具有差别的分开性的可感应加热的胶带的制作方法

文档序号:4415186阅读:225来源:国知局

专利名称::具有差别的分开性的可感应加热的胶带的制作方法具有差别的分开性的可感应加热的胶带本发明涉及借助可热活化粘合剂将两个基底(更具体而言两个塑料基底)彼此粘性粘结(adhesivelybonding)的方法,还涉及使所得的粘着的基底组合件彼此再分离的方法。使用热活化可粘合片状元件(可热活化片状元件)以在粘附体之间得到高强度连接。尤其适合的是这样的片状元件,这些片状元件用于在相对薄的粘合层(bondline)的情况中获得与只含压敏粘合剂体系的片状元件可得到的强度相比相当或更高的强度。这种高强度粘合(bond)是重要的,特别是考虑到例·如在消费电子设备、娱乐电子设备或通讯电子设备领域进行中的电子设备(例如移动电话、PDAs、便携式电脑和其它计算机、数码相机和显示设备如显示器和数字阅读器)的小型化。对粘性粘结(adhesivebonds)的加工性能和稳定性的要求提高了,特别是在可携带消费电子制品中。一个原因是,这种制品的尺寸正在变得越来越小,所以可用于粘性粘结的区域也减少。另一个原因是,在这种设备中的粘性粘结必须特别稳定,这是由于例如需要可携带制品经受苛刻的机械载荷如冲击或掉落,而且,将在宽温度范围内使用。因此,在这种产品中,优选使用热活化可粘合片状元件,所述热活化可粘合片状元件具有热活化粘合的粘合剂(heat-activatedbondingadhesives),即,这样的粘合剂其在室温没有固有粘着性,或者至多稍有固有粘着性,但是当暴露于热时,其生成与相应的粘合基底(粘附体,粘合基体)粘合所需要的粘合强度。在室温,这种热活化粘合的粘合剂经常呈固体形式,但是在粘合过程中,作为暴露于温度的结果,可逆地或不可逆地转化成高粘合强度的状态。可逆热活化粘合的粘合剂例如为基于热塑性聚合物的粘合剂,而不可逆热活化粘合的粘合剂例如为反应性粘合剂,其中热活化触发化学反应如交联反应,由此使得这些粘合剂特别适于永久性高强度粘合。为了使可热活化胶带适于两种由不同材料(例如金属和塑料)制成的粘附体,在现有技术中已知使用在各侧包含不同可热活化粘合剂的多层胶带(例如参见DE102006055093A1说明书)。这种多层可热活化胶带也用于欲将压敏粘合性引入可热活化胶带的区域从而例如保持该粘附体在原位。在至少一层设计为至少部分压敏粘合剂的情形中,其在具体的情形下也可通过化学反应(通常热活化)转化为非压敏粘合剂状态(参见例如,EP1078965A1和US4,120,712A)。还已知的是产生适合于粘合层的几何的模切物的胶带。为了改善可热活化膜的模切质量,提出了内在聚合物膜,其在各侧上都提供有可热活化粘合剂,也可能这些粘合剂各自不同。所有热活化粘合的粘合剂体系的共同特征是,为了粘合,必须将它们加热。特别是在粘合剂体系在其整个区域上被粘合基底从外面遮蔽的粘合的情况中,将使粘合剂熔融或活化必需的热迅速传输至粘合区域是特别重要的。如果这里的粘合基底中的一个是良好的热导体,那么可借助于外部热源(例如通过直接传热介质、红外加热器等)加热该粘合基。然而,在这种直接加热或接触加热的情况中,快速均匀地加热已知粘合剂所需要的短加热时间仅在热源和粘合基底之间存在大温度梯度的情况下才能实现。结果,欲加热的粘合基底本身应对温度不敏感,该温度在一些情况中甚至可远远高于熔融或活化粘合剂实际所需要的温度。因此,可热活化粘合剂膜用于塑料/塑料粘合是成问题的。在消费电子产品中使用的塑料包括例如聚氯乙烯(PVC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)或者基于这些塑料的共混物。如果没有粘合基底为足够良好的热导体或者如果粘合基底对较高温度敏感,那么情况就不同了,例如,如以下情况许多塑料,以及电子部件如半导体部件或液晶模块。因此,对于粘合由低导热材料或热敏材料制成的粘合基底,适合的是配备本身具有内在加热机制的热活化可粘合片状元件,由此粘合所需要的热不需要从外部引入,而是在片状元件本身的内部直接产生。在现有技术中,已知存在各种实现这种内部加热的机制,例如呈以下形式借助于电阻式加热器加热,通过磁感应加热或通过与微波辐射的相互作用加热。在交变磁场中加热一方面通过感应润流在导电感受器(electricallyconductivereceptor)中实现,另一方面(给予基于模型的解释)通过周围的单元磁铁在交变磁场中的磁滞损失实现。然而,为了发展涡流,导电区域要求具有某一最小尺寸。交变磁场的频率越低,这一最小尺寸就越大。取决于感受器材料,两种效果共同发生(例如,磁性金属),或者在每一种情况中仅发生一种效果(例如,仅在铝的情况下发生涡流;仅在氧化铁粒子的情况下发生磁滞)。原则上,已知多种用于感应加热的加热设备;可用于区分它们的一个参数是使用所述加热设备产生的交变磁场的频率。例如,感应加热可通过频率为约IOOHz至约200kHz(所谓的中频;MF)的磁场进行,或者通过频率为约300kHz至约IOOMHz(所谓的高频;HF)的磁场进行。另外,作为特例,也存在磁场具有微波频率如2.45GHz的标准微波频率的已知加热设备。与所用交变场频率一起上升的是在产生交变场中涉及的技术成本和复杂性,和相应的加热设备成本。目前,中频体系已经可以以约5000欧元的市价购得,而高频体系的支出为至少25000欧元。而且,与频率一起上升的还有关于加热体系的安全需要,所以,对于高频体系,经常还需要将安装这种技术的较高的成本添加至较高的购置成本中。当高频用于粘性粘结电子设备中的部件时,此外可能在这些设备中的电子部件在其暴露于交替电磁场期间发生不期望的损伤。感应加热可给予应用的实例包括来自粘合、接缝密封、固化、回火等区的制造操作。在此通常的技术是使用根据例如EP1056312A2或DE202007003450U1的那些方法,其中感应器完全或部分包围组件并在整个范围均匀加热或者需要时故意地非均匀加热它们。DE202007003450U1阐述了例如用密封膜熔化容器开口的方法,其中密封膜的金属插入通过感应加热以及密封粘合剂被热的传导熔化。该容器用包含金属箔的旋开盖或快速压紧盖以及邻近的聚合物密封膜密封。使用感应线圈,在金属箔中产生涡流并加热金属箔。由于金属箔与密封膜之间的接触,密封膜也受热,从而与容器开口熔合在一起。隧道形式的感应线圈具有优于也可用于密封在金属箔与盖的上沿之间具有大的距离的容器的平线圈(flatcoils)的优点,因为线圈从侧面作用于金属箔。该方法的一个缺点是,组件体积比纯的粘合剂体积和金属箔显著大得多的部分通过电磁场,因而在电子部件情况下,未排除损伤的情形,因为加热可在不需要的地方发生。、另一缺点是,加热整个盖膜,而仅与容器接触的边区域会足够用于粘合。因此,受热区与粘合区之比大,对于开口直径25mm和粘合宽度2mm的典型的饮料瓶,该比值为约6.5。对于更大的容器直径,该比值在通常恒定的粘合宽度情况下升高。近年来,用于感应加热尤其在塑料在塑料上的粘合中,可感应加热的可热活化粘合剂膜(HAFs)已经返回至聚光灯下。原因在于现在可利用的纳米微粒体系,例如MagSiIica(EvonikAG),其可结合到欲加热的物体的材料中并由此允许在其整个体积中加热物体,而不会对机械稳定性造成任何伴随的显著损害。然而,因为这些纳米规模体系的小尺寸,在频率为中频范围的交变磁场中,不可能带来这种产品的有效加热。相反,对于该革新性体系,需要高频范围的频率。然而特别地,正是在这些频率下,证实在交变磁场中损害电子部件的问题达到特别严重的程度。另外,用高频范围的频率产生交变磁场需要提高的成本和装置复杂性,并因此在经济上不利。此外,纳米微粒填料的使用从环境的观点也是一个问题,因为在随后的回收中这些填料不容易从周围的材料中分离。此外,难以在非常薄的膜中使用这些粒子,因为纳米体系强烈趋于形成附聚物,这意味着由此形成的膜通常是非常不均匀的。此外,为了避免上面的问题,欲感应加热的可热活化膜(HAFs)可能填充有片状金属或者金属化的结构。这在使用全区金属箔的上下文中是非常有效的,甚至在中频范围内也是如此;可实现高的加热速度,因此可实现O.05^10s的感应时间。在该上下文中还可能的是使用非常薄的导电膜(O.25μπΓ75μπι)。还已知的是使用穿孔的金属箔、金属丝网(wiremesh)、多孔金属板(expandedmatal)、金属网或纤维(metalwebsorbers),通过其HAF的基体材料能穿过,从而改善了组合件的内聚力。然而,加热效率因此下降。对于移动电子设备内的粘性粘结,来自Lohmann的产品DuolplocollR⑶是已知的,该产品装备有可感应加热的纳米粒子。该产品可专有地在高频范围内以技术上可行的方式加热。上面针对使用粒子和高频交变磁场所述的缺点也适用于该产品。该产品还显示可能借助于另一感应加热使由其产生的粘性粘结分开。这种填充粒子的胶带的缺点是在高的加热水平情形中,内聚力衰减并因此在分开组件之后,胶带残留在两个粘附体上,它们各自污染有粒子。这对于材料再循环是不利的。借助感应加热来分开粘合的组件在现有技术中是已知的。在多种情况下,也使用基于粒子的粘合剂体系,其缺点如上所述。对于片状敏感材料,这描述于EP1453360A2中。当片状结构用于在交变磁场中生热时,出现这样的问题,即在借助于热效应(例如,熔融或化学分解)分开粘合时,不可能可靠地预测哪个粘附体将保持有与其附着的内部生热的片状结构。在此,因而也因污染在材料再循环中出现困难。本发明的一个目的是提供材料和方法,通过其可产生粘性粘结、更具体而言塑料/塑料粘合并可以以可控的方式再次分离,同时避免了现有技术的缺点。该目的借助于使两个基底表面粘性粘结(形成粘性粘结的组合件)和再分离(从而粘性粘结的组合件再次分离)的方法实现,其中热活化可粘合片状元件用于粘合,该热活化可粘合片状元件包含至少一种导电片状结构以及至少两层不同的可热活化粘合剂,其中第一可热活化粘合剂层基本上位于所述导电片状结构的一侧,而第二可热活化粘合剂基本上位于所述导电片状结构的另一侧,其特征在于-所述粘结通过使所述热活化可粘合片状元件经受第一温度(T1)实现,在温度T1存在所述两种可热活化粘合剂的同时热活化,-所述再分离通过使粘结处(即,具体是热活化粘合的片状元件)经受第二温度(T2)实现,在温度T2在预定的条件下可热活化片状元件的可热活化层中仅一个层(下文中称为-仅用于语言学上区分第一可热活化粘合剂")在粘性粘结的组合件中失去其粘附效果,其程度使得所述粘性粘结的组合件分离。出于本申请的目的,统一地称为可热活化粘合剂和热活化可粘合片状元件,即使在那些情形中这些组件以粘合状态存在或者在所述粘性粘结的组合件的再分离之后也这样称,而不论在此时可热活化粘合能力存在与否。这考虑到下面的事实,可热活化粘结的适宜性在粘合之前存在,以及在使用该表述时各自物体(适当时以改性的、更具体而言粘性粘结的形式)本身继续存在。当与在具体状态下所述适宜性存在或不存在的何程度相关时,这在文章的相应段落处中得到澄清。因此,例如名称〃热活化可粘合片状元件〃在相应的情形中也涵盖〃热活化粘合的片状元件",否则会另外指出。在使用片状元件之前,在每种情形中,"热活化可粘合片状元件〃和可热活化粘合剂是在通过达到高于室温的活化温度的应用下能发展粘性粘结能力的这种粘合剂。名称〃可热活化粘合剂基本上位于片状结构的一侧〃是指在片状元件的各自侧上的粘合剂完全或很大程度地带来粘合,但是也可在具体的胶带构造中延伸至导电片状结构的另一侧,这由例如通过在中断的导电片状结构(例如网、穿孔板等)中与对侧的可热活化粘合剂合并,在片状结构边缘的重叠引起,或者在另一方式中,在任何情况下其程度使得本发明概念的实现因此不受影响。"基本上"则考虑到下面的事实,即各自的可热活化粘合剂可完全位于导电片状结构的各自侧上,但是无需如此,条件是其仍然确保在各自基底上热活化可粘合片状元件的粘合得到重要的保持,这通过各自的可热活化粘合剂得到重要的确保。对于本说明书的目的而言的片状元件更具体而言包括具有基本上片状延伸的所有常规和适合的结构。这些结构允许基本上二维的粘合,并可采取多种形式,更具体而言可为柔性的,呈粘合剂膜、胶带、胶粘标签或成形模切物(shapeddiecut)的形式。片状元件可设计为切成尺寸(cut-to-size)片状元件的形式,使其形状适应粘合区的形状,从而降低了粘合基底在感应加热期间经受热损伤的风险。对于本说明书的目的而言的片状元件各自具有两个侧面,前面和后面。术语〃前面〃和〃后面〃在这里是指平行于片状元件的主要尺寸(二维范围,主要延伸面)的片状元件的两个表面,以及仅用于区分布置在片状元件相对侧上的这两个面,而不是选择确定两个面的绝对三维设置的术语;因此,当相应地后面形成在三维上位于前面的片状元件的侧面时,相应地,前面也可构成在三维上位于后面的片状元件的侧面。这种热活化可粘合片状元件意在将两个粘合基底彼此粘合。为此目的,在两个侧面上,所述片状元件具有热活化粘合的粘合剂。热活化粘合的粘合剂均为所有在高温热粘合并且在冷却后得到机械上牢固连接的粘合剂。所述粘合剂通常以粘合剂层的形式存在。更具体地,层是片状设置的具有整体功能的体系,其在一个空间指向(厚度或高度)上的尺寸显著小于在限定主要尺寸的两个其它空间指向(长度和宽度)上的尺寸。这种层在形式上可为紧密的或穿孔的,以及可由单一材料组成或由不同材料组成,特别是当这些材料促进所述层的整体功能时。层可具有不同的厚度,或者在整个面积范围上具有恒定厚度。而且,当然,层也可具有超过单一的功能性。术语“可热活化粘合剂”(在文献中也称为“可热活化粘合剂(thermalIyactivatableadhesive)”)是指通过提供热能活化并在此状态下应用于效用的粘合剂。在冷却时,产生粘性粘结,具体地,在两种体系之间区别如下热塑性可热活化体系(热熔粘合剂)在冷却时物理地固化(通常可逆),而可热活化弹性体/反应性组分体系(热密封粘合剂)化学地固化(并且通常不可逆)。术语〃可热活化粘合剂〃与研究中的粘合剂在室温或者在其它低于活化温度的温度也已经具有某些固有粘着性(压敏粘合性、自粘合性)的可能性(可能是"压敏粘合剂〃)不矛盾。然而,这种在低于活化温度时的固有粘着性不是必需的,因此可热活化粘合剂也可在低于活化温度的温度(更具体而言在室温)是非粘性的。不同的可热活化粘合剂在本说明书中应理解为更具体而言那些可热活化粘合剂,它们的行为使得温度Tdk1CT2-始于粘合状态-可热活化粘合剂中之一(第一可热活化粘合剂)失去其在粘性粘结的组合件中的粘合效果,其程度使得粘性粘结的组合件就借助于该可热活化粘合剂的粘合而言分离,而借助于另一可热活化粘合剂(下文中称为"第二可热活化粘合剂〃)产生的粘合在温度T2得到保持。为了在温度T2分离粘性粘结的组合件(换言之为了使两个基底的粘合彼此再分离),可能有用的是委任一个支持分开过程的其它方法条件;例如,额外地使用具有或多或少的强分开效果的力(拉伸力、压缩力等)。对于第二可热活化粘合剂,则是在温度T2和在粘性粘结的组合件再分离所处的条件下(更具体而言在上述力的影响下),它未分开与其所粘合的基底的粘结。可有利地选择第二可热活化粘合剂使得对于它的部分,它在高于温度T2的第三温度T3使与其所粘合的基底的粘结分开。各自的可热活化粘合剂从其所粘合的基底上分离可例如通过熔融、软化和/或经历分解使得各自粘合剂在该温度(T2*T3)失去或者至少严重减损其粘合强度来发生。分离过程的其它机制也是可能的,并且包括在本发明的基础概念中。在本发明方法的一种优选实施方案中,在热活化可粘合片状元件中的温度T1通过在热活化可粘合片状元件中感应加热导电片状结构(更具体而言在磁场中)并传热给粘合剂而产生。在另一优选的实施方案中,温度T2以及优选地可能要达到的温度T3通过感应加热导电片状结构实现。在本发明的方法中,有利的是,使用下文中更具体描述的这种热活化可粘合片状元件以及使用本身为本发明主题的这种热活化可粘合片状元件。此外,本发明的一个主题是热活化可粘合片状元件;所述热活化可粘合片状元件包含至少一种导电片状结构以及至少两层不同的可热活化粘合剂,其中第一可热活化粘合剂层基本上位于所述导电片状结构的一侧,而第二可热活化粘合剂基本上位于所述导电片状结构的另一侧,所述可热活化粘合剂的选择使得它们在共同温度T1带来粘结,以及在温度Tdk1时所述可热活化粘合剂中之一(第一可热活化粘合剂)失去其粘附效果但是另一个(第二可热活化粘合剂)仍然没有失去其粘附效果。表达〃基本上〃具有与上面已经定义的相同的含义。具体的可热活化粘合剂失去其在粘性粘结的组合件中的粘合效果所处的温度在本说明书的上下文中也称之为"失去粘附温度"。总的来说,所述热活化可粘合片状元件可具有任何适合的设计。因此除了上述的层之外,所述片状元件可包含其它层,例如永久载体或临时载体。在本发明的可热活化片状元件的一种有利的实施方案中,第一可热活化粘合剂的活化能Oirt1)和第二粘合剂的活化能(TArt2)是相同的,或者彼此差别很小从而这二者均位于某一温度范围内,在该温度范围中达到时更具体而言在超过这两活化能的较高者之后,这两可热活化粘合剂发展或者已经发展其粘合性,但具有较低活化能的粘合剂未再经受其粘合性损失(例如,通过变得非常易流动的、经历分解或者其它方式不再能实现所需的粘合效果(因此这两种粘合剂中一种或两种粘合剂的失去粘附温度Tdk已经达到)。具有较低的失去粘附温度Tdk1的第一可热活化粘合剂可以是具有较低的活化温度的可热活化粘合剂或者具有较高的活化温度的可热活化粘合剂,其中ΤΑ。/和Tikt2彼此不同。同样地也适用于具有较高的失去粘附温度Tdk2或者没有失去粘附温度的第二可热活化粘合剂。在本发明方法中,温度T1的选择更具体而言使得它对应于两个活化能的较高者或者高于(更具体而言略高于)该较高能量,这意味着两种压敏粘合剂均发展其粘合性,而未超过两种粘合剂中一种或两种再经受其粘合性减小的温度。可热活化粘合剂经受其粘合性减小的温度(它们不再能够维持粘性粘结的组合件;对于第一可热活化粘合剂失去粘附温度Tdk1和对于第二可热活化粘合剂失去粘附温度Tdk2)优选地显著不同,从而在技术上可能实现温度!^(或温度范围T2)使得第一基底与具有较低的失去粘附温度Tdk1的第一可热活化粘合剂的粘合分开,而第二基底与具有较高的失去粘附温度Tdk2(或者无现有的失去粘附温度)的第二可热活化粘合剂的粘合(仍然)得以保持。温度Tito1、Tikt2、Tdk1和/或Tdk2可以是严格定义的温度;然而由于压敏粘合剂是聚合物,当在温度范围内发生相变和/或其它物理、化学和/或物化过程时,所述温度范围应包括在内。所述温度T则更具体地指明在各自温度范围内的温度,在该温度相应的过程(热活化、熔融、软化、分解等)已经基本上发生,引起所述的方法成功(即,粘合和/或再分离)。方法温度T1表示等于或高于可热活化粘合剂的活化温度Tito1和Tikt2的温度。方法温度T2表示等于或高于第一可热活化粘合剂的失去粘附温度Tdk1的温度;当第二可热活化粘合剂还具有失去粘附温度Tdk2时,T2低于TDK2。方法温度T3表示等于或高于失去粘附温度Td广的温度。如上所述,预期可热活化粘合剂的失去粘附温度各自独立于其它可热活化粘合齐U,具体地包括它们各自的熔融温度、软化温度、分解温度等;当然也可能两种可热活化粘合剂的失去粘附均源于相同的作用。本发明胶带的一种有利实施方案涉及热活化可粘合片状元件,其包含至少一种导电片状结构以及在所述导电片状结构两侧的两种可热活化粘合剂层,这两种可热活化粘合剂彼此不同,实现这两种可热活化粘合剂的粘合性的活化温度之间的差小于它们的失去粘附温度之间的差、更具体而言小于它们的熔融温度之间的差和/或小于它们的分解温度之间的差。本发明的热活化可粘合片状元件和本发明的方法尤其适用于在至少两个相同或不同非导电材料(上面使用的表述为基底)、更具体而言各自具有小于5W/mK的热膨胀系数的那些非导电材料之间的粘性粘结(更优选在电子设备中)。根据本发明,所述粘合可在对于两种粘合剂是相同的温度范围中进行,其中两种粘合剂达到完全的粘合强度(所述材料中任一种没有例如因不完固化或者熔融而未实现其完全粘合强度)。有利的是,所涉及的材料(基底、粘合剂)均未被过高的温度损伤。通过选择与使粘合分开相关的温度T2(更具体而言,较低的温度),还可能可靠地预先确定导电片状结构保持与其粘着的那个粘附体。这对于设备(更具体而言,电子设备)的再循环过程是有利的,尤其有利于物质的清洁分类。·出乎预料的是,尽管可粘合片状元件中存在两种不同的粘合剂体系以及另外的边界层,但是在实现在导电片状结构上的粘合强度方面取得成功,所述在导电片状结构上的粘合强度否则仅使用单一体系诸如粒子填充的粘合剂(例如其均匀地存在于粘合层中)实现。在一种尤其有利的形式中,热活化可粘合片状元件的厚度小于70μm,更具体而言小于50μm,非常具体地小于30μm,因为由此可能制备特别薄的粘性粘结。包含在本发明中的是通过提供本发明的热活化可粘合片状元件产生粘性粘结的方法,更具体而言在欲产生粘性粘结的几何结构(例如,作为形状或模切物)中,将该片状元件施用至粘合层,使该粘合层经受压力,所述压力通过压制设备施加,在该压制设备中至少一种压制工具包括用于产生交变磁场的装置,·以及借助感应将该片状元件加热至一温度,在该温度两种粘合剂体系均被活化。本发明还包括使粘性粘结分开的方法,更具体而言在上述产生粘性粘结的方法之后使粘性粘结分开的方法,其中通过感应对用本发明的热活化可粘合片状元件胶带产生的粘性粘结进行加热,其特征在于未基本上(substantially)超过两种可热活化粘合剂降低粘附和/或内聚力所需的温度中的较低温度。本发明的片状元件可使用常规用于感应加热的感应加热装置(感应器)进行加热。感应加热装置(感应器)预期包括所有常规和适合的设置,换句话说,例如,线圈、导体环(conductorloops)或导体,交流电流通过这些设置,以及这些设置由于流过它们的电流产生适当强度的交变磁场。因此,加热所需的磁场强度可由例如具有适当数目的线圈匝数和线圈长度的线圈设置(相应的电流流过所述线圈设置)例如以点感应器(pointinductor)的形式提供。可将这种感应器设计成不含铁磁芯,或者这种感应器可具有芯,所述芯例如由铁或压制铁氧体粉末制成。可将初步组合件直接暴露于这样产生的磁场。当然,可选择地,也可将上面的线圈设置布置为在磁场变换器的初级侧(primaryside)上的初级绕组,在磁场变换器的次级侧上,次级绕组提供相应的较高电流。结果,由于较高的电流,设置在初步组合件周边区域中的实际激励线圈可具有较低数目的匝数,而不会因此降低交变磁场的场强。当初步组合件在感应加热期间经受压制压力时,这额外需要压制设备。使用的压制设备可为适于施加压制压力的所有设备,例如不连续操作压机如气动压机或液压机、偏心压机、曲柄压机、肘杆式压机、枢轴上压机等,或者连续操作压机如压辊。所述压制设备可作为单独单元提供或者可与感应器联合存在。例如,优选使用包含至少一个压力冲杆元件(其也具有感应加热装置)作为第一压制工具的压制设备。结果,可使感应场非常接近于待形成的粘合位置,并因此也可将感应场在三维上限制于此粘合位置的区域。对于感应加热,可有利地选择下面参数-f200kHz的频率,因为在低频时可实现较高的穿透深度以及可较好地控制加热速度。在本发明方法中尤其优选使用的是f40kHz、更具体而言f15kHz的频率,因为在这种情形下有效的磁场穿透深度得到进一步增大。·-在小于20秒时间内完成加热至大于70°C的温度。当加热面积小于5cm2时,采用所述方法是尤其有利的。出乎预料的是,采用该方法可避免不受控制的粘合基底熔融,所述粘合基底在此情形中是非常脆弱的。尤其有利的是,当粘合剂层形成不连续区域的形式时采用所述方法。这意味着,一方面凹处和/或穿孔区以及另一方面基本上由线性元件组成的区例如梳状结构,其中单个元件的纵横比(长宽比)超过2。在本发明方法的一种特别有利的形式中,加热伴随着施加大于O.2MPa的压制压力。如此可避免由于化学反应中形成的解吸气体或气体(具体而言由于蒸汽)形成气泡。对于高交联温度优选压力大于O.5MPa。相比之下,在本发明方法的又一种特别有利的形式中,压力小于O.2MPa,因为如此可避免粘合剂(更具体而言,热塑性粘合剂)从粘合层中渗出。在一种尤其有利的形式中,加热速度不大于200°C/s,更具体而言不大于100°C/s,因为在较高加热速度时存在高的对可热活化粘合剂的物理损伤或者不受控制的基底熔融和/或基底热损伤的风险。如此限制加热速度可例如通过使用较低的电导率的金属(例如,铝代替铜,或者钢代替铝)实现。限制加热速度的另一技术手段是使用穿孔的金属片状结构,例如,多孔金属网板。在本发明方法的又一种特别有利的形式中,在加热片状元件之后保持压力,从而允许通过物理或化学机制增强粘合层。还有利的是,在第二压制设备中进行该后续的压制时间,第二压制设备不再需要包括感应器从而由此减少了循环时间。在本发明方法的又一种特别有利的形式中,在该后续的压制时间的至少一部分中,还存在胶带的进一步感应加热,因为如此可有利地保持粘合层内的温度。该后续加热有利地以比原始加热低的加热速度进行。由于胶带优选提供在粘合区域的几何形状中的事实,确保加热静置需要粘合的区域进行。热损伤的风险因此得到降低。所述几何形状可通过本领域技术人员熟悉的任一技术(例如剪切、冲压、激光剪切、喷水剪切)产生。所述方法的另一优点是感应器整合至至少一个压制工具中,因为如此可使感应场非常靠近粘结处并且还可使其三维上限制至所述粘结处。_5]可热活化粘合剂作为可热活化粘合剂,具体可使用热熔粘合剂、反应性粘合剂或反应性热熔粘合剂。第一可热活化粘合剂优选具有失去粘附温度(Tdk1),其为高于第二可热活化粘合剂的活化温度(TAet2*)l(T20°C、更优选2(Γ50°C、更优选至少50°C。这确保了在一个加热周期中可以可靠地活化两种粘合剂而没有激活第一粘合剂的分开机制(分解)。采用10-20°C的差异,分离所述粘合所需的温度是相对低的,因此允许节约加热时间和/或能量。在前述温度(Tm1、EAet2)的差异大于50°C时,所述方法是非常可靠的,因为在粘合时允许在温度方案中较大的公差。温度差异范围20°(T50°C是这两种变量之间的有利折衷。在一种特别优选的形式中,第一可热活化粘合剂是或者包含反应性粘合剂、或者是或者包含反应性热熔粘合剂,和/或第二可热活化粘合剂是或者包含热熔粘合剂,其中选择所述热熔粘合剂的熔融温度使其非常优选地低于反应性体系的分解温度。其结果是,粘性粘结可在没有化学分解的情况下分开,因此没有在该过程中形成的气体或其它分解产物引起的危害。在一种进一步优选的实施方案中,将至少一种可热活化粘合剂与至少一种物质的部分混合,所述至少一种物质促进分解或者优先分解因而削弱了粘性粘结并导致其分开。这样的物质的实例是为本领域技术人员所知的,并且例如列于US5,272,216中。其中披露的相应材料明确地包括本申请说明书的公开范围内。作为所述至少一种热活化粘合的粘合剂,原则上可使用所有常规热活化粘合的粘合剂体系。原则上可将热活化粘合的粘合剂分为两类热塑性热活化粘合的粘合剂(热熔粘合剂)和反应性热活化粘合的粘合剂(反应性粘合剂)。这种细分也包括可归为两类中的那些粘合剂,即,反应性热塑性热活化粘合的粘合剂(反应性热熔粘合剂)。热塑性粘合剂基于在加热时可逆地软化并且在冷却过程中再次固化的聚合物。与这些粘合剂相比,反应性热活化粘合的粘合剂包含反应性组分。也将反应性组分称为"反应性树脂",其中加热引发交联过程,在交联反应结束后,所述交联过程确保永久稳定粘合(甚至在压力下)。这种热塑性粘合剂优选也包含弹性组分,例如合成丁腈橡胶。因为高流动粘度,这种弹性组分给予热活化粘合的粘合剂特别高的尺寸稳定性(甚至在压力下)。下面完全通过实施例描述一些典型的热活化粘合的粘合剂体系,这些热活化粘合的粘合剂体系显现出与本发明联用特别有利。因而,热塑性热活化粘合的粘合剂包含热塑性基础聚合物。这种聚合物具有良好的流动行为(甚至在低施加压力下),所以,与永久粘合的耐久性相关的最终粘合强度在短加压时间内发生,因此,可迅速粘合,甚至可与粗糙基底或另外的苛刻基底迅速粘合。作为热塑性热活化粘合的粘合剂,可使用本领域已知的所有热塑性粘合剂。例如,DE102006042816Α1中所述种类的那些可热活化粘合剂具有适宜性,不希望这些细节强加任何限制。、示例性组合物例如描述于EP1475424A1。因此,热塑性粘合剂可包含例如下列组分中的一种或多种,或者甚至由例如下列组分中的一种或多种组成聚烯烃、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、聚酰胺、聚酯、聚氨酯或丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物。优选使用例如在EP1475424A1的段中列出的热塑性粘合剂。其它特别适合的热塑性粘合剂(尤其是对于特定应用领域如玻璃粘合基底的粘合)例如描述于EP1956063A2。优选使用通过流变添加剂提高了熔体粘度的热塑性粘合剂,例如通过添加热解二氧化硅、炭黑、碳纳米管和/或其它聚合物作为共混组分。相比之下,反应性热活化粘合的粘合剂有利地包含弹性体基础聚合物和改性剂树月旨,所述改性剂树脂包含增粘剂树脂和/或反应性树脂。通过使用弹性体基础聚合物,可得到具有出色的尺寸稳定性的粘合剂层。作为反应性热活化粘合的粘合剂,可根据在每一情况中的具体要求使用本领域已知的所有热活化粘合的粘合剂。这里例如还包括基于丁腈橡胶或其衍生物如丁腈橡胶或这些基础聚合物的混合物(共混物)的反应性热活化粘合片材,所述反应性热活化粘合片材还包含反应性树脂如酚醛树脂;一种这样的产品例如可以以名称tesa8401商购。由于高流动粘度,丁腈橡胶给予热活化粘合片材显著的尺寸稳定性,从而允许在交联反应发生后在塑料表面上实现高粘合强度。自然地,同样可使用另外的反应性热活化粘合的粘合剂,例如,包含质量分数为50重量%-95重量%的可粘合聚合物和质量分数为5重量%-50重量%的环氧树脂或两种或更多种环氧树脂的混合物的粘合剂。可粘合聚合物在这种情况中有利地包含40重量%-94重量%的具有通式CH2=CO1)(C00R2)(R1在这里表示选自H和CH3的基团,以及R2表示选自H和线性或支化的具有1-30个碳原子的烷基链的基团)的丙烯酸化合物和/或甲基丙烯酸化合物、5重量%-30重量%的具有至少一个酸基团,更具体为羧酸基团和/或磺酸基团和/或膦酸基团的第一可共聚乙烯基单体,I重量%_10重量%的具有至少一个环氧化物基团或酸酐官能的第二可共聚乙烯基单体,和O重量%-20重量%的第三可共聚乙烯基单体,其至少一个官能团不同于第一可共聚乙烯基单体的官能团和第二可共聚乙烯基单体的官能团。这种粘合剂允许以快速的活化粘合,仅在非常短的时间内实现最终粘合强度,总的结果是,确保与非极性基底的有效粘接。可使用并且提供特殊优点的另外的反应性热活化粘合的粘合剂包含40重量%_98重量%的含丙烯酸酯的嵌段共聚物、2重量%_50重量%的树脂组分和O重量%-10重量%的硬化剂组分。所述树脂组分包含选自粘合强度增强(增粘)环氧树脂、酚醛清漆树脂和酚醛树脂的一种或多种树脂。所述硬化剂组分用于使树脂组分的树脂交联。由于在聚合物中的强物理交联,这种制剂提供以下的特殊优点可得到具有高的总厚度的粘合剂层,而总体上不损害粘合的坚固性。结果,这些粘合剂层特别适于修正基底中的不均匀。而且,这种粘合剂的特征在于具有良好的耐老化性以及呈现出低放气(outgassing)水平,低放气水平对于电子设备领域中的许多粘合而言是特别希望的特征。然而,如上所述,除了这些特别有利的粘合剂之外,原则上也可选择和使用符合粘性粘结要求的具体条件的所有另外的热活化粘合的粘合剂。此外还有利可用的是反应性压敏粘合剂,更具体而言包括适用于结构粘性粘结的那些。这种粘合剂披露于例如DE19905800B4和EP0881271B1的说明书,其公开内容在此方面并入本申请说明书公开中。在本发明的一种有利形式中,两种可热活化粘合剂的选择使得在通过磁感应加热热活化可粘合片状元件产生的粘结之后,在聚碳酸酯上的静态剪切试验中的粘结强度大于lOOMPa,优选10(T300MPa,非常优选大于400MPa。此外,有利的是,若所述两种可热活化粘合剂中至少一种(但也可能是两种)部分涂覆在导电片状结构上,例如以几何区域(例如,点、三角形、菱形或六边形)或者线图案(例如边、线、点阵或波浪线)的形式。如此,可实现分开力在两侧的进一步区分。在本发明的另一有利形式中,所述可热活化粘合剂层给予不同的厚度。这具有这样的优点,不同种类的粘合剂之间的粘合强度差异可被较大或较小的层厚度弥补。导电片彳犬结构所述至少一种导电片状结构原则上可具有任何适合的设计-例如,穿孔(例如,呈点阵的形式)的薄层或在整个面积上紧密的薄层,导电层的层厚优选小于50μm,更具体而言小于20μm或者甚至小于10μm。所述点阵使得可能以相对简单的方式将加热速率限制到上限(topend)。作为导电片状结构的可感应加热的材料,选择的材料更具体而言是那些材料更具体而言为层形,用于该目的的其种类本身在现有技术中是已知的。导电层被认为是至少一种具有导电性(电子和/或空穴)的材料的任何层,所述导电性在23°C为至少lmS/m,从而允许电流在所述材料中流动。具体地,这种材料为金属、半金属和其它金属材料,以及还可能为低电阻的半导体。因此,导电层的电阻一方面足够高,以允许当电流在层中通过时加热所述层,但是另一方面对于通过所述层实际上确立起来的电流而言又足够低。作为特殊情况,只要有低频率的交流电流,具有低磁阻(从而具有高导磁性或导磁率)的材料(例如铁氧体)的层也被认为是导电层,尽管这些经常具有相对高的电阻,所以,加热在这里经常仅用倾向于相对高的交变磁场频率实现。优选使用例如导电片状材料(片状结构),因为这些材料可用低频加热,得到较高的磁场穿透深度并得到较低的设备成本。这些导电片状结构的厚度优选小于50μm、更具体而言小于20μm、非常优选小于10μm,因为随着导电片状结构的厚度下降,胶带变得更挠性。通过该方法,可提供特别薄的胶带;此外,可减少在一个粘附体上保持的导电材料的量。在一种有利的实施方案中,热活化可粘合片状元件的导电层的层厚度为小于20μπκ更具体而言小于10μm,从而以尤其简单的方式限制其加热速率。此外,所述片状元件可具有另外的热活化粘合的粘合剂层。这种片状元件,作为双面可粘合片状元件,尤其适用于将两个粘合基底彼此接合。同时,此外,该导电层也优选为磁性的,更具体而言为铁磁性的或顺磁性的。尽管预期在所述材料中除了涡流感应之外,还存在磁滞损失导致的在该材料中加热,因而总体加热速率将较高,但是相反,观察到的是,与本身无磁性但为电流良导体的材料如铜或铝相t匕,甚至作为电流良导体的磁性材料如镍或磁钢实际上都一致地具有较低加热速率。因此,通过使用传导电流的磁性材料,可更容易控制加热以及可减少在粘合层外面的加热效果的发生。此外,有利的是若导电层的电导率大于20MS/n(其可通过使用例如铝来实现)、更具体地大于40MS/n(其可通过使用例如铜或银来实现),各自在300K测定。如此可能实现产生高的粘性粘结强度所需要的充分高的粘合层温度,而且还可能实现均匀的穿透加热,即使在非常薄的片状元件中也是如此。出乎预料地观察到由于感应的涡流,加热随着导电率增大而提高,而并不如预期那样加热随着电阻增大而提高。实验部分实施例作为可热活化粘合剂,使用基于不同化学的以及不同厚度的可热活化粘合剂膜(参见下表)。为此目的,可部分采用可商购的可热活化膜(tesaSE)。为了实现比可商购的那些粘合剂更薄的粘合剂厚度,将相对厚的产品溶于2-丁酮中,所需厚度的粘合剂层通过涂覆和干燥由该溶液制备。用于感应加热的导电片状结构是厚度36μm的铝箔。在约90°C的温度将金属箔的两面各自与粘合剂层层压在一起。在此点上,仍未引发化学交联反应,而仅仅引起粘连。·用于本发明胶带I的粘合基底是2个20mm宽、IOOmm长且3mm厚的聚碳酸酯片材2,其在粘合层3处交叠10mm(参见图I)。因此,在此情形中,粘合区域包括边长10X20mm的长方形。为了研究胶带的差别分离,选择由相同材料制成的粘附体。图I还示意性示出下压力冲杆元件4、上冲压机5和力F。使用来自IFFGmbH,Ismaning的类型EW5F的改性感应体系进行粘合方法。由仅一个水冷却的承受电流的导体构成的感应场变换器起着用于在此局部提供交变磁场的感应器的作用,其在变换器-场变换器中用作次级线圈电路并且其在同轴变换器中与初级线圈侧产生的变换器场相互作用。感应场变换器植入聚醚醚酮(PEEK)基体中,并且所得的布置用作压制设备的下压力冲杆元件4,所述压制设备还具有上压力冲杆元件5。垂直于热活化可粘合片状元件的侧面的基于力F的外加压力(其施加于在下压力冲杆元件4与上压力冲杆元件5之间的初步组合件)各自为2MPa。借助于改性的感应体系,产生频率20kHz的交变磁场(脉冲宽度30%)。脉冲宽度是指交变磁场的脉冲持续时间(脉冲长度)占交变磁场的总持续时间(脉冲持续时间与两个连续脉冲之间的暂停时间之和)的百分比。设置热活化可粘合片状元件暴露于脉冲交变磁场的时间(即,感应加热的持续时间)使得在各情形中达到指示的温度,更具体而言位于I至6秒的范围内。此外,进行所有的试验,随后的压制时间为5s,其中在与用于粘合剂热活化的频率相同的频率的交变磁场中发生感应残热(inductiveafterheating),脉冲宽度为20%(对应于脉冲持续时间与暂停时间之比1:4)。选择的测量参数是在基于DIN53283的在23°C的动态拉伸剪切试验中的粘合强度,其中测试速度为lmm/min。所有的测试重复10次。为了粘性粘结的分开(分离),将感应加热进行至下面指出的温度,无任何显著的施加压力,而后从感应压机中取出样品杆,立即通过弯曲用手趁热分开。下表显不实施例权利要求1.将两个基底表面进行粘性粘结和再分离的方法,其中热活化可粘合片状元件用于所述粘结,所述热活化可粘合片状元件包含至少一种导电片状结构以及至少两层不同的可热活化粘合剂,其中第一可热活化粘合剂层基本上位于所述导电片状结构的一侧,而第二可热活化粘合剂基本上位于所述导电片状结构的另一侧,其特征在于-所述粘结通过使所述热活化可粘合片状元件经受温度T1实现,在温度T1存在这两种可热活化粘合剂的同时热活化,-所述再分离通过使粘合处经受温度T2实现,在温度T2在预定的条件下热活化可粘合片状元件的可热活化层中仅一个层在粘性粘结的组合件中失去其粘附效果,其程度使得所述粘性粘结的组合件分离。2.权利要求I的方法,其特征在于用于产生所述粘性粘结的温度!\通过所述导电片状结构的感应加热实现。3.前述权利要求中任一项的方法,其特征在于用于产生所述粘性粘结的组合件的再分离的温度T2通过所述导电片状结构的感应加热实现。4.前述权利要求中任一项的方法,其特征在于所述粘性粘结的组合件在温度!^的再分离通过熔融或分解相应的可热活化粘合剂层实现。5.热活化可粘合片状元件,其包含至少一种导电片状结构以及至少两层不同的可热活化粘合剂,其中第一可热活化粘合剂层基本上位于所述导电片状结构的一侧,而第二可热活化粘合剂基本上位于所述导电片状结构的另一侧,其特征在于实现这两种可热活化粘合剂的粘合性质的活化温度彼此不同,并小于所述两种可热活化粘合剂的熔融温度。6.热活化可粘合片状元件,其包含至少一种导电片状结构以及至少两层不同的可热活化粘合剂,其中第一可热活化粘合剂层基本上位于所述导电片状结构的一侧,而第二可热活化粘合剂基本上位于所述导电片状结构的另一侧,其特征在于实现这两种可热活化粘合剂的粘合性质的活化温度彼此不同,并小于所述两种可热活化粘合剂的分解温度。全文摘要本发明涉及将两个基底表面进行胶合在一起和再分离的方法,其中将可通过热活化胶合的表面元件用于胶合。可通过热活化胶合的表面元件包含至少一种导电片状材料以及至少两层不同的可热活化粘合剂化合物,其中第一可热活化粘合剂化合物层基本上位于所述导电片状材料的一侧,而第二可热活化粘合剂化合物基本上位于所述导电片状材料的另一侧。该方法的特征在于所述胶合通过使所述可通过热活化胶合的表面元件经受温度T1实现,在T1所述两种可热活化粘合剂化合物同时发生热活化。所述再分离通过使胶合处经受温度T2实现,在T2在预定的条件下所述可通过热活化胶合的表面元件的可热活化层中仅一个层失去其在粘性粘结中的粘合效果,其程度使得所述粘性粘结分离。文档编号B29C65/36GK102762682SQ201080064430公开日2012年10月31日申请日期2010年12月7日优先权日2009年12月21日发明者H.K.安格尔丁格,J.格鲁瑙尔,K.凯特-特尔根布舍申请人:德莎欧洲公司
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1