胶合到第二胶粘剂层表面。这产生由胶粘剂物质引起的第一连接件表面和第二连接件表面之间的粘合。第一连接件表面优选地为第一连接件的设置成使得其可通过自身并且独立于第二连接件移动的表面,其中所述第二连接件具有第二连接件表面。然而,在其它实施方式中,也可想到第一连接件表面和第二连接件表面是相同连接件的表面。

    有利地,胶粘剂层的表面和/或连接件表面的预处理通过底漆的施加或借助于等离子体预处理来进行。

    可通过常规方法如喷涂、涂漆或用刮刀施加将底漆施加到第一连接件表面和/或第一胶粘剂层表面。在这种情况下,可将几乎任何所需的形状的底漆结构施加到表面。优选地,表面的经预处理的区域之间的最小距离在1和10μm之间,特别优选在1和2μm之间。

    在根据本发明的方法的另一实施方式中,使表面经受等离子体或电晕预处理。等离子体或电晕预处理使表面活化。与未经活化的表面相比,表面的活化和随后向经活化表面的施加胶粘剂物质提高了分离力。然而,有利地,使表面不经受在整个面上(在全面上、全面地)的处理和等离子体活化,而是经受部分面(区域)地活化,其中活化可根据预定的重复图案进行,例如,借助于印模(冲头)形式的(in Stempelform)等离子体源或掩蔽模板。

    在特定情况下,等离子体源也可引起非均匀的处理。特别是在丝状放电或具有明显不同的场区域的放电的情况下,这是可能的。在这种情况下,在特定的工艺配置中,可通过如下进行非均匀处理:适当地选择待处理材料的较高幅速与同时地低的等离子体功率。

    在根据本发明的方法的特别有利和优选的实施方式中,将等离子体和底漆预处理组合,即,优选地通过首先借助于等离子体使表面经受部分区域地预处理,然后将底漆施加到表面的经受部分区域预处理的区域,其中由于等离子体预处理,底漆以增加的分离力被胶合到连接件表面上。

    本发明还借助于如上所述的部件实现,根据本发明其特征在于,两个连接件表面之间的分离力大于经受在整个面上内聚性失效的两个连接件表面的粘合的分离力。

    将参照六个附图借助于实施例描述本发明。附图示出了:

    图1a,图1b根据本发明的胶带和第一连接件表面的在闭合和开放状态下的粘合的侧视图,

    图2在胶粘剂物质和ABS表面的等离子体预处理之后的在ABS上的7812的三张照片,

    图3当仅等离子体预处理胶粘剂物质层的第一表面、仅等离子体预处理漆表面、(以及)等离子体预处理胶粘剂层的第一表面和漆表面二者时在未经处理的表面上在汽车漆上的7812的断裂图像,

    图4a,图4b具有在Cello 33.13上的胶粘剂物质tesa 707x Core的开放的胶带在等离子体层压后的照片,

    图5等离子体层压的功能原理图。

    图1a示出了说明在胶带1之间的根据本发明的粘合基本结构,胶带1包括载体膜2和胶粘剂层3,其中胶粘剂层3的第一胶粘剂层表面3a布置在胶粘剂层3的背离载体膜2的一侧上并且胶粘剂层3的第一表面3a设计成胶合在第一连接件4的第一连接件表面4a上。图1a中显示了胶合的状态。

    胶带1的自由第一胶粘剂层表面3a最初是自由(暴露)的。然后将胶带1以其第一胶粘剂层表面3a胶合到第一连接件表面4a上。

    使第一胶粘剂层表面3a和第一连接件表面4a之间的粘合经受预处理,其中预处理第一胶粘剂层表面3a或第一连接件表面4a或两者。

    通常,预处理是部分区域预处理。优选地,其可为将底漆部分区域地施加到第一胶粘剂层表面3a或第一连接件表面4a或两者上,但也可为第一胶粘剂层表面3a或第一连接件表面4a或两个表面3a,4a的部分区域等离子体预处理。

    这里,部分区域地预处理意味着相应的表面不在其整个面(即表面的整个范围)上经受预处理,而是仅部分地(即在表面的经预处理的区域6中)经受预处理。经预处理的区域6可单独地分布或以连续的方式形成和/或具有任何所需的外围形状。

    经预处理的区域6可连续地或彼此分隔地分布在表面上。表面预处理优选地具有可重复的结构。预定的可重复结构可例如通过施用如下的印模而实现:该印模使暴露于等离子体预处理的经预处理的区域6暴露并且覆盖与经预处理的区域6形成互补并且不经受等离子体预处理的未经处理的区域7。为此,例如,将气体通过管引导到印模的区域中,其中所述气体作为工艺气体区域性地活化表面。印模和表面作为极点暴露于高频交变电场。这样的印模描述于例如"Plasma Printing and Related Techniques—Patterning of Surfaces Using Microplasmas at Atmospheric Pressure,"Plasma Process.Polym.2012,9,1086-1103,1,091页上的图4中。然而,也可想到在所述文章中描述的用于将可指定的经等离子体预处理的结构施用至表面的其它方法。

    在借助于底漆施加的预处理中,也可借助于光刻方法在部分区域上施加和制造该结构。

    优选地,粘合的预处理仅在第一连接件表面4a上进行。替代地,也可使胶带的胶粘剂层表面经受部分区域性预处理,例如同样借助于等离子体工艺或在部分区域上施加底漆。

    图1b显示在胶带1已经从第一连接件表面4a剥离后的粘合的状态。

    与未处理的第一连接件表面4a和第一胶粘剂层表面3a之间的分离力相比,在经预处理的区域6中,通过等离子体预处理增大了在第一连接件表面4a和第一胶粘剂层表面3a之间的分离力。

    根据本发明,分离力增加直至其大于胶粘剂层3的内聚强度,从而当胶带1在用等离子体预处理的经预处理的区域6上剥离时内聚性断裂发生在胶粘剂层1内部。在未经等离子体经预处理的区域7上,连接件表面4a和第一胶粘剂层表面3a之间的分离力小于胶粘剂层1的内聚强度,从而当胶带1在未经等离子体经预处理的区域7中从第一连接件表面4a剥离时,胶粘剂层3立即再次从第一连接件表面4a分离。

    图1b显示胶带1在第一连接件表面4a的经等离子体经预处理的区域6和未经等离子体经预处理的区域7上的不同断裂行为。对于本发明重要的是,在胶带1分离时在第一连接件表面4a上的断裂线的不同高度在胶粘剂层3内部产生垂直于第一连接件表面4a的另外的断裂线,使得与整个面上内聚性失效或整个面上胶粘性失效相比,断裂面扩大。断裂面的这种扩大产生了如下的所需效果:甚至允许载体膜2和第一连接件表面4a之间的分离力(即载体膜2从连接件表面4a剥离所用的力)大于胶粘剂层3的在整个面上内聚性失效时的分离力。

    图2中显示了将ACXplus 7812胶带1锚固到由ABS构成的第一连接件表面4a。在这种情况下,胶带1胶合在ABS上,其中ABS是指丙烯腈-丁二烯-苯乙烯。ACXplus 7812胶带1是深黑色丙烯酸类泡沫体胶带,并且胶粘剂层被施加至经化学蚀刻的PET(聚乙烯)稳定膜,这里显示为透明膜。

    在图2中所示的三张照片中,使用使连接件表面4a(即ABS基底的表面)和tesa ACX 7812胶粘剂层3的第一胶粘剂层表面3a两者经受等离子体预处理。在图2中,三个ACXplus 7812胶带1已经被粘合至ABS连接件表面4a。使用等离子体装置进行等离子体预处理。

    来自Reylon Plasma GmbH公司(以前称为Reinhausen Plasma GmbH)的借助于通过晶体的相反极化方向实现的压电效应产生等离子体。作为这种放电技术的结果,与使用电弧相比,产生冷的非热等离子体。温度接近室温。

    压电元件的原理展示于例如EP 2168409 B1中。压电元件特别适合与设置在其上的冷却装置相结合,使得由交变电场产生的等离子体随后可被冷却,其继而允许所谓的低等离子体温度的等离子体从等离子体源的出口喷嘴(未明确显示)排出。

    Piezobrush PZ2产生具有低于50℃的等离子体温度的等离子体。

    Piezobrush PZ2在基底表面或胶粘剂表面上以5mm-10mm的距离和最高达5m/分钟的速度被引导,从而为胶合过程准备表面。

    由于低于50℃的低的等离子体温度,相同的等离子体源可用于连接件表面4a的预处理和胶粘剂层表面3a的预处理两者。

    是手动等离子体装置,但在本实验中,它被安装在定位台之上以在处理期间实现恒定的条件。选择带有连接件4和胶粘剂物质3的定位台的速度,使得以5m/分钟的速度不允许均匀的处理。这示于图2的三张照片中。在所有三种情况下,借助于90°胶粘强度测试(即,将增强膜以90°角从ABS膜拉离)对剥离力进行测试。

    在第一种情况下,即图2中上方的实施例,测量的分离力为66.2N/cm,对于中间的样品其为88.47N/cm,且对于下方的实施例其为92.93N/cm。在产品中间的整个面的内聚性失效的情况下,分离力为约67N/cm。这显示,由于表面的部分区域预处理和图2中胶粘剂层的由此导致的非均匀断裂行为,在一些情况下,与在整个面上内聚性失效相比,可预期分离力的显著增加。

    图3显示四个进一步的测试,在其各自的情况中将ACXplus 7812胶带施加至来自Hemmelrath Lackfabrik GmbH公司的汽车漆2K-Klarlack Enhanced 540并使用来自Plasmatreat公司的等离子体射流(喷射器)进行表面的预处理。

    等离子体射流根据略有不同的电场产生原理起作用并且描述于例如EP 0986939 A1中。流动通过放电室的气体被等离子体电离。然后,该等离子体被气流驱动至待处理的表面,在那里它特别地引起表面氧化,从而改善表面的可润湿性。物理预处理的类型(在这种情况下)被称为间接的,因为预处理不是在产生放电的位点处进行的(如在电晕放电的情况那样)。表面的预处理在大气压或接近大气压下进行,然而,其中可升高放电室或气体通道中的压力。在这种情况下,等离子体被理解为大气压等离子体,其是电活化的均匀的反应性气体,其不处于热平衡,在操作区域中具有接近环境压力的压力。通常,压力比环境压力高0.5巴。借助于电场中的放电和电离过程,气体被活化,并且在气体组分中产生高度激发的状态。使用的气体和气体混合物称为工艺气体。大气压等离子体的组分可为工艺气体的高度激发的原子态、高度激发的分子态、离子、电子或未改变的组分。大气压等离子体不是在真空中产生的,而是通常在空气环境中产生的。这意味着如果工艺气体本身不是空气,则流出的等离子体将至少包含周围空气的组分。

    在第一种情况下,如图3中上方处所示,第一胶粘剂层表面3a和漆表面4a两者均未经处理。在第二种情况下,用等离子体射流预处理胶粘剂层表面3a,在第三种情况下,仅将漆预处理,且在第四种情况下,表面3a,4a两者都用等离子体射流预处理。

    然而,所测量的分离力显著较低,即在各自的情况下比在图2中所示的部分胶粘性失效中的情况低超过20N/cm。因此,均匀的内聚性失效下的分离力低于部分内聚性失效下的分离力。

    图4a和4b还显示胶带1和连接件表面4a之间的粘合的内聚性失效和胶粘性失效的混合。作为胶带1,使用由基于丙烯酸酯的自胶粘粘弹性载体材料与作为功能层的丙烯酸酯胶粘剂物质组成的双层结构。胶带1在两侧上用经化学蚀刻的PET膜增强以用于T剥离测试。所描述的胶带1通过等离子体层压制备,借助于该等离子体层压,胶粘剂层表面3a和载体材料表面4a两者均在极低功率下经受等离子体处理。

    等离子体层压过程的特征在于,在层压之前立即用等离子体预处理待彼此层压的两个表面,例如通过在以相反的方向运转的两个辊之间以彼此面对的两个表面拉两个膜并在层压和拉入层压间隙之前将等离子体射流引导到被拉开的两个表面上。

    图5显示由压力辊54和反压力辊56形成的层压间隙53,其中所述间隙形成层压所需的反压力。辊54,56在它们的直径和它们沿其旋转轴的纵向范围(尺寸)方面相同,并以相同的圆周速度在相反的方向上运转。将电介质57的层施加到压力辊54的外侧,其中所述层完全围绕(包围)压力辊54并沿着压力辊54的整个纵向尺寸被施加在压力辊54的整个外表面上。电介质57的层厚优选在1和5mm之间。电介质57优选地由陶瓷、玻璃、塑料、或橡胶如丁苯橡胶、氯丁橡胶、丁二烯橡胶、丁腈橡胶、丁基橡胶、三元乙丙橡胶(EPDM)或聚异戊二烯橡胶(IR)组成。

    在压力辊54和反压力辊56之间施加高频交变电流,其在层压间隙53中产生等离子体。将工艺气体59经由工艺气体喷嘴58供应至层压间隙53;在多个测试中,使用空气、氮气或二氧化碳作为工艺气体59,但也可想到其它工艺气体或这些工艺气体的混合物。

    在接近大气压的压力下,即在大气压±0.05巴下或在大气压下进行等离子体预处理。

    将载体材料4和胶粘剂层3在相同的幅方向上连续地供应到层压间隙53。幅速为0.5-200m/分钟、优选地1-50m/分钟、特别优选地2-20m/分钟。

    将第一胶粘剂层表面3a和载体材料的第一表面4a在层压间隙53中层压在一起,即压在一起,使得产生形成胶带1的层压体。两个第一表面3a,4a相对于彼此布置,使得在层压期间,它们彼此直接接触地并且在压力下对着彼此按压。两个第一表面3a,4a在层压在一起之前在整个面上经受等离子体预处理,特别地使得等离子体在层叠间隙53前方开始连续地作用在两个第一表面上直至进入层压间隙53中。

    粘弹性载体材料3的常规内聚强度为18.3N/cm,而根据图4b的在部分内聚性失效下的分离力为18.9N/cm。在部分内聚性失效的另一情况下,图4a中的分离力是9.5N/cm。总体而言,测试清楚地显示,借助于表面预处理,可造成粘合的分离或区域性地内聚性失效和区域性地胶粘性失效,并且粘合的分离力可大于在整个面上内聚性失效的粘合的分离力。

    附图标记列表

    1 胶带

    2 载体膜

    3 胶粘剂物质层

    3a 胶粘剂物质层表面

    4 连接件/载体材料

    4a 连接件表面

    6 经预处理的区域

    7 未经处理的区域

    53 层压间隙

    54 压力辊

    56 反压力辊

    57 电介质

    58 工艺气体喷嘴

    59 工艺气体

    关 键  词:
    通过 选择性 等离子体 预处理 增加 剥离
      专利查询网所有文档均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
    0条评论

    还可以输入200字符

    暂无评论,赶快抢占沙发吧。

    关于本文
    本文标题:通过选择性等离子体预处理增加剥离力.pdf
    链接地址:https://www.zhuanlichaxun.net/p-8861656.html
    关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服 - 联系我们

    copyright@ 2017-2018 zhuanlichaxun.net网站版权所有
    经营许可证编号:粤ICP备2021068784号-1