WO2004056933A1 - Self-adhesive article with at least one layer of a thermally-conducting adhesive mass and method for production thereof - Google Patents

Self-adhesive article with at least one layer of a thermally-conducting adhesive mass and method for production thereof Download PDF

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WO2004056933A1
WO2004056933A1 PCT/EP2003/013169 EP0313169W WO2004056933A1 WO 2004056933 A1 WO2004056933 A1 WO 2004056933A1 EP 0313169 W EP0313169 W EP 0313169W WO 2004056933 A1 WO2004056933 A1 WO 2004056933A1
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electrically conductive
sensitive adhesive
psas
coating
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Marc Husemann
Stephan ZÖLLNER
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Tesa Ag
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Definitions

  • PSA article with at least one layer of an electrically conductive PSA and process for its production
  • the invention relates to a method for producing a pressure-sensitive adhesive article which has at least one layer of a thermally conductive pressure-sensitive adhesive, and to a pressure-sensitive adhesive article obtainable in this way, in particular for bonds in the field of electrical and electronic components.
  • electrically conductive PSAs are increasingly being used to bond electrodes or electromagnetic components.
  • the goal is to maintain electrical conductivity and avoid electrical flashovers.
  • electrically conductive acrylic PSA tapes are used for these applications.
  • the electrical conductivity can be achieved by two different methods. On the one hand, conductive foils or fabrics are used, on the other hand, the PSA is modified by electrically conductive components and thus itself electrically conductive.
  • electrically conductive carrier materials are e.g. in US 5,939,190 and 6,235,385 and the patents cited therein.
  • Electrically conductive acrylic PSAs have also been known for a long time.
  • US 4,113,981 describes that electrical conductivity can be achieved by adding metal powder or SiC powder. The conductivity can be varied by the degree of filling. Furthermore, if the mass is enclosed between two electrodes, an electrical conductivity is only achieved in the z direction by limiting it to 30%.
  • silver-plated glass beads and metal beads are mixed with a PSA. The diameter of these beads is at least as large as the layer thickness of the PSA. The electrical conductivity is thus achieved through the direct contact of the conductive beads with the conductive substances to be glued (eg electrodes).
  • US Pat. No. 5,620,795 and US Pat. No. 6,126,865 use polyacrylates of a certain comonomer composition as electrically conductive acrylic PSAs.
  • the comonomer composition of the polyacrylates is chosen such that very non-polar resins are compatible with the polyacrylate and thus high adhesive strengths can be achieved on non-polar surfaces with the electrically conductive PSA.
  • the object of the invention is therefore to provide electrically conductive PSAs, in particular for the electrical and electronics industry, in which the disadvantages in the prior art are avoided and, in particular, the PSA is reliably prevented from swelling or flowing out at the edge of the adhesive bond ,
  • the solution to the problem of the invention comprises a method for producing a pressure-sensitive adhesive article for the bonding of electrical or electronic parts, which has at least one layer of an electrically conductive pressure-sensitive adhesive, ie a pressure-sensitive adhesive based on polyacrylates and / or polymethacrylates with optionally further comonomers, wherein in a coating process by stretching, stretching or compressing an at least one property anisotropic layer is produced from the electrically conductive PSA, which in at least one direction along the layer plane has a shrinkback of at least 3% with respect to the linear expansion of the layer, measured with a shrinkback measurement according to test B. on free film.
  • an electrically conductive pressure-sensitive adhesive ie a pressure-sensitive adhesive based on polyacrylates and / or polymethacrylates with optionally further comonomers
  • Anisotropy means that at least one property of the PSA in one spatial direction within the layer of PSA differs from the same property in at least one other direction; i.e. Anisotropic properties are vectorial and not uniform within the material.
  • the PSA has an orientation as known as such, i.e. a preferred direction within the polymer structure.
  • the coating process can be, for example, a "hot melt” or hot melt roll coating process, a melt nozzle coating process or an extrusion coating process.
  • the coating method is a conventional coating method, for example from solution, in which stretching or stretching is carried out after the coating, preferably on a stretchable carrier.
  • the electrically conductive PSA can be coated on one or both sides with the coating method onto a sheet-like or tape-like carrier, which can also be a transfer tape or a release liner.
  • a sheet-like or tape-like carrier which can also be a transfer tape or a release liner.
  • PSAs with a resilience or also anisotropically oriented or simply "oriented" PSAs are used.
  • Anisotropically oriented PSAs tend to move back to their original state after being stretched in a given direction by the "entropy-elastic behavior".
  • (Meth) acrylate PSAs are preferably used as the electrically conductive PSAs with a resilience.
  • At least 50% by weight of the PSA is based on at least one acrylic monomer from the group of the compounds of the following general formula:
  • the average molecular weight M w of the PSA is at least 200,000 g / mol
  • the pressure-sensitive adhesive applied to a carrier has a preferred direction which, according to test B, can be determined via the shrinkback in the free film and is at least greater than 3%.
  • the monomers are preferably chosen such that the resulting polymers can be used as pressure-sensitive adhesives at room temperature or higher temperatures, in particular in such a way that the resulting polymers have pressure-sensitive adhesive properties. create according to the "Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology" by Donatas Satas (van Nostrand, New York 1989).
  • the comonomer composition is selected such that the PSAs can be used as heat-activatable PSAs.
  • the molecular weights M w of the polyacrylates used are preferably M w > 200,000 g / mol.
  • acrylic or methacrylic monomers which consist of acrylic and methacrylic acid esters with alkyl groups of 4 to 14 carbon atoms, preferably comprising 4 to 9 carbon atoms.
  • Specific examples are methacrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, n-butyl methacrylate, n-pentia acrylate, n-hexyl acrylate, n-heptyl acrylate, n-octyl acrylate, n-octyl methacrylate , n-nonyl acrylate, lauryl acrylate, stearyl acrylate, behenyl acrylate, and their branched isomers, such as Isobutyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, isoo
  • cycloalkyl alcohols consisting of at least 6 carbon atoms.
  • the cycloalkyl alcohols can also be substituted, e.g. by C-1-6 alkyl groups, halogen atoms or cyano groups.
  • Specific examples are cyclohexyl methacrylate, isobornyl acrylate, isobomyl methacrylate and 3,5-dimethyladamantylacrylate.
  • monomers which contain polar groups such as carboxyl radicals, sulfonic and phosphonic acid, hydroxyl radicals, lactam and lactone, N-substituted amide, N-substituted amine, carbamate, epoxy, thiol, alkoxy. Wear cyan residue, ether or similar.
  • Moderate basic monomers are, for example, N, N-dialkyl-substituted amides, such as, for example, N, N-dimethylacrylamide, N, N-dimethylmethylmethacrylamide, N-tert.-butylacrylamide, N-vinylpyrrolidone, N-vinyllactam, dimethylaminoethyl methacrylate, dimethylaminoethylacrylate, diethylamethylamate, diethylamate , N-methylol methacrylamide, N- (buthoxymethyl) methacrylamide, N-methylolacrylamide, N- (ethoxymethyl) acrylamide, N-isopropylacrylamide, although this list is not exhaustive.
  • N, N-dialkyl-substituted amides such as, for example, N, N-dimethylacrylamide, N, N-dimethylmethylmethacrylamide, N-tert.-butylacrylamide, N-vinylpyrrol
  • vinyl esters, vinyl ethers, vinyl halides, vinylidene halides, vinyl compounds with aromatic cycles and heterocycles in the ⁇ -position are used as monomers.
  • photoinitiators with a copolymerizable double bond are also used.
  • Norrish-I and -Il photoinitiators are suitable as photoinitiators. Examples are, for example, benzoin acrylate and an acrylated benzophenone from UCB (Ebecryl P 36 ® ).
  • all photoinitiators known to the person skilled in the art can be copolymerized, which can crosslink the polymer via a radical mechanism under UV radiation.
  • An overview of possible usable photoinitiators that can be functionalized with a double bond is given in Fouassier: "Photoinititation, Photopolymerization and Photocuring: Fundamentals and Applications", Hanser-Verlag, Kunststoff 1995.
  • Carroy et al. In “Chemistry and Technology of UV and EB Formulation for Coatings, Inks and Paints ", Oldring (ed.), 1994, SITA, London.
  • monomers are added to the described comonomers which have a high static glass transition temperature.
  • Zen. Aromatic vinyl compounds, such as, for example, styrene, are suitable as components, the aromatic nuclei preferably consisting of C 4 to C 18 building blocks and also being able to contain heteroatoms.
  • Particularly preferred examples are 4-vinylpyridine, N-vinylphthalimide, methylstyrene, 3,4-dimethoxystyrene, 4-vinylbenzoic acid, benzyl acrylate, benzyl methacrylate, phenyl acrylate, phenyl methacrylate, t-butylphenyl acrylate, t-butylphenyl methacrylate, 4-biphenyl acrylate and 2-methacrylate Naphylacrylate and methacrylate as well as mixtures of those monomers, although this list is not exhaustive.
  • the PSA has a shrinkback, the shrinkback being at least 3% by a determination according to test B (shrinkback measurement in the free film).
  • PSAs are used in which the shrinkback is at least 30%, very preferably at least 50%.
  • part of the inventive PSA is an addition of an electrically conductive connection.
  • electrically conductive filling materials are therefore used.
  • Such materials include, without being restricted by this list, metal particles, metal powder, metal balls, metal fibers, where as metals e.g. Nickel, gold, silver, iron, lead, tin, zinc, stainless steel, bronze and copper or nickel coatings on copper particles, on nickel particles, on polymer balls or particles or glass microspheres can be used.
  • metals e.g. Nickel, gold, silver, iron, lead, tin, zinc, stainless steel, bronze and copper or nickel coatings on copper particles, on nickel particles, on polymer balls or particles or glass microspheres can be used.
  • lead / tin alloys with different compositions, e.g. by Sherrit Gordon, Ltd. Tobe offered.
  • electrically conductive polymers are added, such as, for example, polythiophene, substituted polythiophenes, polyethylene dioxythiophenes, polyaniline, substituted polyanilines, polyparaphenyls, substituted polyparaphenylenes, polypyrrole, substituted polypyrroles, polyacetylenes, substituted polyacetylenes, poly, phenylphenyl, poly, phenylphenyl substituted polyfurans polyalkylfluorene, substituted polyalkylfluorenes and mixtures of the above-mentioned polymers. So-called dopants can be added to improve conductivity.
  • the diameter of the electrically conductive fillers is less than the layer thickness of the PSA.
  • dispersions from ORMECON are used.
  • the added electrically conductive polymers have a conductivity between 1 and 500 S / cm.
  • carbon compounds such as e.g. C-60 can be added.
  • C-60 carbon compounds
  • an improved electrical conductivity can be achieved by targeted doping.
  • hygroscopic salts which are described in US Pat. No. 4,973,338, can also be used as electrically conductive substances.
  • Electrically conductive substances up to 50% by weight based on the poly (meth) acrylate are added.
  • the proportion is 30% by weight, based on the poly (meth) acrylate.
  • the proportion is selected in accordance with the desired electrical conductivity to be achieved. However, the proportion should not exceed an amount, so that the pressure sensitive adhesive loses the adhesive properties.
  • Resins may be added to the inventive PSAs for further development. All of the previously known adhesive resins described in the literature can be used as tackifying resins to be added. Representative are the pinene, indene and rosin resins, their disproportionated, hydrogenated, polymerized, esterified derivatives and salts, the aliphatic and aromatic hydrocarbon resins, terpene resins and terpene-phenolic resins as well as C5, C9 and other hydrocarbon resins. Any combination of these and other resins can be used to adjust the properties of the resulting adhesive as desired.
  • all (soluble) resins compatible with the corresponding polyacrylate can be used, in particular reference is made to all aliphatic, aromatic, alkylaromatic hydrocarbon resins, hydrocarbon resins based on pure monomers, hydrogenated hydrocarbon resins, functional hydrocarbon resins and natural resins.
  • plasticizers plasticizers
  • other fillers such as fibers, carbon black, zinc oxide, chalk, solid or hollow glass spheres, microspheres made of other materials, silicic acid, silicates
  • nucleating agents such as fibers, carbon black, zinc oxide, chalk, solid or hollow glass spheres, microspheres made of other materials, silicic acid, silicates
  • blowing agents compounding agents and / or anti-aging agents
  • compounding agents and / or anti-aging agents can optionally be used, eg in the form of primary and secondary antioxidants or in the form of light stabilizers.
  • Crosslinkers and promoters can also be added for crosslinking.
  • Suitable crosslinkers for electron beam crosslinking and UV crosslinking are, for example, bi- or multifunctional acrylates, bi- or multifunctional isocyanates (also in blocked form) or bi- or multifunctional epoxies.
  • UV-absorbing photoinitiators can be added to the polyacrylate PSAs.
  • Useful photoinitiators that are very easy to use are benzoin ethers, such as. As benzoin methyl ether and benzoin isopropyl ether, substituted acetophenones, such as. B. 2,2-diethoxyacetophenone (available as Irgacure 651 ® from Ciba Geigy ® ), 2,2-dimethoxy-2-phenyl-1-phenylethanone, dimethoxyhydroxyacetophenone, substituted ⁇ -ketols, such as. B.
  • 2-methoxy-2-hydroxypropiophenone aromatic sulfonyl chlorides, such as.
  • the above-mentioned and other usable photoinitiators and others of the Norrish I or Norrish II type can contain the following radicals: benzophenone, acetophenone, benzil, benzoin, hydroxyalkylphenone, phenylcyclohexyl ketone, anthraquinone,
  • Residues can additionally be substituted with one or more halogen atoms and / or one or more alkyloxy groups and / or one or more amino groups or hydroxy groups.
  • a representative overview is provided by Fouassier: "Photoinititation,
  • the monomers are chosen such that the resulting polymers can be used as pressure-sensitive adhesives at room temperature or higher temperatures, in particular in such a way that the resulting polymers have pressure-sensitive adhesive properties in accordance with the "Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology" by Donatas Satas (van Nostrand , New York 1989)
  • T G of the polymers of T G ⁇ 25 ° C. for PSAs the monomers are very preferably selected in accordance with what has been said above, and the quantitative composition of the monomer mixture is advantageously chosen such that after the Fox equation (G1) (cf. TG Fox, Bull. Am. Phys. Soc. 1 (1956) 123) gives the desired T G value for the polymer.
  • n represents the running number of the monomers used
  • w n the mass fraction of the respective monomer n (% by weight)
  • T G the respective glass transition temperature of the homopolymer from the respective monomers n in K.
  • radical polymerizations are advantageously carried out to prepare the poly (meth) acrylate PSAs.
  • Initiator systems which additionally contain further radical initiators for the polymerization, in particular thermally decomposing radical-forming azo or peroxo initiators, are preferably used for the radical polymerizations.
  • all of the usual initiators known to those skilled in the art for acrylates are suitable.
  • the production of C-centered radicals is described in Houben Weyl, Methods of Organic Chemistry, Vol. E 19a, pp. 60 - 147. These methods are preferably used in analogy.
  • radical sources are peroxides, hydroperoxides and azo compounds
  • typical free radical initiators are potassium peroxodisulfate, dibenzoyl peroxide, cumene hydroperoxide, cyclohexanone peroxide, di-t-butyl peroxide, azodiisoic acid butyronitrile, cyclohexyl peroxyl peroxetyl peroxetyl peroxetyl peroxetyl peroxetyl peroxetyl peroxetyl peroxetyl peroxetyl peroxetyl peroxetyl peroxetyl peroxetyl peroxetyl peroxetyl peroxetyl peroxetyl peroxyl peroxyl peroxyl peroxyl peroxyl peroxyl peroxyl peroxyl peroxide tetraperyl tetra peroxo
  • the electrically conductive materials can be added to the monomers before the polymerization and / or after the end of the polymerization.
  • the average molecular weights M of the PSAs formed in the radical polymerization are very preferably selected such that they are in a range from 200,000 to 4,000,000 g / mol; PSAs with average molecular weights M w of 400,000 to 1,400,000 g / mol are produced especially for further use as electrically conductive hotmelt PSAs with resilience.
  • the average molecular weight is determined using size exclusion chromatography (GPC) or matrix-assisted laser desorption / ionization mass spectrometry (MALDI-MS).
  • the polymerization can be carried out in bulk, in the presence of one or more organic solvents, in the presence of water or in mixtures of organic solvents and water.
  • Suitable organic solvents are pure alkanes (eg hexane, heptane, octane, isooctane), aromatic hydrocarbons (eg benzene, toluene, xylene), esters (eg ethyl acetate, propyl, butyl or hexyl acetate), halogenated hydrocarbons (e.g. chlorobenzene), alkanols (e.g.
  • a water-miscible or hydrophilic cosolvent can be added to the aqueous polymerization reactions in order to ensure that the reaction mixture is in the form of a homogeneous phase during the monomer conversion.
  • Cosolvents which can be used advantageously for the present invention are selected from the following group consisting of aliphatic alcohols, glycols, ethers, glycol ethers, pyrrolidines, N-alkylpyrrolidinones, N-alkylpyrrolidones, polyethylene glycols, polypropylene glycols, amides, carboxylic acids and salts thereof, esters, organosulfides, Sulfoxides, sulfones, alcohol derivatives, hydroxy ether derivatives, amino alcohols, ketones and the like, as well as derivatives and mixtures thereof.
  • the polymerization time is - depending on the conversion and temperature - between 2 and 72 hours. The higher the reaction temperature that can be selected, that is, the higher the thermal stability of the reaction mixture, the shorter the reaction time that can be selected.
  • the entry of heat is essential for the thermally decomposing initiators.
  • the polymerization can be initiated for the thermally decomposing initiators by heating to 50 to 160 ° C., depending on the type of initiator.
  • the prepolymerization technique is particularly suitable here.
  • the polymerization is initiated with UV light, but only leads to a low conversion of approximately 10 to 30%.
  • This polymer syrup can then be e.g. are welded into foils (in the simplest case ice cubes) and then polymerized through in water to a high conversion.
  • These pellets can then be used as acrylic hot-melt adhesives, with film materials which are compatible with the polyacrylate being particularly preferably used for the melting process.
  • the thermally conductive material additives can be added before or after the polymerization.
  • poly (meth) acrylate PSAs Another advantageous production process for the poly (meth) acrylate PSAs is anionic polymerization.
  • Inert solvents are preferably used as the reaction medium, e.g. aliphatic and cycloaliphatic hydrocarbons, or also aromatic hydrocarbons.
  • the living polymer in this case is generally represented by the structure P L (A) -Me, where Me is a Group I metal such as lithium, sodium or potassium, and P L (A) is a growing polymer of the acrylate monomers ,
  • Me is a Group I metal such as lithium, sodium or potassium
  • P L (A) is a growing polymer of the acrylate monomers
  • the molar mass of the polymer to be produced is controlled by the ratio of the initiator concentration to the monomer concentration.
  • Suitable polymerization initiators are, for. B. n-propyllithium, n-butyllithium, sec-butyllithium, 2-naphthyllithium, cyclohexyllithium or octyllithium, this list does not claim to be complete.
  • Initiators based on samarium complexes for the polymerization of acrylates are also known (Macromolecules, 1995, 28, 7886) and can be used here.
  • Difunctional initiators can also be used, such as 1, 1, 4,4-tetraphenyl-1,4-diithiobutane or 1,1,4,4-tetraphenyl-1,4-diithioisobutane.
  • Coinitiators can also be used. Suitable coinitiators include lithium halides, alkali metal alkoxides or alkyl aluminum compounds.
  • the ligands and coinitiators are selected so that acrylate monomers, such as, for example, n-butyl acrylate and 2-ethylhexyl acrylate, can be polymerized directly and do not have to be generated in the polymer by transesterification with the corresponding alcohol.
  • acrylate monomers such as, for example, n-butyl acrylate and 2-ethylhexyl acrylate
  • Controlled radical polymerization methods are also suitable for the production of polyacrylate PSAs with a narrow molecular weight distribution.
  • a contra-reagent of the general formula is then preferably used for the polymerization:
  • R and R 1 are independently selected or the same - branched and unbranched C to C 18 alkyl radicals; C 3 to C 18 alkenyl radicals; C 3 - to C-is-alkynyl radicals;
  • Control reagents of type (I) preferably consist of the following further restricted compounds:
  • Halogen atoms are preferably F, Cl, Br or I, more preferably Cl and Br. Both linear and branched chains are outstandingly suitable as alkyl, alkenyl and alkynyl radicals in the various substituents.
  • alkyl radicals which contain 1 to 18 carbon atoms are methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, t-butyl, pentyl, 2-pentyl, hexyl, heptyl, octyl, 2-ethylhexyl, t-octyl, Nonyl, decyl, undecyl, tridecyl, tetradecyl, hexadecyl and octadecyl.
  • alkenyl radicals having 3 to 18 carbon atoms are propenyl, 2-butenyl, 3-butenyl, isobutenyl, n-2,4-pentadienyl, 3-methyl-2-butenyl, n-2-octenyl, n-2-dodecenyl and isododecenyl and oleyl.
  • alkynyl having 3 to 18 carbon atoms examples include propynyl, 2-butynyl, 3-butynyl, n-2-octynyl and n-2-octadecynyl.
  • hydroxy-substituted alkyl radicals are hydroxypropyl, hydroxybutyl or hydroxy hexyl.
  • halogen-substituted alkyl radicals are dichlorobutyl, monobromobutyl or trichlorohexyl.
  • a suitable C 2 -C 18 heteroalkyl radical with at least one O atom in the carbon chain is, for example, -CH 2 -CH 2 -O-CH 2 -CH 3 .
  • Cyclopropyl, cyclopentyl, cyclohexyl or trimethylcyclohexyl are used, for example, as C 3 -C 12 cycloalkyl radicals.
  • C 6 -C 18 aryl radicals are phenyl, naphthyl, benzyl, 4-tert-butylbenzyl- or other substituted phenyl, such as, for example, ethyl, toluene, xylene, mesitylene, isopropylbenzene, dichlorobenzene or bromotoluene.
  • phenyl, naphthyl, benzyl, 4-tert-butylbenzyl- or other substituted phenyl such as, for example, ethyl, toluene, xylene, mesitylene, isopropylbenzene, dichlorobenzene or bromotoluene.
  • the above lists serve only as examples for the respective connection groups and are not exhaustive.
  • R 2 can also be selected independently of R and R 1 from the group listed above for these radicals.
  • nitroxide-controlled polymerizations can be carried out.
  • radical stabilization nitroxides of type (Va) or (Vb) are used in a favorable procedure:
  • R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , R 10 independently of one another denote the following compounds or atoms: i) halides, such as chlorine, bromine or iodine ii) linear, branched, cyclic and heterocyclic hydrocarbons with 1 to 20 carbon atoms, which can be saturated, unsaturated or aromatic, iii) esters -COOR 1 , alkoxides -OR 12 and / or phosphonates -PO (OR 13 ) 2 , where R 11 , R 2 or R 13 represent residues from group ii).
  • halides such as chlorine, bromine or iodine
  • Compounds of (Va) or (Vb) can also be bound to polymer chains of any kind (primarily in the sense that at least one of the abovementioned radicals is one of the represents polymer chain) and thus used to build up polyacrylate PSAs.
  • Controlled regulators for the polymerization of compounds of the type 2,2,5,5-tetramethyl-1-pyrrolidinyloxyl (PROXYL), 3-carbamoyl-PROXYL,
  • N-tert-butyl-1-phenyl-2-methyl propyl nitroxide N-tert-butyl-1- (2-naphthyl) -2-methyl propyl nitroxide • N-tert-butyl-1-diethylphosphono-2, 2-dimethyl propyl nitroxide N-tert-butyi-1-dibenzylphosphono-2,2-dimethyl propyl nitroxide N- (1-phenyl-2-methyl propyl) -1-diethylphosphono-1-methyl ethyl nitroxide di-t-butyl nitroxide Diphenyl nitroxide • t-Butyl-t-amyl nitroxide
  • US 4,581,429 A discloses a controlled radical polymerization process which uses a compound of the formula R'R "NOY as an initiator, where Y is a free radical species which can polymerize unsaturated monomers, but the reactions generally have low conversions. Polymerization of acrylates, which proceeds only in very low yields and molar masses, is particularly problematic.
  • WO 98/13392 A1 describes open-chain alkoxyamine compounds "EP 735 052 A1 discloses a process for the production of thermoplastic elastomers with narrow molar mass distributions.
  • WO 96/24620 A1 describes a polymerization process in which very special radical compounds, such as phosphorus-containing nitroxides, which are based on imidazolidine. ***" ren, are used.
  • WHERE 98/44008 A1 discloses special nitroxyls which are based on morpholines, piperazinones and piperazinediones.
  • DE 199 49 352 A1 describes heterocyclic alkoxyamines as regulators in controlled radical polymerizations.
  • ATRP Atom Transfer Radical Polymerization
  • the polyacrylate PSAs preferably monofunctional or difunctional secondary or tertiary halides as initiators and for the abstraction of the (r) halide (s) Cu, Ni, , Fe, Pd, Pt, Ru, Os, Rh, Co, Ir, Ag or Au complexes
  • the different possibilities of the ATRP are further described in the documents US 5,945,491 A, US 5,854,364 A and US 5,789,487 A.
  • the polymers described above are preferably coated as hotmelt systems (ie from the melt). It may therefore be necessary for the manufacturing process to remove the solvent from the PSA.
  • a very preferred method is the concentration via a single or twin screw extruder.
  • the twin screw extruder can be operated in the same or opposite directions.
  • the solvent or water is preferably distilled off over several vacuum stages. In addition, depending on the distillation temperature of the solvent, counter-heating is carried out.
  • the residual solvent proportions are preferably ⁇ 1%, more preferably ⁇ 0.5% and very preferably ⁇ 0.2%.
  • the hot melt is processed from the melt.
  • the orientation within the PSA is generated during the coating by the coating process.
  • the electrically conductive PSAs are coated using a roll coating process and the orientation is generated by stretching. Different roller coating processes are described in the "Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology" by Donatas Satas (van Nostrand, New York 1989).
  • orientation is achieved by coating via a melting nozzle.
  • the orientation of the electrically conductive PSA can be generated by the nozzle design inside the coating nozzle or by a stretching process after the nozzle emerges. The orientation can be freely adjusted.
  • the stretching ratio can be controlled, for example, by the width of the nozzle gap always when the layer thickness of the PSA film on the substrate to be coated is less than the width of the nozzle gap.
  • the orientation is achieved by the extrusion coating.
  • the extrusion coating is preferably carried out with an extrusion die.
  • the extrusion dies used can advantageously come from one of the following three categories: T-die, fish-tail die and bow-die.
  • the individual types differ in the shape of their flow channel.
  • the shape of the extrusion nozzle can also generate an orientation within the hotmelt PSA.
  • orientation can also be achieved after stretching out the nozzle by stretching the PSA film.
  • an ironing nozzle on a carrier, in such a way that a polymer layer is formed on the carrier by a relative movement from nozzle to carrier.
  • the time between the coating and the crosslinking is advantageously short. In a preferred procedure, crosslinking takes place after less than 60 minutes, in a more preferred procedure after less than 3 minutes, in an extremely preferred procedure in the in-line process after less than 5 seconds.
  • the carrier material equipped with an electrically conductive PSA can be a single-sided or double-sided adhesive tape. Transfer tapes are produced in a very preferred embodiment. All siliconized or fluorinated films with a release effect are suitable as the carrier material. BOPP, MOPP, PET, PVC, PUR, PE, PE / EVA, EPDM, PP and PE are mentioned as examples of film materials. Release papers (glassine papers, kraft papers, polyolefinically coated papers) can also be used for transfer tapes.
  • a carrier material which also has a high electrical conductivity.
  • a carrier material e.g. Metal or metallized foils or metal-doped foils can be used.
  • foils are made of aluminum, copper, stainless steel or metal alloys, without this list claiming to be complete.
  • a polymeric carrier material e.g. PE. PP, polyimide, PET, PVC, PUR or nylon selected and provided with a metal layer on one or two sides.
  • metals e.g. Use aluminum, chrome, nickel, copper, nickel alloys, copper alloys, silver, gold or mixtures of these. In a preferred technique, these metals are applied to the foils by the sputtering technique with very thin layers.
  • metallized fabrics can also be used as carrier materials. Examples of this are e.g. in US 5,939,190.
  • the carrier material should be cooled directly by a roller during the coating.
  • the roller can be cooled by a liquid film / contact film from the outside or from the inside or by a cooling gas.
  • the cooling gas can also be used to cool the PSA emerging from the coating nozzle.
  • the roller is wetted with a contact medium, which is then located between the roller and the carrier material. Preferred embodiments for implementing such a technique are described below.
  • both a melting die and an extrusion die can be used for this process.
  • the roller is temperature, cooled to temperatures below 10 ° C in a very preferred procedure. The roller should also rotate.
  • the roller is also used to crosslink the oriented PSA.
  • UV crosslinking irradiation is carried out using short-wave ultraviolet radiation in a wavelength range from 200 to 400 nm, depending on the UV photoinitiator used, in particular using high-pressure or medium-pressure mercury lamps at an output of 80 to 240 W / cm ,
  • the radiation intensity is adapted to the respective quantum yield of the UV photoinitiator, the degree of crosslinking to be set and the degree of orientation.
  • Typical radiation devices that can be used are linear cathode systems, scanner systems or segment cathode systems if they are electron beam accelerators.
  • the typical acceleration voltages are in the range between 50 kV and 500 kV, preferably 80 kV and 300 kV.
  • the spreading doses used range between 5 and 150 kGy, in particular between 20 and 100 kGy.
  • crosslinking methods can also be used or other methods which enable high-energy radiation.
  • the electrically conductive and oriented PSAs are coated on a roller provided with a contact medium.
  • the contact medium can in turn cool the PSA very quickly. It is then advantageous to laminate onto the carrier material later.
  • a material can be used as the contact medium that is able to make contact between the PSA and the roller surface, in particular a material that fills the voids between the carrier material and the roller surface (for example, unevenness in the roller surface, bubbles).
  • a liquid such as water, is chosen as the contact medium.
  • alkyl alcohols such as ethanol, propanol, butanol, hexanol are suitable as additives, without wishing to restrict the choice of alcohols by these examples.
  • Long-chain alcohols, polyglycols, ketones, amines, carboxylates, sulfonates and the like are also very advantageous. Many of these compounds lower the surface tension or increase the conductivity.
  • a reduction in the surface tension can also be achieved by adding small amounts of nonionic and / or anionic and / or cationic surfactants to the contact medium.
  • commercial detergents or soap solutions can be used for this, preferably in a concentration of a few g / l in water as the contact medium.
  • Special surfactants which can also be used at low concentrations, are particularly suitable. Examples include sulfonium surfactants (e.g. ⁇ -di (hydroxyalkyl) sulfonium salt), furthermore, for example, ethoxylated nonylphenylsulfonic acid ammonium salts or block copolymers, in particular diblocks.
  • surfactants in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Sixth Edition, 2000 Electronic Release, Wiiey-VCH, Weinheim 2000.
  • the aforementioned liquids can also be used as contact media without the addition of water, either individually or in combination with one another.
  • the roller can be macroscopically smooth or have a slightly structured surface. It has proven useful if it has a surface structure, in particular a roughening of the surface. The wetting by the contact medium can thereby be improved.
  • the coating process runs particularly well if the roller can be tempered, preferably in a range from -30 ° C. to 200 ° C., very particularly preferably from 5 ° C. to 25 ° C.
  • the contact medium will preferably be applied to the roller.
  • a second roller, which receives the contact medium, can be used for the continuous wetting of the coating roller. But it is also possible that it is applied without contact, for example by spraying.
  • a grounded metal roller is usually used, which absorbs the incident electrons and the resulting X-rays.
  • the roller is usually covered with a protective layer to prevent corrosion. This is preferably selected so that it is well wetted by the contact medium. Generally the surface is conductive. However, it can also be cheaper to coat them with one or more layers of insulating or semiconducting material.
  • a second roller advantageously with a wettable or absorbent surface, runs through a bath with the contact medium, is wetted or soaked with the contact medium, and is in contact with the roller Apply or spread film of this contact medium.
  • the PSA is coated and crosslinked directly on the roller provided with the contact medium.
  • the methods and systems described for UV crosslinking and ES crosslinking can in turn be used for this.
  • the electrically conductive and oriented PSA is then transferred to a carrier material.
  • the carrier materials already cited can be used.
  • the degree of orientation within the electrically conductive PSAs depends on the coating process.
  • the orientation can, for example, by the nozzle and Coating temperature and controlled by the molecular weight of the polymer.
  • the degree of orientation is freely adjustable through the width of the nozzle gap.
  • this stretching process can also be freely adjusted by the web speed of the decreasing carrier material.
  • the orientation of the adhesive can also be measured with a polarimeter, with infrared dichroism or with X-ray scattering. It is known that the orientation in acrylic PSAs in the uncrosslinked state is in many cases only retained for a few days. The system relaxes during rest or storage and loses its preferred direction. This effect can be significantly enhanced by crosslinking after coating. The relaxation of the oriented polymer chains converges to zero, and the oriented PSAs can be stored for a very long time without losing their preferred direction.
  • the degree of orientation is determined by measuring the shrinkback in the free film (see Test B).
  • the orientation can also be generated after the coating.
  • a stretchable carrier material is then preferably used here, in which case the PSA is also stretched when expanded.
  • PSAs conventionally coated from solution or water can also be used.
  • this stretched PSA is in turn crosslinked with actinic radiation.
  • the invention relates to the use of the electrically conductive and oriented PSAs for bonding components in the electrical and electronics industry.
  • the inventive PSAs are as Transfer tapes used.
  • the release paper is removed to bond electrically conductive substances.
  • the direction of gluing is chosen such that the inventive electrically conductive PSA has a resilience in the direction of the next parallel conductor track. In this way, short circuits can be avoided, since the PSA does not flow out in this direction compared to conventional electrically conductive PSAs.
  • Another advantage is the electrically conductive, pressure-sensitive die-cut parts which are particularly easy to produce and are dimensionally stable even during bonding and are therefore very effective for bonding very small electrical parts.
  • Another advantage of the electrically conductive and oriented PSAs is their reversibility. As a result of the orientation, the inventive PSAs can be stretched in the oriented direction, which in turn leads to a decrease in the adhesive strength and the bag. In this way, electrically conductive substances bonded to the inventive PSA can be separated again.
  • the inventive PSA has anisotropic electrically conductive properties. Due to the orientation of the polymer chains, the electrically conductive filling materials are pulled apart in a preferred direction and lose contact with one another. As a result of this process, the electrical conductivity is reduced in the orientation direction, so that the PSAs and therefore also the corresponding PSA tapes likewise have anisotropic electrical conductivities.
  • the average molecular weight M and the polydispersity PD were determined by gel permeation chromatography. THF with 0.1% by volume of trifluoroacetic acid was used as the eluent. The measurement was carried out at 25 ° C. PSS-SDV, 5 ⁇ , 10 3 A, ID 8.0 mm ⁇ 50 mm was used as the guard column. The columns were used for separation PSS-SDV, 5 ⁇ , 10 3 as well as 10 5 and 10 6 with ID 8.0 mm x 300 mm each. The sample concentration was 4 g / l, the flow rate 1.0 ml per minute. It was measured against PMMA standards.
  • Strips of at least 30 mm wide and 20 cm long were cut parallel to the coating direction of the hot melt.
  • 4 strips were laminated one above the other, at 50 g / m 2 8 strips were laminated one above the other in order to obtain comparable layer thicknesses.
  • the body obtained in this way was then cut to a width of exactly 20 mm and pasted with paper strips at the respective ends at a distance of 15 cm.
  • the test specimen prepared in this way was then suspended vertically at RT and the change in length was followed over time until no further shrinkage of the sample could be determined.
  • the initial length reduced by the final value was then given as a shrinkback in percent based on the initial length.
  • the coated and oriented PSAs were stored over a longer period of time as a rag sample and then analyzed.
  • the electrical conductivity is measured via the electrical contact resistance using the 4-wire method.
  • measurements were made against aluminum and against copper.
  • a 50 ⁇ m thick PSA film was bonded to a solid copper plate.
  • the plates were roughened with sandpaper and cleaned with ethanol.
  • a copper foil was glued as a foil.
  • the measuring area was 2.54 x 2.54 cm.
  • a 20 mm wide strip of an acrylic PSA coated on a polyester or siliconized release paper was applied to steel plates. Depending on the direction and stretching, longitudinal or transverse patterns were glued to the steel plate.
  • the PSA strip was pressed onto the substrate twice with a 2 kg weight.
  • the adhesive tape was then immediately removed from the substrate at 30 mm / min and at a 180 ° angle.
  • the steel plates were washed twice with acetone and once with isopropanol washed. The measurement results are given in N / cm and are averaged from three measurements. All measurements were carried out at room temperature under air-conditioned conditions.
  • Nickel-coated nickel particles 20 - 40 ⁇ m diameter available from Potter Industries. Nickel particles: diameter greater than 10 ⁇ m available from Novamet, Inc.
  • a conventional 200 L reactor for radical polymerizations was charged with 2400 g of acrylamide, 64 kg of 2-ethylhexyl acrylate, 6.4 kg of N-isopropylacrylamide and 53.3 kg of acetone / isopropanol (95: 5). After passing through with nitrogen gas for 45 minutes while stirring, the reactor was heated to 58 ° C. and 40 g of 2,2'-azoisobutyronitrile (AIBN) were added. The outer heating bath was then heated to 75 ° C. and the reaction was carried out constantly at this outside temperature. After a reaction time of 1 h, 40 g of AIBN were again added.
  • AIBN 2,2'-azoisobutyronitrile
  • a 200 L reactor conventional for radical polymerizations was filled with 1200 g acrylamide, 74 kg 2-ethylhexyl acrylate, 4.8 kg N-isopropylacrylamide and 53.3 kg acetone / isopropanol (95: 5). After passing through with nitrogen gas for 45 minutes while stirring, the reactor was heated to 58 ° C. and 40 g of 2,2'-azoisobutyronitrile (AIBN) were added. The outer heating bath was then heated to 75 ° C. and the reaction was carried out constantly at this outside temperature. After a reaction time of 1 h 40 g of AIBN was again added.
  • AIBN 2,2'-azoisobutyronitrile
  • Example 1 Polymer 1 was mixed with 20% by weight of silver-coated nickel particles, based on the polymer content.
  • Polymer 1 was mixed with 30% by weight of silver-coated nickel particles based on the polymer content.
  • Polymer 2 was mixed with 20 wt .-% nickel particles based on the polymer content.
  • Polymer 2 was mixed with 30 wt .-% nickel particles based on the polymer content.
  • the PSAs in solution were concentrated on a Bersdorff concentration extruder with a throughput of approx. 40 kg / h at a temperature of approx. 115 ° C.
  • the residual solvent content after the concentration was less than 0.5% by weight.
  • a bracket extrusion die with a die gap of 300 ⁇ m and a coating width of 33 cm at a specific coating temperature (melt temperature) at a web speed of 10 m / min, onto a layer coated with 1.5 g / m 2 silicone (polydimethylsiloxane) 12 ⁇ m PET film coated.
  • a mass application 100 g / m 2 (approx.
  • a stretching ratio of 3: 1 was set, with a mass application of 50 g / m 2 (approx. 50 ⁇ m thick PSA layer) a stretching ratio of 6: 1 was set ,
  • the siliconized PET film is passed over a co-rotating steel roller cooled to 5 ° C. At the point of contact of the PSA film on the PET film, the PSA film is thus cooled down immediately.
  • the mass application was 50 or 100 g / m 2 .
  • the pressure-sensitive adhesive tape is then crosslinked with electron beams after a path of approximately 5 m.
  • Test B was carried out to determine the shrinkback.
  • Test C was carried out to determine the electrical conductivity.
  • the adhesive strength was determined according to test D.
  • two polymers with an average molecular weight M of approximately 800,000 g / mol were produced.
  • Examples 1-4 according to the invention were produced with these PSAs.
  • Nickel particles and silver-coated nickel particles were selected as the electrically conductive materials.
  • Table 2 Overview of the electrical resistance determined according to test C.
  • the adhesive strength on steel was also determined.
  • the layer thickness of the PSA was 50 ⁇ m. The measured values are listed in Table 3:

Abstract

In a method for production of a self-adhesive article a thermally-conducting adhesive mass containing acrylate is coated on a support in a hot-melt coating method with stretching or orientation such that an anisotropic thermally-conducting layer with a back-shrinkage of at least 3 % measured on the free adhesive mass film is generated. Stampings for use in the electrical and electronic industries can be produced from said material.

Description

Beschreibung description
Haftklebeartikel mit wenigstens einer Schicht aus einer elektrisch leitfähigen Haftklebemasse und Verfahren zu seiner HerstellungPSA article with at least one layer of an electrically conductive PSA and process for its production
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Haftklebeartikels, der wenigstens eine Schicht aus einer thermisch leitfähigen Haftklebemasse aufweist, sowie einen auf diese Weise erhältlichen Haftklebeartikel, insbesondere für Verklebungen auf dem Gebiet elektrischer und elektronischer Bauteile.The invention relates to a method for producing a pressure-sensitive adhesive article which has at least one layer of a thermally conductive pressure-sensitive adhesive, and to a pressure-sensitive adhesive article obtainable in this way, in particular for bonds in the field of electrical and electronic components.
Im Zeitalter der Computerisierung werden elektrisch leitfähige Haftklebemassen mehr und mehr zur Verklebung von Elektroden oder elektromagnetischen Komponenten eingesetzt. Ziel ist es, die elektrische Leitfähigkeit zu erhalten und elektrische Überschläge zu vermeiden.In the age of computerization, electrically conductive PSAs are increasingly being used to bond electrodes or electromagnetic components. The goal is to maintain electrical conductivity and avoid electrical flashovers.
In der Regel werden für diese Anwendungen elektrisch-leitfähige Acrylathaftklebebänder eingesetzt. Die elektrische Leitfähigkeit kann durch zwei unterschiedliche Methoden erreicht werden. Zum einen werden leitfähige Folien oder Gewebe eingesetzt, zum ande- ren wird die Haftklebemasse durch elektrisch leitfähige Komponenten modifiziert und somit selbst elektrisch leitfähig.As a rule, electrically conductive acrylic PSA tapes are used for these applications. The electrical conductivity can be achieved by two different methods. On the one hand, conductive foils or fabrics are used, on the other hand, the PSA is modified by electrically conductive components and thus itself electrically conductive.
Beispiele für elektrisch leitfähige Trägermaterialien sind z.B. in US 5,939,190 und 6,235,385 sowie den dort zitierten Patenten angegeben.Examples of electrically conductive carrier materials are e.g. in US 5,939,190 and 6,235,385 and the patents cited therein.
Auch elektrisch leitfähige Acrylathaftklebemassen sind bereits seit langem bekannt. So wird in US 4,113,981 beschrieben, dass durch Zugabe von Metallpulver oder SiC Pulver eine elektrische Leitfähigkeit erzielt werden kann. Durch den Füllgrad lässt sich die Leitfähigkeit variieren. Ferner wird bei Einschließen der Masse zwischen zwei Elektroden durch eine Begrenzung auf 30 % eine elektrische Leitfähigkeit nur in z-Richtung erzielt. In US 5,300,340 werden versilberte Glasperlen und Metallperlen einer Haftklebemasse zugemischt. Der Durchmesser dieser Perlen ist zumindestens genau so groß wie die Schichtdicke der Haftklebemasse. Die elektrische Leitfähigkeit wird somit durch den direkten Kontakt der leitfähigen Perlen mit den zu verklebenden leitfähigen Substanzen (z.B. Elektroden) erzielt.Electrically conductive acrylic PSAs have also been known for a long time. US 4,113,981 describes that electrical conductivity can be achieved by adding metal powder or SiC powder. The conductivity can be varied by the degree of filling. Furthermore, if the mass is enclosed between two electrodes, an electrical conductivity is only achieved in the z direction by limiting it to 30%. In US 5,300,340 silver-plated glass beads and metal beads are mixed with a PSA. The diameter of these beads is at least as large as the layer thickness of the PSA. The electrical conductivity is thus achieved through the direct contact of the conductive beads with the conductive substances to be glued (eg electrodes).
In US 5,620,795 und US 6,126,865 werden als elektrisch-leitfähige Acrylathaftklebe- massen Pόlyacrylate bestimmter Comonomerzusammensetzung eingesetzt. Die Comonomerzusammensetzung der Polyacrylate ist dermaßen gewählt, dass sehr unpolare Harze mit dem Polyacrylat verträglich sind und somit mit der elektrisch leitfähigen Haftklebemasse hohe Klebkräfte auf unpolaren Oberflächen realisiert werden können.US Pat. No. 5,620,795 and US Pat. No. 6,126,865 use polyacrylates of a certain comonomer composition as electrically conductive acrylic PSAs. The comonomer composition of the polyacrylates is chosen such that very non-polar resins are compatible with the polyacrylate and thus high adhesive strengths can be achieved on non-polar surfaces with the electrically conductive PSA.
Durch die Miniaturisierung in der Elektronik/Computerindustrie werden aber immer höhere Anforderungen an elektrisch leitfähige Haftklebemassen gestellt. Die zu verklebenden elektrischen Bauteile werden in ihrer Baugröße immer kleiner, so dass häufig nur noch Stanzlinge zur Verklebung eingesetzt werden können. Weiterhin verringert sich der Abstand der Schaltkreise kontinuierlich, so dass elektrisch leitfähige Haftklebemassen benötigt werden die in eine bestimmte Richtung (zur nächsten elektrisch-leitfähigen Komponente) ein nur sehr geringes Fließverhalten besitzen.Miniaturization in the electronics / computer industry places ever increasing demands on electrically conductive PSAs. The electrical components to be bonded are getting smaller and smaller, so that often only diecuts can be used for bonding. Furthermore, the distance between the circuits decreases continuously, so that electrically conductive PSAs are required which have only a very low flow behavior in a certain direction (to the next electrically conductive component).
Aufgabe der Erfindung ist es daher, elektrisch leitfähige Haftklebemassen, insbesondere für die Elektro- und Elektronik-Industrie zur Verfügung zu stellen, bei denen die Nachteile im Stande der Technik vermieden werden und insbesondere ein Herausquellen oder Herausfließen der Haftklebemasse am Rande der Verklebung zuverlässig vermieden wird.The object of the invention is therefore to provide electrically conductive PSAs, in particular for the electrical and electronics industry, in which the disadvantages in the prior art are avoided and, in particular, the PSA is reliably prevented from swelling or flowing out at the edge of the adhesive bond ,
Gelöst wird die Aufgabe überraschend und für den Fachmann in nicht vorhersehbarer Weise durch ein Verfahren, mit dessen Hilfe anisotrope, orientierte Haftklebemassen mit einem Rückschrumpf von wenigstens 3 % unter Beschichtung auf einen Träger (gegebenenfalls auch einen temporären Träger, von dem die Haftklebemasse wieder abgezogen werden kann) erhalten werden, sowie durch die auf diese Weise erhältlichen zugehörigen Haftklebeartikel. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Die Lösung der Erfindungsaufgabe umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines Haftklebeartikels für die Verklebung von elektrischen oder elektronischen Teilen, der wenigstens eine Schicht aus einer elektrisch leitfähigen Haftklebemasse, d.h. einer Haftklebemasse auf Basis von Polyacrylaten und/oder Polymethacrylaten mit gegebenenfalls weiteren Comonomeren, aufweist, wobei in einem Beschichtungsverfahren durch Dehnen, Recken oder Stauchen eine wenigstens bezüglich einer Eigenschaft anisotrope Schicht aus der elektrisch leitfähigen Haftklebemasse erzeugt wird, die in wenigstens einer Richtung längs der Schichtebene einen Rückschrumpf von mindestens 3 % bezüglich der Längenausdehnung der Schicht, gemessen mit einer Rückschrumpfmessung nach Test B am freien Film, besitzt.The problem is solved surprisingly and for the person skilled in the art in an unforeseeable manner by means of a method by means of which anisotropic, oriented PSAs with a shrinkback of at least 3% are coated on a carrier (optionally also a temporary carrier from which the PSAs are removed again) can) be obtained, as well as by the associated pressure-sensitive adhesive articles obtainable in this way. Further developments of the invention are characterized in the subclaims. The solution to the problem of the invention comprises a method for producing a pressure-sensitive adhesive article for the bonding of electrical or electronic parts, which has at least one layer of an electrically conductive pressure-sensitive adhesive, ie a pressure-sensitive adhesive based on polyacrylates and / or polymethacrylates with optionally further comonomers, wherein in a coating process by stretching, stretching or compressing an at least one property anisotropic layer is produced from the electrically conductive PSA, which in at least one direction along the layer plane has a shrinkback of at least 3% with respect to the linear expansion of the layer, measured with a shrinkback measurement according to test B. on free film.
Anisotropie bedeutet, dass sich wenigstens eine Eigenschaft der Haftklebemasse in einer Raumrichtung innerhalb der Schicht aus der Haftklebemasse von der gleichen Eigenschaft in wenigstens einer anderen Richtung unterscheidet; d.h. anisotrope Eigenschaf- ten sind vektoriell und nicht gleichförmig innerhalb des Materials.Anisotropy means that at least one property of the PSA in one spatial direction within the layer of PSA differs from the same property in at least one other direction; i.e. Anisotropic properties are vectorial and not uniform within the material.
Vorzugsweise besitzt die Haftklebemasse eine Orientierung wie als solches bekannt, d.h. eine Vorzugsrichtung innerhalb der Polymerstruktur.Preferably the PSA has an orientation as known as such, i.e. a preferred direction within the polymer structure.
Das Beschichtungsverfahren kann beispielsweise ein "Hotmelt"- oder Heißschmelz-Wal- zenbeschichtungsverfahren, ein Schmelzdüsenbeschichtungsverfahren oder ein Extru- sions-Beschichtungsverfahren sein.The coating process can be, for example, a "hot melt" or hot melt roll coating process, a melt nozzle coating process or an extrusion coating process.
In alternativer Ausführungsform der Erfindung ist das Beschichtungsverfahren ein her- kömmliches Beschichtungsverfahren, beispielsweise aus Lösung, bei dem anschließend an die Beschichtung ein Dehnen oder Recken durchgeführt wird, vorzugsweise auf einem dehnbaren Träger.In an alternative embodiment of the invention, the coating method is a conventional coating method, for example from solution, in which stretching or stretching is carried out after the coating, preferably on a stretchable carrier.
Die elektrisch leitfähige Haftklebemasse kann mit dem Beschichtungsverfahren ein- oder doppelseitig auf einen blatt- oder bandförmigen Träger beschichtet werden, der auch ein Transfer-Band oder ein Releaseliner sein kann. Erfindunqsgemäß einsetzbare HaftklebemassenThe electrically conductive PSA can be coated on one or both sides with the coating method onto a sheet-like or tape-like carrier, which can also be a transfer tape or a release liner. PSAs which can be used according to the invention
Gemäß der Erfindung werden Haftklebemassen mit einem Rückstellvermögen oder auch anisotrop orientierte bzw. einfach "orientierte" Haftklebemassen verwendet. Anisotrop orientierte Haftklebemassen besitzen die Tendenz, sich nach einer Streckung in eine vorgegebene Richtung durch das ,entropieelastische Verhalten' in den Ausgangszustand zurückzubewegen.According to the invention, PSAs with a resilience or also anisotropically oriented or simply "oriented" PSAs are used. Anisotropically oriented PSAs tend to move back to their original state after being stretched in a given direction by the "entropy-elastic behavior".
Als elektrisch-leitfähige Haftklebemassen mit einem Rückstellvermögen werden bevor- zugt (Meth)Acrylathaftklebemassen eingesetzt.(Meth) acrylate PSAs are preferably used as the electrically conductive PSAs with a resilience.
Bevorzugt im Sinne der Erfindung ist eine Haftklebemasse, welche durch radikalische Polymerisation erhältlich ist, wobeiFor the purposes of the invention, preference is given to a PSA which can be obtained by radical polymerization, where
• die Haftklebemasse zu mindestens 50 Gew.-% auf zumindest einem acrylischen Monomer aus der Gruppe der Verbindungen der folgenden allgemeinen Formel basiert:At least 50% by weight of the PSA is based on at least one acrylic monomer from the group of the compounds of the following general formula:
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wobei R1 = H oder CH3 ist und der Rest R2 = H oder CH3 ist oder gewählt wird aus der Gruppe der verzweigten oder unverzweigten, gesättigten Alkylgruppen mit 2 - 30where R 1 = H or CH 3 and the radical R 2 = H or CH 3 or is selected from the group of branched or unbranched, saturated alkyl groups with 2-30
Kohlenstoffatomen.Carbon atoms.
• das mittlere Molekulargewicht Mw der Haftklebemasse mindestens 200.000 g/mol beträgt,The average molecular weight M w of the PSA is at least 200,000 g / mol,
• die auf einen Träger aufgetragene Haftklebemasse eine Vorzugsrichtung besitzt, die nach Test B über den Rückschrumpf im freien Film bestimmt werden kann und zumindest größer 3 % liegt.• The pressure-sensitive adhesive applied to a carrier has a preferred direction which, according to test B, can be determined via the shrinkback in the free film and is at least greater than 3%.
• die einen effektiven Anteil zumindest einer elektrisch leitfähigen Komponente enthält• which contains an effective portion of at least one electrically conductive component
Die Monomere werden bevorzugt dermaßen gewählt, daß die resultierenden Polymere bei Raumtemperatur oder höheren Temperaturen als Haftklebemassen eingesetzt werden können, insbesondere derart, daß die resultierenden Polymere haftklebende Eigen- schaffen entsprechend des „Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology" von Donatas Satas (van Nostrand, New York 1989) besitzen.The monomers are preferably chosen such that the resulting polymers can be used as pressure-sensitive adhesives at room temperature or higher temperatures, in particular in such a way that the resulting polymers have pressure-sensitive adhesive properties. create according to the "Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology" by Donatas Satas (van Nostrand, New York 1989).
In einer weiteren erfinderischen Auslegung wird die Comonomerzusammensetzung der- art gewählt, dass sich die Haftklebemassen als Hitze-aktivierbare Haftklebemassen einsetzen lassen.In a further inventive design, the comonomer composition is selected such that the PSAs can be used as heat-activatable PSAs.
Die Polymere, welche als elektrisch-leitfähige Haftklebemassen mit einem Rückstellvermögen bevorzugt eingesetzt werden, lassen sich bevorzugt durch Polymerisation einer Monomermischung gewinnen, welche sich aus Acrylsäureestern und/oder Methacryl- säureestern und/oder deren freien Säuren mit der Formel CH2 = C(R )(COOR2) zusammensetzt, wobei R-i = H oder CH3 und R2 eine Alkylkette mit 1 - 20 C-Atomen oder H ist.The polymers, which are preferably used as electrically conductive PSAs with a resilience, can preferably be obtained by polymerizing a monomer mixture which consists of acrylic acid esters and / or methacrylic acid esters and / or their free acids with the formula CH 2 = C (R ) (COOR 2 ), where Ri = H or CH 3 and R 2 is an alkyl chain with 1 - 20 C atoms or H.
Die Molmassen Mw der eingesetzten Polyacrylate betragen bevorzugt Mw > 200.000 g/mol.The molecular weights M w of the polyacrylates used are preferably M w > 200,000 g / mol.
In einer sehr bevorzugten Weise werden Acryl- oder Methacrylmomonere eingesetzt, die aus Acryl- und Methacrylsäureester mit Alkylgruppen aus 4 bis 14 C-Atomen bestehen, bevorzugt 4 bis 9 C-Atomen umfassen. Spezifische Beispiele, ohne sich durch diese Auf- Zählung einschränken zu wollen, sind Methlacrylat, Methylmethacrylat, Ethylacrylat, n- Butyiacrylat, n-Butyimethacrylat, n-Pentyiacrylat, n-Hexylacrylat, n-Heptylacryiat, n-Octyl- acrylat, n-Octylmethacrylat, n-Nonylacrylat, Laurylacrylat, Stearylacrylat, Behenylacrylat, und deren verzweigten Isomere, wie z.B. Isobutylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, 2-Ethyl- hexylmethacrylat, Isooctylacrylat, Isooctylmethacrylat. Weitere einzusetzende Verbindungsklassen sind monofunktionelle Acrylate bzw. Meth- acrylate von überbrückten Cycloalkylalkoholen, bestehend aus zumindestens 6 C-Atomen. Die Cycloalkylalkohole können auch substituiert sein, z.B. durch C-1-6-Alkylgrup- pen, Halogenatomen oder Cyanogruppen. Spezifische Beispiele sind Cyclohexylmeth- acrylate, Isobornylacrylat, Isobomylmethacrylate und 3,5-Dimethyladamantylacrylat.In a very preferred manner, acrylic or methacrylic monomers are used which consist of acrylic and methacrylic acid esters with alkyl groups of 4 to 14 carbon atoms, preferably comprising 4 to 9 carbon atoms. Specific examples, without wishing to be limited by this list, are methacrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, n-butyl methacrylate, n-pentia acrylate, n-hexyl acrylate, n-heptyl acrylate, n-octyl acrylate, n-octyl methacrylate , n-nonyl acrylate, lauryl acrylate, stearyl acrylate, behenyl acrylate, and their branched isomers, such as Isobutyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, isooctyl acrylate, isooctyl methacrylate. Further classes of compound to be used are monofunctional acrylates or methacrylates of bridged cycloalkyl alcohols, consisting of at least 6 carbon atoms. The cycloalkyl alcohols can also be substituted, e.g. by C-1-6 alkyl groups, halogen atoms or cyano groups. Specific examples are cyclohexyl methacrylate, isobornyl acrylate, isobomyl methacrylate and 3,5-dimethyladamantylacrylate.
In einer Vorgehensweise werden Monomere eingesetzt, die polare Gruppen wie Carbo- xylreste, Sulfon- und Phosphonsäure, Hydroxyreste, Lactam und Lacton, N-substituiertes Amid, N-substituiertes Amin, Carbamat-, Epoxy-, Thiol-, Alkoxy-. Cyanreste, Ether oder ähnliches tragen. Moderate basische Monomere sind z.B. N,N-Dialkylsubstituierte Amide, wie z.B. N,N- Dimethylacrylamid, N,N-Dimethylmethylmethacrylamid, N-tert.-Butylacrylamid, N-Vinyl- pyrrolidon, N-Vinyllactam, Dimethylaminoethylmethacryiat, Dimethylaminoethylacrylat, Diethylaminoethylmethacrylat, Diethylaminoethylacrylat, N-Methylolmethacrylamid, N-(Buthoxymethyl)methacrylamid, N-Methylolacrylamid, N-(Ethoxymethyl)acrylamid, N-Isopropylacrylamid, wobei diese Aufzählung nicht abschließend ist.In one procedure, monomers are used which contain polar groups such as carboxyl radicals, sulfonic and phosphonic acid, hydroxyl radicals, lactam and lactone, N-substituted amide, N-substituted amine, carbamate, epoxy, thiol, alkoxy. Wear cyan residue, ether or similar. Moderate basic monomers are, for example, N, N-dialkyl-substituted amides, such as, for example, N, N-dimethylacrylamide, N, N-dimethylmethylmethacrylamide, N-tert.-butylacrylamide, N-vinylpyrrolidone, N-vinyllactam, dimethylaminoethyl methacrylate, dimethylaminoethylacrylate, diethylamethylamate, diethylamate , N-methylol methacrylamide, N- (buthoxymethyl) methacrylamide, N-methylolacrylamide, N- (ethoxymethyl) acrylamide, N-isopropylacrylamide, although this list is not exhaustive.
Weitere bevorzugte Beispiele sind Hydroxyethylacrylat, Hydroxypropylacrylat, Hydroxy- ethylmethacrylat, Hydroxypropylmethacrylat, Allylalkohol, Maleinsäureanhydrid, Itacon- säureanhydrid, Itaconsäure, Glyceridylmethacrylat, Phenoxyethylacrlylat, Phenoxyethyl- methacrylat, 2-Butoxyethylmethacrylat, 2-Butoxyethylacrylat, Cyanoethylmethacrylat, Cyanoethylacrylat, Glycerylmethacrylat, 6-Hydroxyhexylmethacrylat, Vinylessigsäure, Tetrahydrofufurylacrlyat, ß-Acryloyloxypropionsäure, Trichloracrylsäure, Fumarsäure, Crotonsäure, Aconitsäure, Dimethylacrylsäure, wobei diese Aufzählung nicht abschließend ist.Further preferred examples are hydroxyethyl acrylate, hydroxypropyl acrylate, hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl methacrylate, allyl alcohol, maleic anhydride, itaconic anhydride, itaconic acid, glyceridyl methacrylate, phenoxyethylacrylate, phenoxyethyl methacrylate, 2-butoxyethyl methacrylate methacrylate, 2-butoxyethyl methacrylate methacrylate, 2-butoxyethyl methacrylate methacrylate, Vinylacetic acid, tetrahydrofufurylacrlyat, ß-acryloyloxypropionic acid, trichloracrylic acid, fumaric acid, crotonic acid, aconitic acid, dimethylacrylic acid, although this list is not exhaustive.
In einer weiteren sehr bevorzugten Vorgehensweise werden als Monomere Vinylester, Vinylether, Vinylhalogenide, Vinylidenhalogenide, Vinylverbindungen mit aromatischen Cyclen und Heterocycien in α-Stellung eingesetzt. Auch hier seien nicht ausschließlich einige Beispiele genannt: Vinylacetat, Vinylformamid, Vinylpyridin, Ethylvinyiether, Vinyl- chlorid, Vinylidenchlorid und Acrylonitril.In a further very preferred procedure, vinyl esters, vinyl ethers, vinyl halides, vinylidene halides, vinyl compounds with aromatic cycles and heterocycles in the α-position are used as monomers. Here too, a few examples are not exclusively mentioned: vinyl acetate, vinylformamide, vinylpyridine, ethylvinyiether, vinyl chloride, vinylidene chloride and acrylonitrile.
Weiterhin werden in einer weiteren Vorgehensweise Photoinitiatoren mit einer copolyme- risierbaren Doppelbindung eingesetzt. Als Photoinitiatoren sind Norrish-I- und -Il-Photoinitiatoren geeignet. Beispiele sind z.B. Benzoinacrylat und ein acryliertes Ben- zophenon der Fa. UCB (Ebecryl P 36®). Im Prinzip können alle dem Fachmann bekann- ten Photoinitiatoren copolymerisiert werden, die das Polymer über einen Radikalmechanismus unter UV-Bestrahlung vernetzen können. Ein Überblick über mögliche einsetzbare Photoinitiatoren die mit einer Doppelbindung funktionalisiert werden können, wird in Fouassier: „Photoinititation, Photopolymerization and Photocuring: Fundamentals and Applications", Hanser-Verlag, München 1995, gegeben. Ergänzend wird Carroy et al. in „Chemistry and Technology of UV and EB Formulation for Coatings, Inks and Paints", Oldring (Hrsg.), 1994, SITA, London eingesetzt.In a further procedure, photoinitiators with a copolymerizable double bond are also used. Norrish-I and -Il photoinitiators are suitable as photoinitiators. Examples are, for example, benzoin acrylate and an acrylated benzophenone from UCB (Ebecryl P 36 ® ). In principle, all photoinitiators known to the person skilled in the art can be copolymerized, which can crosslink the polymer via a radical mechanism under UV radiation. An overview of possible usable photoinitiators that can be functionalized with a double bond is given in Fouassier: "Photoinititation, Photopolymerization and Photocuring: Fundamentals and Applications", Hanser-Verlag, Munich 1995. In addition, Carroy et al. In "Chemistry and Technology of UV and EB Formulation for Coatings, Inks and Paints ", Oldring (ed.), 1994, SITA, London.
In einer weiteren bevorzugten Vorgehensweise werden zu den beschriebenen Comono- meren Monomere hinzugesetzt, die eine hohe statische Glasübergangstemperatur besit- zen. Als Komponenten eigenen sich aromatische Vinylverbindungen, wie z.B. Styrol, wobei bevorzugt die aromatischen Kerne aus C4- bis C18-Bausteinen bestehen und auch Heteroatome enthalten können. Besonders bevorzugte Beispiele sind 4-Vinylpyridin, N- Vinylphthalimid, Methylstyrol, 3,4-Dimethoxystyrol, 4-Vinylbenzoesäure, Benzylacrylat, Benzylmethacrylat, Phenylacrylat, Phenylmethacrylat, t-Butylphenylacrylat, t-Butyl- phenylmethacrylat, 4-Biphenylacrylat und -methacrylat, 2-Naphthylacrylat und -methacrylat sowie Mischungen aus denjenigen Monomeren, wobei diese Aufzählung nicht abschließend ist.In a further preferred procedure, monomers are added to the described comonomers which have a high static glass transition temperature. Zen. Aromatic vinyl compounds, such as, for example, styrene, are suitable as components, the aromatic nuclei preferably consisting of C 4 to C 18 building blocks and also being able to contain heteroatoms. Particularly preferred examples are 4-vinylpyridine, N-vinylphthalimide, methylstyrene, 3,4-dimethoxystyrene, 4-vinylbenzoic acid, benzyl acrylate, benzyl methacrylate, phenyl acrylate, phenyl methacrylate, t-butylphenyl acrylate, t-butylphenyl methacrylate, 4-biphenyl acrylate and 2-methacrylate Naphylacrylate and methacrylate as well as mixtures of those monomers, although this list is not exhaustive.
Weiterhin ist Bestandteil der erfinderischen Haftklebemasse, dass die Haftklebemasse einen Rückschrumpf aufweist, wobei der Rückschrumpf über eine Bestimmung nach Test B (Rückschrumpfmessung im freien Film) mindestens 3 % beträgt. In bevorzugten Weiterentwicklungen werden Haftklebemassen eingesetzt, bei welchen der Rückschrumpf mindestens 30 %, sehr bevorzugten mindestens 50 % beträgt.It is also a component of the inventive PSA that the PSA has a shrinkback, the shrinkback being at least 3% by a determination according to test B (shrinkback measurement in the free film). In preferred developments, PSAs are used in which the shrinkback is at least 30%, very preferably at least 50%.
Weiterhin ist Bestandteil der erfinderischen Haftklebemasse ein Zusatz einer elektrisch leitfähigen Verbindung. In einer bevorzugten Auslegung werden daher elektrisch leitfähige Füllmaterialien eingesetzt. Solche Materialen umfassen, ohne sich durch diese Aufzählung einzuschränken, Metallpartikel, Metallpulver, Metallkugeln, Metallfasern, wobei als Metalle z.B. Nickel, Gold, Silber, Eisen, Blei, Zinn, Zink, Edelstahl, Bronze und Kupfer oder Nickel Beschichtungen auf Kupferpartikeln, auf Nickelpartikeln, auf Polymerkugeln bzw. Partikeln oder Glasmikrokugeln eingesetzt werden. Weiterhin nützlich sind z.B. auch Blei/Zinn Legierungen mit unterschiedlichen Zusammensetzungen, wie sie z.B. von der Fa. Sherrit Gordon, Ltd. angeboten werden.Furthermore, part of the inventive PSA is an addition of an electrically conductive connection. In a preferred embodiment, electrically conductive filling materials are therefore used. Such materials include, without being restricted by this list, metal particles, metal powder, metal balls, metal fibers, where as metals e.g. Nickel, gold, silver, iron, lead, tin, zinc, stainless steel, bronze and copper or nickel coatings on copper particles, on nickel particles, on polymer balls or particles or glass microspheres can be used. Also useful are e.g. also lead / tin alloys with different compositions, e.g. by Sherrit Gordon, Ltd. Tobe offered.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden elektrisch leitfähige Polymere zugesetzt, wie z.B. Polythiophen, subsituierte Polythiophene, Polyethylendioxythiophene, Polyanilin, substiutierte Polyaniline, Polyparaphenylen, substituierte Polyparaphenylene, Polypyrrol, substituierte Polypyrrole, Polyacetylene, substituierte Polyacetylene, Poly- phenylsulfide, substituierte Polyphenylsulfide, Polyfurane, substituierte Polyfurane Poly- alkylfluoren, substituierte Polyalkylfluorene sowie Gemische aus den obengenannten Polymeren. Zur Verbesserung der Leitfähigkeit können sogenannte Dopants hinzugefügt werden. Hier können verschiedene Metallsalze oder Lewis-Säure oder Elektrophile eingesetzt werden. Beispiele, die keinen Anspruch auf Vollständigkeit besitzen, sind p-Tolu- olsulfonsäure oder Camphorsulfonsäure Weitere elektrisch leitfähigen Polymere umfas- sen Polyvinylbenzyltrimethylammoniumchlorid und ähnliche Verbindungen, die in US 5,061 ,294 zitiert wurden.In a further embodiment of the invention, electrically conductive polymers are added, such as, for example, polythiophene, substituted polythiophenes, polyethylene dioxythiophenes, polyaniline, substituted polyanilines, polyparaphenyls, substituted polyparaphenylenes, polypyrrole, substituted polypyrroles, polyacetylenes, substituted polyacetylenes, poly, phenylphenyl, poly, phenylphenyl substituted polyfurans polyalkylfluorene, substituted polyalkylfluorenes and mixtures of the above-mentioned polymers. So-called dopants can be added to improve conductivity. Various metal salts or Lewis acid or electrophiles can be used here. Examples that do not claim to be complete are p-toluenesulfonic acid or camphorsulfonic acid. sen polyvinylbenzyltrimethylammonium chloride and similar compounds cited in US 5,061,294.
In einer weiteren bevorzugten Auslegung der Erfindung ist der Durchmesser der elekt- risch leitfähigen Füllstoffe geringer als die Schichtdicke der Haftklebemasse. In einer bevorzugten Auslegung werden Dispersionen der Fa. ORMECON eingesetzt. Die zugesetzten elektrisch leitfähigen Polymere besitzen, je nach Dopant und chemischer Zusammensetzung, eine Leitfähigkeit zwischen 1 und 500 S/cm.In a further preferred embodiment of the invention, the diameter of the electrically conductive fillers is less than the layer thickness of the PSA. In a preferred embodiment, dispersions from ORMECON are used. Depending on the dopant and chemical composition, the added electrically conductive polymers have a conductivity between 1 and 500 S / cm.
In einer weiteren Auslegung können als elektrisch leitfähige Materialien Kohlenstoffverbindungen, wie z.B. C-60 zugesetzt werden. Auch mit diesen Verbindungen kann durch gezielte Dotierung eine Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit erreicht werden. Weiterhin lassen sich aber auch als elektrisch leitfähige Substanzen hygroskopische Salze einsetzen, die in US 4,973,338 beschrieben werden.In a further configuration, carbon compounds, such as e.g. C-60 can be added. With these compounds as well, an improved electrical conductivity can be achieved by targeted doping. Furthermore, hygroscopic salts, which are described in US Pat. No. 4,973,338, can also be used as electrically conductive substances.
Elektrisch leitfähige Substanzen werden bis zu 50 -% Gewichtsprozent bezogen auf das Poly(meth)acrylat hinzugesetzt. In bevorzugten Auslegung beträgt der Anteil 30 Gew.-% bezogen auf das Poly(meth)acrylat. Der Anteil wird entsprechend der gewünschten zu erzielenden elektrischen Leitfähigkeit gewählt. Der Anteil sollte aber nicht eine Menge überschreiten, so dass der Haftkleber die haftklebenden Eigenschaften verliert.Electrically conductive substances up to 50% by weight based on the poly (meth) acrylate are added. In a preferred embodiment, the proportion is 30% by weight, based on the poly (meth) acrylate. The proportion is selected in accordance with the desired electrical conductivity to be achieved. However, the proportion should not exceed an amount, so that the pressure sensitive adhesive loses the adhesive properties.
Zur Weiterentwicklung können den erfinderischen Haftklebemassen Harze beigemischt sein. Als zuzusetzende klebrigmachende Harze sind ausnahmslos alle vorbekannten und in der Literatur beschriebenen Klebharze einsetzbar. Genannt seien stellvertretend die Pinen-, Inden- und Kolophoniumharze, deren disproportionierte, hydrierte, polymerisierte, veresterte Derivate und Salze, die aliphatischen und aromatischen Kohlenwasserstoffharze, Terpenharze und Terpenphenolharze sowie C5-, C9- sowie andere Kohlenwasserstoffharze. Beliebige Kombinationen dieser und weiterer Harze können eingesetzt werden, um die Eigenschaften der resultierenden Klebmasse wunschgemäß einzustellen. Im allgemeinen lassen sich alle mit dem entsprechenden Polyacrylat kompatiblen (löslichen) Harze einsetzen, insbesondere sei verwiesen auf alle aliphatischen, aromatischen, alkylaromatischen Kohlenwasserstoffharze, Kohlenwasserstoffharze auf Basis reiner Monomere, hydrierte Kohlenwasserstoffharze, funktionelle Kohlenwasserstoffharze sowie Naturharze. Auf die Darstellung des Wissensstandes im „Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology" von Donatas Satas (van Nostrand, 1989) sei ausdrücklich hingewiesen.Resins may be added to the inventive PSAs for further development. All of the previously known adhesive resins described in the literature can be used as tackifying resins to be added. Representative are the pinene, indene and rosin resins, their disproportionated, hydrogenated, polymerized, esterified derivatives and salts, the aliphatic and aromatic hydrocarbon resins, terpene resins and terpene-phenolic resins as well as C5, C9 and other hydrocarbon resins. Any combination of these and other resins can be used to adjust the properties of the resulting adhesive as desired. In general, all (soluble) resins compatible with the corresponding polyacrylate can be used, in particular reference is made to all aliphatic, aromatic, alkylaromatic hydrocarbon resins, hydrocarbon resins based on pure monomers, hydrogenated hydrocarbon resins, functional hydrocarbon resins and natural resins. On the presentation of the state of knowledge in the "Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology "by Donatas Satas (van Nostrand, 1989) is expressly pointed out.
Weiterhin können optional Weichmacher (Plastifizierungsmittel), weitere Füllstoffe (wie. z. B. Fasern, Ruß, Zinkoxid, Kreide, Voll- oder Hohlglaskugeln, Mikrokugeln aus anderen Materialien, Kieselsäure, Silikate), Keimbildner, Blähmittel, Compoundierungsmittel und/oder Alterungsschutzmittel, z.B. in Form von primären und sekundären Antioxidan- tien oder in Form von Lichtschutzmitteln zugesetzt sein.Furthermore, plasticizers (plasticizers), other fillers (such as fibers, carbon black, zinc oxide, chalk, solid or hollow glass spheres, microspheres made of other materials, silicic acid, silicates), nucleating agents, blowing agents, compounding agents and / or anti-aging agents can optionally be used, eg in the form of primary and secondary antioxidants or in the form of light stabilizers.
Zusätzlich können Vernetzer und Promotoren zur Vernetzung beigemischt werden. Geeignete Vernetzer für die Elektronenstrahlvemetzung und UV-Vernetzung sind beispielsweise bi- oder multifunktionelle Acrylate, bi- oder multifunktionelle Isocyanate (auch in blockierter Form) oder bi- oder multifunktionelle Epoxide.Crosslinkers and promoters can also be added for crosslinking. Suitable crosslinkers for electron beam crosslinking and UV crosslinking are, for example, bi- or multifunctional acrylates, bi- or multifunctional isocyanates (also in blocked form) or bi- or multifunctional epoxies.
Zu einer optionalen Vernetzung mit UV-Licht können den Polyacrylathaftklebemassen UV-absorbierende Photoinitiatoren zugesetzt werden. Nützliche Photoinitiatoren, welche sehr gut zu verwenden sind, sind Benzoinether, wie z. B. Benzoinmethylether und Ben- zoinisopropylether, substituierte Acetophenone, wie z. B. 2,2-Diethoxyacetophenon (erhältlich als Irgacure 651® von Fa. Ciba Geigy®), 2,2-Dimethoxy-2-phenyl-1-phenyl- ethanon, Dimethoxyhydroxyacetophenon, substituierte α-Ketole, wie z. B. 2-Methoxy-2- hydroxypropiophenon, aromatische Sulfonylchloride, wie z. B. 2-Naphthyl sulfonylchlorid, und photoaktive Oxime, wie z. B. 1-Phenyl-1 ,2-propandion-2-(O-ethoxycarbonyl)oxim.For an optional crosslinking with UV light, UV-absorbing photoinitiators can be added to the polyacrylate PSAs. Useful photoinitiators that are very easy to use are benzoin ethers, such as. As benzoin methyl ether and benzoin isopropyl ether, substituted acetophenones, such as. B. 2,2-diethoxyacetophenone (available as Irgacure 651 ® from Ciba Geigy ® ), 2,2-dimethoxy-2-phenyl-1-phenylethanone, dimethoxyhydroxyacetophenone, substituted α-ketols, such as. B. 2-methoxy-2-hydroxypropiophenone, aromatic sulfonyl chlorides, such as. B. 2-naphthyl sulfonyl chloride, and photoactive oximes such. B. 1-phenyl-1,2-propanedione-2- (O-ethoxycarbonyl) oxime.
Die oben erwähnten und weitere einsetzbare Photoinititatioren und andere vom Typ Norrish I oder Norrish II können folgenden Reste enthalten: Benzophenon-, Acetophe- non-, Benzil-, Benzoin-, Hydroxyalkylphenon-, Phenylcyclohexylketon-, Anthrachinon-,The above-mentioned and other usable photoinitiators and others of the Norrish I or Norrish II type can contain the following radicals: benzophenone, acetophenone, benzil, benzoin, hydroxyalkylphenone, phenylcyclohexyl ketone, anthraquinone,
Trimethyibenzoylphosphinoxid-, Methylthiophenylmorpholinketon-, Aminoketon-, Azoben- zoin-, Thioxanthon-, Hexarylbisimidazol-, Triazin-, oder Fluorenon, wobei jeder dieserTrimethyibenzoylphosphine oxide, methylthiophenylmorpholine ketone, aminoketone, azobenzoin, thioxanthone, hexarylbisimidazole, triazine, or fluorenone, each of which
Reste zusätzlich mit einem oder mehreren Halogenatomen und/oder einer oder mehreren Alkyloxygruppen und/oder einer oder mehreren Aminogruppen oder Hydroxygruppen substituiert sein kann. Ein repräsentativer Überblick wird von Fouassier: „Photoinititation,Residues can additionally be substituted with one or more halogen atoms and / or one or more alkyloxy groups and / or one or more amino groups or hydroxy groups. A representative overview is provided by Fouassier: "Photoinititation,
Photopolymerization and Photocuring: Fundamentals and Applications", Hanser-Verlag,Photopolymerization and Photocuring: Fundamentals and Applications ", Hanser-Verlag,
München 1995, gegeben. Ergänzend kann Carroy et al. in „Chemistry and Technology ofMunich 1995. In addition, Carroy et al. in "Chemistry and Technology of
UV and EB Formulation for Coatings, Inks and Paints", Oldring (Hrsg.), 1994, SITA, London herangezogen werden. Herstellverfahren für die erfinderischen HaftklebemassenUV and EB Formulation for Coatings, Inks and Paints ", Oldring (ed.), 1994, SITA, London. Manufacturing process for the inventive PSAs
Zur Polymerisation werden die Monomere dermaßen gewählt, daß die resultierenden Polymere bei Raumtemperatur oder höheren Temperaturen als Haftklebemassen einge- setzt werden können, insbesondere derart, daß die resultierenden Polymere haftklebende Eigenschaften entsprechend des „Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology" von Donatas Satas (van Nostrand, New York 1989) besitzen. Zur Erzielung einer für Haftklebemassen bevorzugten Glasübergangstemperatur TG der Polymere von TG < 25 °C werden entsprechend dem vorstehend gesagten die Monomere sehr bevorzugt derart ausgesucht und die mengenmäßige Zusammensetzung der Monomermischung vorteilhaft derart gewählt, daß sich nach der Fox-Gleichung (G1) (vgl. T.G. Fox, Bull. Am. Phys. Soc. 1 (1956) 123) der gewünschte TG-Wert für das Polymer ergibt.For the polymerization, the monomers are chosen such that the resulting polymers can be used as pressure-sensitive adhesives at room temperature or higher temperatures, in particular in such a way that the resulting polymers have pressure-sensitive adhesive properties in accordance with the "Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology" by Donatas Satas (van Nostrand , New York 1989) To achieve a preferred glass transition temperature T G of the polymers of T G <25 ° C. for PSAs, the monomers are very preferably selected in accordance with what has been said above, and the quantitative composition of the monomer mixture is advantageously chosen such that after the Fox equation (G1) (cf. TG Fox, Bull. Am. Phys. Soc. 1 (1956) 123) gives the desired T G value for the polymer.
(G1)(G1)
J - T«,J - T «,
Hierin repräsentiert n die Laufzahl über die eingesetzten Monomere, wn den Massenanteil des jeweiligen Monomers n (Gew.-%) und TG,n die jeweilige Glasübergangstemperatur des Homopolymers aus den jeweiligen Monomeren n in K.Herein n represents the running number of the monomers used, w n the mass fraction of the respective monomer n (% by weight) and T G , n the respective glass transition temperature of the homopolymer from the respective monomers n in K.
Zur Herstellung der Poly(meth)acrylathaftklebemassen werden vorteilhaft konventionelle radikalische Polymerisationen durchgeführt. Für die radikalisch verlaufenden Polymerisationen werden bevorzugt Initiatorsysteme eingesetzt, die zusätzlich weitere radikalische Initiatoren zur Polymerisation enthalten, insbesondere thermisch zerfallende radikalbil- dende Azo- oder Peroxo-Initiatoren. Prinzipiell eignen sich jedoch alle für Acrylate dem Fachmann geläufigen, üblichen Initiatoren. Die Produktion von C-zentrierten Radikalen ist im Houben Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Vol. E 19a, S. 60 - 147 beschrieben. Diese Methoden werden in bevorzugter Weise in Analogie angewendet. Beispiele für Radikalquellen sind Peroxide, Hydroperoxide und Azoverbindungen, als einige nicht ausschließliche Beispiele für typische Radikalinitiatoren seien hier genannt Kaliumperoxodisulfat, Dibenzoylperoxid, Cumolhydroperoxid, Cyclohexanonperoxid, Di-t-butylperoxid, Azodiisosäurebutyronitril, Cyclohexylsulfonylacetylperoxid, Diisopropyl- percarbonat, t-Butylperoktoat, Benzpinacol. In einer sehr bevorzugten Auslegung wird als radikalischer Initiator 1 ,1 '-Azo-bis-(cyclohexancarbonsäurenitriI) (Vazo 88™ der Fa. DuPont) oder Azodisobutyronitril (AIBN) verwendet.Conventional radical polymerizations are advantageously carried out to prepare the poly (meth) acrylate PSAs. Initiator systems which additionally contain further radical initiators for the polymerization, in particular thermally decomposing radical-forming azo or peroxo initiators, are preferably used for the radical polymerizations. In principle, however, all of the usual initiators known to those skilled in the art for acrylates are suitable. The production of C-centered radicals is described in Houben Weyl, Methods of Organic Chemistry, Vol. E 19a, pp. 60 - 147. These methods are preferably used in analogy. Examples of radical sources are peroxides, hydroperoxides and azo compounds, and some non-exclusive examples of typical free radical initiators are potassium peroxodisulfate, dibenzoyl peroxide, cumene hydroperoxide, cyclohexanone peroxide, di-t-butyl peroxide, azodiisoic acid butyronitrile, cyclohexyl peroxyl peroxetyl peroxetyl peroxetyl peroxetyl peroxetyl peroxetyl peroxetyl peroxetyl peroxetyl peroxetyl peroxetyl peroxyl peroxyl peroxyl peroxyl peroxyl peroxyl peroxyl peroxyl peroxyl peroxyl peroxyl peroxide tetraperyl tetra peroxo In a very preferred interpretation, as radical initiator 1, 1 '-azo-bis- (cyclohexanecarbonsäuritriI) (Vazo 88 ™ from DuPont) or azodisobutyronitrile (AIBN) used.
Die elektrisch-leitfähigen Materialien können den Monomeren vor der Polymerisation und/oder nach Beendigung der Polymerisation beigemischt werden.The electrically conductive materials can be added to the monomers before the polymerization and / or after the end of the polymerization.
Die mittleren Molekulargewichte M der bei der radikalischen Polymerisation entstehenden Haftklebemassen werden sehr bevorzugt derart gewählt, daß sie in einem Bereich von 200.000 bis 4.000.000 g/mol liegen; speziell für die weitere Verwendung als elekt- risch-leitfähiger Schmelzhaftkleber mit Rückstellvermögen werden Haftklebemassen mit mittleren Molekulargewichten Mw von 400.000 bis 1.400.000 g/mol hergestellt. Die Bestimmung des mittleren Molekulargewichtes erfolgt über Größenausschlußchromato- graphie (GPC) oder Matrix-unterstützte Laser-Desorption/Ionisations-Massenspektro- metrie (MALDI-MS).The average molecular weights M of the PSAs formed in the radical polymerization are very preferably selected such that they are in a range from 200,000 to 4,000,000 g / mol; PSAs with average molecular weights M w of 400,000 to 1,400,000 g / mol are produced especially for further use as electrically conductive hotmelt PSAs with resilience. The average molecular weight is determined using size exclusion chromatography (GPC) or matrix-assisted laser desorption / ionization mass spectrometry (MALDI-MS).
Die Polymerisation kann in Substanz, in Gegenwart eines oder mehrerer organischer Lösungsmittel, in Gegenwart von Wasser oder in Gemischen aus organischen Lösungsmitteln und Wasser durchgeführt werden. Es wird dabei angestrebt, die verwendete Lösungsmittelmenge so gering wie möglich zu halten. Geeignete organische Lösungs- mittel sind reine Alkane (z.B. Hexan, Heptan, Octan, Isooctan), aromatische Kohlenwasserstoffe (z.B. Benzol, Toluol, Xylol), Ester (z.B. Essigsäureethylester, Essigsäure- propyl-, -butyl- oder -hexylester), halogenierte Kohlenwasserstoffe (z.B. Chlorbenzol), Alkanole (z.B. Methanol, Ethanol, Ethylenglycol, Ethylenglycolmonomethylether) und Ether (z.B. Diethylether, Dibutylether) oder Gemische davon. Die wäßrigen Polymerisa- tionsreaktionen können mit einem mit Wasser mischbaren oder hydrophilen Colösungs- mittel versetzt werden, um zu gewährleisten, daß das Reaktionsgemisch während des Monomerumsatzes in Form einer homogenen Phase vorliegt. Vorteilhaft verwendbare Colösungsmittel für die vorliegende Erfindung werden gewählt aus der folgenden Gruppe, bestehend aus aliphatischen Alkoholen, Glycolen, Ethern, Glycolethern, Pyrrolidinen, N- Alkylpyrrolidinonen, N-Alkylpyrrolidonen, Polyethylenglycolen, Polypropylenglycolen, Amiden, Carbonsäuren und Salzen davon, Estern, Organosulfiden, Sulfoxiden, Sulfonen, Alkoholderivaten, Hydroxyetherderivaten, Aminoalkoholen, Ketonen und dergleichen, sowie Derivaten und Gemischen davon. Die Polymerisationszeit beträgt - je nach Umsatz und Temperatur - zwischen 2 und 72 Stunden. Je höher die Reaktionstemperatur gewählt werden kann, das heißt, je höher die thermische Stabilität des Reaktionsgemisches ist, desto geringer kann die Reaktionsdauer gewählt werden.The polymerization can be carried out in bulk, in the presence of one or more organic solvents, in the presence of water or in mixtures of organic solvents and water. The aim is to keep the amount of solvent used as low as possible. Suitable organic solvents are pure alkanes (eg hexane, heptane, octane, isooctane), aromatic hydrocarbons (eg benzene, toluene, xylene), esters (eg ethyl acetate, propyl, butyl or hexyl acetate), halogenated hydrocarbons (e.g. chlorobenzene), alkanols (e.g. methanol, ethanol, ethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether) and ethers (e.g. diethyl ether, dibutyl ether) or mixtures thereof. A water-miscible or hydrophilic cosolvent can be added to the aqueous polymerization reactions in order to ensure that the reaction mixture is in the form of a homogeneous phase during the monomer conversion. Cosolvents which can be used advantageously for the present invention are selected from the following group consisting of aliphatic alcohols, glycols, ethers, glycol ethers, pyrrolidines, N-alkylpyrrolidinones, N-alkylpyrrolidones, polyethylene glycols, polypropylene glycols, amides, carboxylic acids and salts thereof, esters, organosulfides, Sulfoxides, sulfones, alcohol derivatives, hydroxy ether derivatives, amino alcohols, ketones and the like, as well as derivatives and mixtures thereof. The polymerization time is - depending on the conversion and temperature - between 2 and 72 hours. The higher the reaction temperature that can be selected, that is, the higher the thermal stability of the reaction mixture, the shorter the reaction time that can be selected.
Zur Initiierung der Polymerisation ist für die thermisch zerfallenden Initiatoren der Eintrag von Wärme essentiell. Die Polymerisation kann für die thermisch zerfallenden Initiatoren durch Erwärmen auf 50 bis 160 °C, je nach Initiatortyp, initiiert werden.In order to initiate the polymerization, the entry of heat is essential for the thermally decomposing initiators. The polymerization can be initiated for the thermally decomposing initiators by heating to 50 to 160 ° C., depending on the type of initiator.
Für die Herstellung kann es auch von Vorteil sein, die Acrylathaftklebemassen in Substanz zu polymerisieren. Hier eignet sich insbesondere die Präpolymerisationstechnik einzusetzen. Die Polymerisation wird mit UV-Licht iniitiert, aber nur zu einem geringen Umsatz ca. 10 - 30 % geführt. Anschließend kann dieser Polymersirup z.B. in Folien ein- geschweisst werden (im einfachsten Fall Eiswürfel) und dann in Wasser zu hohem Umsatz durchpolymerisiert werden. Diese Pellets lassen sich dann als Acrylatschmelz- kleber einsetzen, wobei für den Aufschmelzvorgang besonders bevorzugt Folienmaterialien eingesetzt werden, die mit dem Polyacrylat kompatibel sind. Auch für diese Präparationsmethode lassen sich die thermisch-leitfähigen Materialzusätze vor oder nach der Polymerisation zusetzen.For the production, it may also be advantageous to polymerize the acrylic PSAs in bulk. The prepolymerization technique is particularly suitable here. The polymerization is initiated with UV light, but only leads to a low conversion of approximately 10 to 30%. This polymer syrup can then be e.g. are welded into foils (in the simplest case ice cubes) and then polymerized through in water to a high conversion. These pellets can then be used as acrylic hot-melt adhesives, with film materials which are compatible with the polyacrylate being particularly preferably used for the melting process. For this preparation method too, the thermally conductive material additives can be added before or after the polymerization.
Ein anderes vorteilhaftes Herstellungsverfahren für die Poly(meth)acrylathaftklebemas- sen ist die anionische Polymerisation. Hier werden als Reaktionsmedium bevorzugt inerte Lösungsmittel verwendet, wie z.B. aliphatische und cycloaliphatische Kohlenwasserstoffe, oder auch aromatische Kohlenwasserstoffe.Another advantageous production process for the poly (meth) acrylate PSAs is anionic polymerization. Inert solvents are preferably used as the reaction medium, e.g. aliphatic and cycloaliphatic hydrocarbons, or also aromatic hydrocarbons.
Das lebende Polymer wird in diesem Fall im allgemeinen durch die Struktur PL(A)-Me repräsentiert, wobei Me ein Metall der Gruppe I, wie z.B. Lithium, Natrium oder Kalium, und PL(A) ein wachsendes Polymer aus den Acrylatmonomeren ist. Die Molmasse des herzustellenden Polymers wird durch das Verhältnis von Initiatorkonzentration zu Mono- merkonzentration kontrolliert. Als geeignete Polymerisationsinitiatoren eignen sich z. B. n-Propyllithium, n-Butyllithium, sec-Butyllithium, 2-Naphthyllithium, Cyclohexyllithium oder Octyllithium, wobei diese Aufzählung nicht den Anspruch auf Vollständigkeit besitzt. Ferner sind Initiatoren auf Basis von Samarium-Komplexen zur Polymerisation von Acrylaten bekannt (Macromolecules, 1995, 28, 7886) und hier einsetzbar. Weiterhin lassen sich auch difunktionelle Initiatoren einsetzen, wie beispielsweise 1 ,1 ,4,4-Tetraphenyl-1 ,4-diIithiobutan oder 1 ,1 ,4,4-Tetraphenyl-1 ,4-diIithioisobutan. Coinitiatoren lassen sich ebenfalls einsetzen. Geeignete Coinitiatoren sind unter anderem Lithiumhalogenide, Alkalimetallalkoxide oder Alkylaluminium-Verbindungen. In einer sehr bevorzugten Version sind die Liganden und Coinitiatoren so gewählt, daß Acrylatmono- mere, wie z.B. n-Butylacrylat und 2-Ethylhexylacrylat, direkt polymerisiert werden können und nicht im Polymer durch eine Umesterung mit dem entsprechenden Alkohol generiert werden müssen.The living polymer in this case is generally represented by the structure P L (A) -Me, where Me is a Group I metal such as lithium, sodium or potassium, and P L (A) is a growing polymer of the acrylate monomers , The molar mass of the polymer to be produced is controlled by the ratio of the initiator concentration to the monomer concentration. Suitable polymerization initiators are, for. B. n-propyllithium, n-butyllithium, sec-butyllithium, 2-naphthyllithium, cyclohexyllithium or octyllithium, this list does not claim to be complete. Initiators based on samarium complexes for the polymerization of acrylates are also known (Macromolecules, 1995, 28, 7886) and can be used here. Difunctional initiators can also be used, such as 1, 1, 4,4-tetraphenyl-1,4-diithiobutane or 1,1,4,4-tetraphenyl-1,4-diithioisobutane. Coinitiators can also be used. Suitable coinitiators include lithium halides, alkali metal alkoxides or alkyl aluminum compounds. In a very preferred version, the ligands and coinitiators are selected so that acrylate monomers, such as, for example, n-butyl acrylate and 2-ethylhexyl acrylate, can be polymerized directly and do not have to be generated in the polymer by transesterification with the corresponding alcohol.
Zur Herstellung von Polyacrylathaftklebemassen mit einer engen Molekulargewichtsverteilung eignen sich auch kontrollierte radikalische Polymerisationsmethoden. Zur Polymerisation wird dann bevorzugt ein Kontra llreagenz der allgemeinen Formel eingesetzt:Controlled radical polymerization methods are also suitable for the production of polyacrylate PSAs with a narrow molecular weight distribution. A contra-reagent of the general formula is then preferably used for the polymerization:
R. -,/ .R1 R. "S" "S" "-S" "R1 R. -, / .R 1 R. "S""S""-S""R 1
0) (II)0) (II)
worin R und R1 unabhängig voneinander gewählt oder gleich sind - verzweigte und unverzweigte C bis C18-Alkylreste; C3- bis C18-Alkenylreste; C3- bis C-is-Alkinylreste;wherein R and R 1 are independently selected or the same - branched and unbranched C to C 18 alkyl radicals; C 3 to C 18 alkenyl radicals; C 3 - to C-is-alkynyl radicals;
- C bis C18-Alkxoyreste- C to C 18 alkoxy residues
- durch zumindest eine OH-Gruppe oder ein Halogenatom oder einen Silylether substituierte C bis C18-Alkylreste; C3- bis C18-Alkenylreste; C3- bis C18-Alkinyl- reste;- C to C 18 alkyl radicals substituted by at least one OH group or a halogen atom or a silyl ether; C 3 to C 18 alkenyl radicals; C 3 to C 18 alkynyl radicals;
- C2-C18-Hetero-Alkylreste mit mindestens einem O-Atom und/oder einer NR*- Gruppe in der Kohlenstoffkette, wobei R* ein beliebiger (insbesondere organischer) Rest sein kann,C 2 -C 18 heteroalkyl radicals having at least one O atom and / or one NR * group in the carbon chain, where R * can be any (in particular organic) radical,
- mit zumindest einer Estergruppe, Amingruppe, Carbonatgruppe, Cyanogruppe, Isocyanogruppe und/oder Epoxidgruppe und/oder mit Schwefel substituierte C- With at least one ester group, amine group, carbonate group, cyano group, isocyano group and / or epoxy group and / or C substituted with sulfur
C18-Alkylreste, C3-C18-Alkenylreste, C3-C18-Alkinylreste;C 18 alkyl residues, C 3 -C 18 alkenyl residues, C 3 -C 18 alkynyl residues;
- C3-C12-Cycloalkylreste- C 3 -C 12 cycloalkyl radicals
- C6-C18- Aryl- oder Benzylreste- C 6 -C 18 aryl or benzyl radicals
- Wasserstoff darstellen. Kontrollreagenzien des Typs (I) bestehen bevorzugt aus folgenden weiter eingeschränkten Verbindungen:- represent hydrogen. Control reagents of type (I) preferably consist of the following further restricted compounds:
Halogenatome sind hierbei bevorzugt F, Cl, Br oder I, mehr bevorzugt Cl und Br. Als Alkyl-, Alkenyl- und Alkinylreste in den verschiedenen Substituenten eignen sich hervor- ragend sowohl lineare als auch verzweigte Ketten.Halogen atoms are preferably F, Cl, Br or I, more preferably Cl and Br. Both linear and branched chains are outstandingly suitable as alkyl, alkenyl and alkynyl radicals in the various substituents.
Beispiele für Alkylreste, welche 1 bis 18 Kohlenstoffatome enthalten, sind Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, Butyl, Isobutyl, t-Butyl, Pentyl, 2-Pentyl, Hexyl, Heptyl, Octyl, 2-Ethyl- hexyl, t-Octyl, Nonyl, Decyl, Undecyl, Tridecyl, Tetradecyl, Hexadecyl und Octadecyl. Beispiele für Alkenylreste mit 3 bis 18 Kohlenstoffatomen sind Propenyl, 2-Butenyl, 3- Butenyl, Isobutenyl, n-2,4-Pentadienyl, 3-Methyl-2-butenyl, n-2-Octenyl, n-2-Dodecenyl, Isododecenyl und Oleyl.Examples of alkyl radicals which contain 1 to 18 carbon atoms are methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, t-butyl, pentyl, 2-pentyl, hexyl, heptyl, octyl, 2-ethylhexyl, t-octyl, Nonyl, decyl, undecyl, tridecyl, tetradecyl, hexadecyl and octadecyl. Examples of alkenyl radicals having 3 to 18 carbon atoms are propenyl, 2-butenyl, 3-butenyl, isobutenyl, n-2,4-pentadienyl, 3-methyl-2-butenyl, n-2-octenyl, n-2-dodecenyl and isododecenyl and oleyl.
Beispiele für Alkinyl mit 3 bis 18 Kohlenstoffatomen sind Propinyl, 2-Butinyl, 3-Butinyl, n-2-Octinyl und n-2-Octadecinyl. Beispiele für Hydroxy-substituierte Alkylreste sind Hydroxypropyl, Hydroxybutyl oder Hydroxy hexyl.Examples of alkynyl having 3 to 18 carbon atoms are propynyl, 2-butynyl, 3-butynyl, n-2-octynyl and n-2-octadecynyl. Examples of hydroxy-substituted alkyl radicals are hydroxypropyl, hydroxybutyl or hydroxy hexyl.
Beispiele für Halogen-substituierte Alkylreste sind Dichlorobutyl, Monobromobutyl oder Trichlorohexyl.Examples of halogen-substituted alkyl radicals are dichlorobutyl, monobromobutyl or trichlorohexyl.
Ein geeigneter C2-C18-Hetero-Alkylrest mit mindestens einem O-Atom in der Kohlenstoffkette ist beispielsweise -CH2-CH2-O-CH2-CH3. Als C3-C12-Cycloalkylreste dienen beispielsweise Cyclopropyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl oder Trimethylcyclohexyl.A suitable C 2 -C 18 heteroalkyl radical with at least one O atom in the carbon chain is, for example, -CH 2 -CH 2 -O-CH 2 -CH 3 . Cyclopropyl, cyclopentyl, cyclohexyl or trimethylcyclohexyl are used, for example, as C 3 -C 12 cycloalkyl radicals.
Als C6-C18-Arylreste dienen beispielsweise Phenyl, Naphthyl, Benzyl, 4-tert.-Butylbenzyl- oder weitere substituierte Phenyl, wie z.B. Ethyl, Toluol, Xylol, Mesitylen, Isopropylben- zol, Dichlorobenzol oder Bromtoluol. Die vorstehenden Auflistungen dienen nur als Beispiele für die jeweiligen Verbindungsgruppen und besitzen keinen Anspruch auf Vollständigkeit.Examples of C 6 -C 18 aryl radicals are phenyl, naphthyl, benzyl, 4-tert-butylbenzyl- or other substituted phenyl, such as, for example, ethyl, toluene, xylene, mesitylene, isopropylbenzene, dichlorobenzene or bromotoluene. The above lists serve only as examples for the respective connection groups and are not exhaustive.
Weiterhin sind auch Verbindungen de ;r folge nden Typen als Kontrollt 'eagenzien einsetz- barAlso suitable are compounds de r follow ligand types as Kontrollt eagenzien 'insertion bar
Figure imgf000015_0001
wobei R2 ebenfalls unabhängig von R und R1 aus der oben aufgeführten Gruppe für diese Reste gewählt werden kann.
Figure imgf000015_0001
where R 2 can also be selected independently of R and R 1 from the group listed above for these radicals.
Beim konventionellen ,RAFT-Prozeß' wird zumeist nur bis zu geringen Umsätzen polyme- risiert (WO 98/01478 A1), um möglichst enge Molekulargewichtsverteilungen zu realisieren. Durch die geringen Umsätze lassen sich diese Polymere aber nicht als Haftklebemassen und insbesondere nicht als Schmelzhaftkleber einsetzen, da der hohe Anteil an Restmonomeren die klebtechnischen Eigenschaften negativ beeinflußt, die Restmono- mere im Aufkonzentrationsprozeß das Lösemittelrecyclat verunreinigen und die entspre- chenden Selbstklebebänder ein sehr hohes Ausgasungsverhalten zeigen würden. Um diesen Nachteil niedriger Umsätze zu umgehen, wird in einer besonders bevorzugten Vorgehensweise die Polymerisation mehrfach initiiert.In the conventional “RAFT process”, polymerization is usually carried out only to a small extent (WO 98/01478 A1) in order to achieve the narrowest possible molecular weight distributions. However, due to the low sales, these polymers cannot be used as PSAs and especially not as hotmelt PSAs, since the high proportion of residual monomers negatively influences the adhesive properties, the residual monomers contaminate the recycled solvent in the concentration process and the corresponding self-adhesive tapes have a very high outgassing behavior would show. To avoid this disadvantage of low sales, the polymerization is initiated several times in a particularly preferred procedure.
Als weitere kontrollierte radikalische Polymerisationsmethode können Nitroxid-gesteuerte Polymerisationen durchgeführt werden. Zur Radikalstabilisierung werden in günstiger Vorgehensweise Nitroxide des Typs (Va) oder (Vb) eingesetzt:As a further controlled radical polymerization method, nitroxide-controlled polymerizations can be carried out. For radical stabilization, nitroxides of type (Va) or (Vb) are used in a favorable procedure:
Figure imgf000016_0001
Figure imgf000016_0001
(Va) (Vb)(Va) (Vb)
wobei R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10 unabhängig voneinander folgende Verbindungen oder Atome bedeuten: i) Halogenide, wie z.B. Chlor, Brom oder lod ii) lineare, verzweigte, cyclische und heterocyclische Kohlenwasserstoffe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, die gesättigt, ungesättigt oder aromatisch sein können, iii) Ester -COOR1 , Alkoxide -OR12 und/oder Phosphonate -PO(OR13)2, wobei R11, R 2 oder R13 für Reste aus der Gruppe ii) stehen. Verbindungen der (Va) oder (Vb) können auch an Polymerketten jeglicher Art gebunden sein (vorrangig in dem Sinne, daß zumindest einer der oben genannten Reste eine der- artige Polymerkette darstellt) und somit zum Aufbau von Polyacrylathaftklebemassen genutzt werden.where R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , R 10 independently of one another denote the following compounds or atoms: i) halides, such as chlorine, bromine or iodine ii) linear, branched, cyclic and heterocyclic hydrocarbons with 1 to 20 carbon atoms, which can be saturated, unsaturated or aromatic, iii) esters -COOR 1 , alkoxides -OR 12 and / or phosphonates -PO (OR 13 ) 2 , where R 11 , R 2 or R 13 represent residues from group ii). Compounds of (Va) or (Vb) can also be bound to polymer chains of any kind (primarily in the sense that at least one of the abovementioned radicals is one of the represents polymer chain) and thus used to build up polyacrylate PSAs.
Mehr bevorzugt werden kontrollierte Regler für die Polymerisation von Verbindungen des Typs: • 2,2,5,5-Tetramethyl-1-pyrrolidinyloxyl (PROXYL), 3-Carbamoyl-PROXYL,Controlled regulators for the polymerization of compounds of the type: 2,2,5,5-tetramethyl-1-pyrrolidinyloxyl (PROXYL), 3-carbamoyl-PROXYL,
2,2-dimethyl-4,5-cyclohexyl-PROXYL, 3-oxo-PROXYL, 3-Hydroxylimine-PROXYL, 3-Aminomethyl-PROXYL, 3-Methoxy-PROXYL, 3-t-Butyl-PROXYL, 3,4-Di-t-butyl- PROXYL • 2,2,6,6-Tetramethyl-1-piperidinyloxy pyrrolidinyloxyl (TEMPO), 4-Benzoyloxy-TEMPO, 4-Methoxy-TEMPO, 4-Chloro-TEMPO, 4-Hydroxy-TEMPO, 4-Oxo-TEMPO,2,2-dimethyl-4,5-cyclohexyl-PROXYL, 3-oxo-PROXYL, 3-hydroxylimine-PROXYL, 3-aminomethyl-PROXYL, 3-methoxy-PROXYL, 3-t-butyl-PROXYL, 3,4- Di-t-butyl-PROXYL • 2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidinyloxy pyrrolidinyloxyl (TEMPO), 4-benzoyloxy-TEMPO, 4-methoxy-TEMPO, 4-chloro-TEMPO, 4-hydroxy-TEMPO, 4-oxo-TEMPO,
4-Amino-TEMPO, 2,2,6,6,-Tetraethyl-1-piperidinyloxyl, 2,2,6-Trimethyl-6-ethyl-1-pipe- ridinyloxyl4-amino-TEMPO, 2,2,6,6, -Tetraethyl-1-piperidinyloxyl, 2,2,6-trimethyl-6-ethyl-1-pipidinyloxyl
N-tert.-Butyl-1-phenyl-2-methyl propyl Nitroxid N-tert.-Butyl-1-(2-naphtyl)-2-methyl propyl Nitroxid • N-tert.-Butyl-1-diethylphosphono-2,2-dimethyl propyl Nitroxid N-tert.-Butyi-1-dibenzylphosphono-2,2-dimethyl propyl Nitroxid N-(1-Phenyl-2-methyl propyl)-1-diethylphosphono-1-methyl ethyl Nitroxid Di-t-Butylnitroxid Diphenylnitroxid • t-Butyl-t-amyl NitroxidN-tert-butyl-1-phenyl-2-methyl propyl nitroxide N-tert-butyl-1- (2-naphthyl) -2-methyl propyl nitroxide • N-tert-butyl-1-diethylphosphono-2, 2-dimethyl propyl nitroxide N-tert-butyi-1-dibenzylphosphono-2,2-dimethyl propyl nitroxide N- (1-phenyl-2-methyl propyl) -1-diethylphosphono-1-methyl ethyl nitroxide di-t-butyl nitroxide Diphenyl nitroxide • t-Butyl-t-amyl nitroxide
Eine Reihe weiterer Poiymerisationsmethoden, nach denen die Haftklebemassen in alternativer Vorgehensweise hergestellt werden können, lassen sich aus dem Stand der Technik wählen: US 4,581 ,429 A offenbart ein kontrolliert radikalisches Polymerisationsverfahren, das als Initiator eine Verbindung der Formel R'R"N-O-Y anwendet, worin Y eine freie radikalische Spezies ist, die ungesättigte Monomere polymerisieren kann. Die Reaktionen weisen aber im allgemeinen geringe Umsätze auf. Besonders problematisch ist die Polymerisation von Acrylaten, die nur zu sehr geringen Ausbeuten und Molmassen abläuft. WO 98/13392 A1 beschreibt offenkettige Alkoxyaminverbindungen, die ein symmetrisches Substitutionsmuster aufweisen. EP 735 052 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung thermoplastischer Elastomere mit engen Molmassenverteilungen. WO 96/24620 A1 beschreibt ein Polymerisationsverfahren, bei dem sehr spezielle Radikalverbindungen wie z. B. phosphorhaltige Nitroxide, die auf Imidazolidin basieren, eingesetzt werden. WO 98/44008 A1 offenbart spezielle Nitroxyle, die auf Morpholinen, Piperazinonen und Pipe- razindionen basieren. DE 199 49 352 A1 beschreibt heterozyklische Alkoxyamine als Regulatoren in kontrolliert radikalischen Polymerisationen. Entsprechende Weiterentwicklungen der Alkoxyamine bzw. der korrespondierenden freien Nitroxide verbessern die Effizienz zur Herstellung von Polyacrylaten (Hawker, Beitrag zur Hauptversammlung der American Chemical Society, Frühjahr 1997; Husemann, Beitrag zum IUPAC World- Polymer Meeting 1998, Gold Coast).A number of other polymerization methods by which the PSAs can be prepared in an alternative procedure can be selected from the prior art: US 4,581,429 A discloses a controlled radical polymerization process which uses a compound of the formula R'R "NOY as an initiator, where Y is a free radical species which can polymerize unsaturated monomers, but the reactions generally have low conversions. Polymerization of acrylates, which proceeds only in very low yields and molar masses, is particularly problematic. WO 98/13392 A1 describes open-chain alkoxyamine compounds "EP 735 052 A1 discloses a process for the production of thermoplastic elastomers with narrow molar mass distributions. WO 96/24620 A1 describes a polymerization process in which very special radical compounds, such as phosphorus-containing nitroxides, which are based on imidazolidine. ***" ren, are used. WHERE 98/44008 A1 discloses special nitroxyls which are based on morpholines, piperazinones and piperazinediones. DE 199 49 352 A1 describes heterocyclic alkoxyamines as regulators in controlled radical polymerizations. Corresponding further developments of the alkoxyamines and the corresponding free nitroxides improve the efficiency for the production of polyacrylates (Hawker, contribution to the General Meeting of the American Chemical Society, spring 1997; Husemann, contribution to the IUPAC World Polymer Meeting 1998, Gold Coast).
Als weitere kontrollierte Polymerisationsmethode läßt sich in vorteilhafter Weise zur Synthese der Polyacrylathaftklebemassen die Atom Transfer Radical Polymerization (ATRP) einsetzen, wobei als Initiator bevorzugt monofunktionelle oder difunktionelle sekundäre oder tertiäre Halogenide und zur Abstraktion des(r) Halogenids(e) Cu-, Ni-, Fe-, Pd-, Pt-, Ru-, Os-, Rh-, Co-, Ir-, Ag- oder Au-Komplexe (EP 0 824 111 A1 ; EP 826 698 A1 ; EP 824 110 A1 ; EP 841 346 A1 ; EP 850 957 A1) eingesetzt werden. Die unter- schiedlichen Möglichkeiten der ATRP sind ferner in den Schriften US 5,945,491 A, US 5,854,364 A und US 5,789,487 A beschrieben.Atom Transfer Radical Polymerization (ATRP) can advantageously be used as a further controlled polymerization method for the synthesis of the polyacrylate PSAs, preferably monofunctional or difunctional secondary or tertiary halides as initiators and for the abstraction of the (r) halide (s) Cu, Ni, , Fe, Pd, Pt, Ru, Os, Rh, Co, Ir, Ag or Au complexes (EP 0 824 111 A1; EP 826 698 A1; EP 824 110 A1; EP 841 346 A1; EP 850 957 A1) can be used. The different possibilities of the ATRP are further described in the documents US 5,945,491 A, US 5,854,364 A and US 5,789,487 A.
Orientierung, Beschichtungsverfahren, Ausrüstung des Trägermaterials mit der elektrisch-leitfähigen HaftklebemasseOrientation, coating process, finishing of the carrier material with the electrically conductive PSA
Zur Herstellung von orientierten Haftklebemassen werden die oben beschriebenen Polymere bevorzugt als Hotmelt-Systeme (also aus der Schmelze) beschichtet. Für das Herstellungsverfahren kann es daher erforderlich sein, das Lösemittel von der Haftklebe- masse zu entfernen. Hier können im Prinzip alle dem Fachmann bekannten Verfahren eingesetzt werden. Ein sehr bevorzugtes Verfahren ist die Aufkonzentration über einen Ein- oder Doppelschneckenextruder. Der Doppelschneckenextruder kann gleich- oder gegenläufig betrieben werden. Das Lösemittel oder Wasser wird bevorzugt über mehrere Vakuumstufen abdestilliert. Zudem wird je nach Destillationstemperatur des Lösemittels gegengeheizt. Die Restlösemittelanteile betragen bevorzugt < 1 %, mehr bevorzugt < 0,5 % und sehr bevorzugt < 0,2 %. Der Hotmelt wird aus der Schmelze weiterverarbeitet.To produce oriented PSAs, the polymers described above are preferably coated as hotmelt systems (ie from the melt). It may therefore be necessary for the manufacturing process to remove the solvent from the PSA. In principle, all methods known to the person skilled in the art can be used here. A very preferred method is the concentration via a single or twin screw extruder. The twin screw extruder can be operated in the same or opposite directions. The solvent or water is preferably distilled off over several vacuum stages. In addition, depending on the distillation temperature of the solvent, counter-heating is carried out. The residual solvent proportions are preferably <1%, more preferably <0.5% and very preferably <0.2%. The hot melt is processed from the melt.
Die Orientierung innerhalb der Haftklebemasse wird während des Beschichtens durch das Beschichtungsverfahren erzeugt. Zur Beschichtung als Hotmelt und somit auch zur Orientierung können unterschiedliche Beschichtungsverfahren herangezogen werden. In einer Ausführung werden die elektrisch-leitfähigen Haftklebemassen über ein Walzen- beschichtungsverfahren beschichtet und die Orientierung über Recken erzeugt. Unterschiedliche Walzenbeschichtungsverfahren sind im „Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology" von Donatas Satas (van Nostrand, New York 1989) beschrieben. In einer weiteren Ausführung wird die Orientierung durch Beschichtung über eine Schmelzdüse erreicht. Hier kann zwischen dem Kontakt und dem Kontaktlosen Verfahren unterschieden werden. Die Orientierung der elektrisch-leitfähigen Haftklebemasse kann hier zum einen durch das Düsendesign innerhalb der Beschichtungsdüse erzeugt werden oder wiederum durch einen Reckprozess nach dem Düsenaustritt. Die Orientierung ist frei einstellbar. Das Reckverhältnis kann z.B. durch die Breite des Düsenspaltes gesteuert werden. Eine Reckung tritt immer dann auf, wenn die Schichtdicke des Haftklebefilms auf dem zu beschichtenden Trägermaterial geringer ist als die Breite des Düsenspaltes .The orientation within the PSA is generated during the coating by the coating process. For coating as a hot melt and thus also for Different coating processes can be used for orientation. In one embodiment, the electrically conductive PSAs are coated using a roll coating process and the orientation is generated by stretching. Different roller coating processes are described in the "Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology" by Donatas Satas (van Nostrand, New York 1989). In a further embodiment, orientation is achieved by coating via a melting nozzle. Here, a distinction can be made between the contact and the contactless process The orientation of the electrically conductive PSA can be generated by the nozzle design inside the coating nozzle or by a stretching process after the nozzle emerges. The orientation can be freely adjusted. The stretching ratio can be controlled, for example, by the width of the nozzle gap always when the layer thickness of the PSA film on the substrate to be coated is less than the width of the nozzle gap.
In einem weiteren bevorzugten Verfahren wird die Orientierung durch die Extrusions- beschichtung erzielt. Die Extrusionsbeschichtung wird bevorzugt mit einer Extrusionsdüse vorgenommen. Die verwendeten Extrusionsdüsen können vorteilhaft aus einer der drei folgenden Kategorien stammen: T-Düse, Fischschwanz-Düse und Bügel-Düse. Die einzelnen Typen unterscheiden sich durch die Gestalt ihres Fließkanals. Durch die Form der Extrusionsdüse kann ebenfalls eine Orientierung innerhalb des Schmelzhaftklebers erzeugt werden. Weiterhin kann hier - in Analogie zur Schmelzdüsenbeschichtung - ebenfalls eine Orientierung nach dem Düsenaustritt durch Reckung des Haftklebebandfilmes erzielt werden.In a further preferred method, the orientation is achieved by the extrusion coating. The extrusion coating is preferably carried out with an extrusion die. The extrusion dies used can advantageously come from one of the following three categories: T-die, fish-tail die and bow-die. The individual types differ in the shape of their flow channel. The shape of the extrusion nozzle can also generate an orientation within the hotmelt PSA. Furthermore, analogous to the melt nozzle coating, orientation can also be achieved after stretching out the nozzle by stretching the PSA film.
Zur Herstellung von orientierten (Meth)Acrylathaftklebemassen wird besonders bevorzugt mit einer Bügeldüse auf einen Träger beschichtet, und zwar derart, daß durch eine Relativbewegung von Düse zu Träger eine Polymerschicht auf dem Träger entsteht. Die Zeitdauer zwischen der Beschichtung und der Vernetzung ist in günstiger Weise gering. In einer bevorzugten Vorgehensweise wird nach weniger als 60 Minuten vernetzt, in einer mehr bevorzugten Vorgehensweise nach weniger 3 Minuten, in einer äußerst bevorzugen Vorgehensweise im in-line Verfahren nach weniger als 5 Sekunden.To produce oriented (meth) acrylate PSAs, it is particularly preferred to coat an ironing nozzle on a carrier, in such a way that a polymer layer is formed on the carrier by a relative movement from nozzle to carrier. The time between the coating and the crosslinking is advantageously short. In a preferred procedure, crosslinking takes place after less than 60 minutes, in a more preferred procedure after less than 3 minutes, in an extremely preferred procedure in the in-line process after less than 5 seconds.
Bei dem mit elektrisch-leitfähiger Haftklebemasse ausgerüsteten Trägermaterial kann es sich um ein ein- oder doppelseitiges Klebeband handeln. ln einer sehr bevorzugten Ausführung werden Transfer-Tapes hergestellt. Als Trägermaterial eignen sich z.B. alle silikonisierten oder fluorierten Folien mit einer Releasewirkung. Als Folienmaterialien seien hier nur beispielhaft BOPP, MOPP, PET, PVC , PUR, PE, PE/EVA, EPDM, PP und PE genannt. Weiterhin lassen sich für Transfertapes auch Trennpapiere (Glassine Papiere, Kraft Papiere, polyolefinisch beschichtete Papiere) einsetzen.The carrier material equipped with an electrically conductive PSA can be a single-sided or double-sided adhesive tape. Transfer tapes are produced in a very preferred embodiment. All siliconized or fluorinated films with a release effect are suitable as the carrier material. BOPP, MOPP, PET, PVC, PUR, PE, PE / EVA, EPDM, PP and PE are mentioned as examples of film materials. Release papers (glassine papers, kraft papers, polyolefinically coated papers) can also be used for transfer tapes.
Für den Fall, dass das Trägermaterial in der Haftklebemasse verbleibt (z.B. in Form einer Trägerfolie), wird bevorzugt ein Trägermaterial eingesetzt, welches ebenfalls eine hohe hohe elektrische Leitfähigkeit besitzt. Für diesen Fall können z.B. Metall oder metallisierte Folien oder Metall-dotierte Folien eingesetzt werden.In the event that the carrier material remains in the PSA (e.g. in the form of a carrier film), a carrier material is preferably used which also has a high electrical conductivity. In this case e.g. Metal or metallized foils or metal-doped foils can be used.
Besonders bevorzugte Folien bestehen, ohne dass diese Aufzählung Anspruch auf Vollständigkeit hat, aus Aluminium, Kupfer, Edelstahl, oder Metalllegierungen. In einer anderen Auslegung wird ein polymeres Trägermaterial, wie z.B. PE. PP, Polyimid, PET, PVC, PUR oder Nylon gewählt und mit einer Metallschicht ein- oder zweiseitig versehen. Als Metalle lassen sich z.B. Aluminium, Chrom, Nickel, Kupfer, Nickellegierungen, Kupferlegierungen, Silber, Gold oder Mischungen aus diesen einsetzen. In einer bevorzugten Technik werden diese Metalle durch die Sputtering Technik auf die Folien aufgebracht mit sehr geringen Schichtdicken.Particularly preferred foils are made of aluminum, copper, stainless steel or metal alloys, without this list claiming to be complete. In another design, a polymeric carrier material, e.g. PE. PP, polyimide, PET, PVC, PUR or nylon selected and provided with a metal layer on one or two sides. As metals e.g. Use aluminum, chrome, nickel, copper, nickel alloys, copper alloys, silver, gold or mixtures of these. In a preferred technique, these metals are applied to the foils by the sputtering technique with very thin layers.
Weiterhin lassen sich aber auch metallisierte Gewebe als Trägermaterialein einsetzen. Beispiele hierfür sind z.B. in US 5,939,190 genannt.Furthermore, metallized fabrics can also be used as carrier materials. Examples of this are e.g. in US 5,939,190.
Die besten Orientierungs-Effekte werden durch das Ablegen auf einer kalten Oberfläche erzielt. Daher sollte das Trägermaterial durch eine Walze während der Beschichtung direkt gekühlt werden. Die Kühlung der Walze kann durch einen Flüssigkeitsfilm/Kontaktfilm von außen oder von innen oder durch ein kühlendes Gas erfolgen. Das kühlende Gas kann ebenfalls dazu eingesetzt werden, um die aus der Beschichtungs- düse austretende Haftklebemasse abzukühlen. In einer bevorzugten Vorgehensweise wird die Walze mit einem Kontaktmedium benetzt, welches sich dann zwischen der Walze und dem Trägermaterial befindet. Bevorzugte Ausführungsformen für die Umsetzung einer solchen Technik werden weiter unten beschrieben.The best orientation effects are achieved by placing them on a cold surface. Therefore, the carrier material should be cooled directly by a roller during the coating. The roller can be cooled by a liquid film / contact film from the outside or from the inside or by a cooling gas. The cooling gas can also be used to cool the PSA emerging from the coating nozzle. In a preferred procedure, the roller is wetted with a contact medium, which is then located between the roller and the carrier material. Preferred embodiments for implementing such a technique are described below.
Für dieses Verfahren kann sowohl eine Schmelzdüse als auch eine Extrusionsdüse eingesetzt werden. In einer sehr bevorzugten Vorgehensweise wird die Walze auf Raum- temperatur, in einer äußerst bevorzugten Vorgehensweise auf Temperaturen unterhalb 10 °C abgekühlt. Die Walze sollte mit rotieren.Both a melting die and an extrusion die can be used for this process. In a very preferred procedure, the roller is temperature, cooled to temperatures below 10 ° C in a very preferred procedure. The roller should also rotate.
In einer weiteren Vorgehensweise dieses Herstellverfahrens wird die Walze zudem zur Vernetzung der orientierten Haftklebemasse genutzt.In a further procedure of this manufacturing process, the roller is also used to crosslink the oriented PSA.
Zur UV-Vernetzung wird mittels kurzwelliger ultravioletter Bestrahlung in einem Wellenlängenbereich von 200 bis 400 nm, je nach verwendetem UV-Photoinitiator, bestrahlt, insbesondere unter Verwendung von Quecksilber-Hochdruck- oder -Mitteldruck-Lampen bei einer Leistung von 80 bis 240 W/cm. Die Bestrahlungsintensität wird der jeweiligen Quantenausbeute des UV-Photoinitiators, dem einzustellenden Vernetzungsgrad und dem Maßes der Orientierung angepasst.For UV crosslinking, irradiation is carried out using short-wave ultraviolet radiation in a wavelength range from 200 to 400 nm, depending on the UV photoinitiator used, in particular using high-pressure or medium-pressure mercury lamps at an output of 80 to 240 W / cm , The radiation intensity is adapted to the respective quantum yield of the UV photoinitiator, the degree of crosslinking to be set and the degree of orientation.
Weiterhin ist es möglich, die elektrischleitfähigen und orientierten Haftklebemassen mit Elektronenstrahlen zu vernetzen. Typische Bestrahlungsvorrichtungen, die zum Einsatz kommen können, sind Linearkathodensysteme, Scannersysteme bzw. Segmentkathodensysteme, sofern es sich um Elektronenstrahlbeschleuniger handelt. Eine ausführliche Beschreibung des Stands der Technik und die wichtigsten Verfahrensparameter findet man bei Skelhome, Electron Beam Processing, in Chemistry and Technology of UV and EB formulation for Coatings, Inks and Paints, Vol. 1 , 1991 , SITA, London. Die typischen Beschleunigungsspannungen liegen im Bereich zwischen 50 kV und 500 kV, vorzugsweise 80 kV und 300 kV. Die angewandten Streudosen bewegen sich zwischen 5 bis 150 kGy, insbesondere zwischen 20 und 100 kGy.It is also possible to crosslink the electrically conductive and oriented PSAs with electron beams. Typical radiation devices that can be used are linear cathode systems, scanner systems or segment cathode systems if they are electron beam accelerators. A detailed description of the prior art and the most important process parameters can be found at Skelhome, Electron Beam Processing, in Chemistry and Technology of UV and EB formulation for Coatings, Inks and Paints, Vol. 1, 1991, SITA, London. The typical acceleration voltages are in the range between 50 kV and 500 kV, preferably 80 kV and 300 kV. The spreading doses used range between 5 and 150 kGy, in particular between 20 and 100 kGy.
Es können auch beide Vernetzungsverfahren angewendet werden oder andere Verfah- ren, die hochenergetische Bestrahlung ermöglichen.Both crosslinking methods can also be used or other methods which enable high-energy radiation.
In einem weiteren bevorzugten Herstellverfahren werden die elektrischleitfähigen und orientierten Haftklebemassen auf eine mit einem Kontaktmedium versehende Walze beschichtet. Durch das Kontaktmedium kann wiederum die Haftklebemasse sehr schnell abgekühlt werden. Vorteilhaft wird dann später auf das Trägermaterial kaschiert.In a further preferred production method, the electrically conductive and oriented PSAs are coated on a roller provided with a contact medium. The contact medium can in turn cool the PSA very quickly. It is then advantageous to laminate onto the carrier material later.
Weiterhin kann als Kontaktmedium auch ein Material verwendet werden, welches in der Lage ist, einen Kontakt zwischen der Haftklebemasse und der Walzenoberfläche herzustellen, insbesondere ein Material, welches die Hohlräume zwischen Trägermaterial und Walzenoberfläche (beispielsweise Unebenheiten in der Walzenoberfläche, Blasen) aus- füllt. Zur Umsetzung dieser Technik wird eine rotierende Kühlwalze mit einem Kontakt- medium beschichtet. Als Kontaktmedium wird in einer bevorzugten Vorgehensweise eine Flüssigkeit gewählt, wie z.B. Wasser.Furthermore, a material can be used as the contact medium that is able to make contact between the PSA and the roller surface, in particular a material that fills the voids between the carrier material and the roller surface (for example, unevenness in the roller surface, bubbles). To implement this technology, a rotating cooling roller with a contact medium coated. In a preferred procedure, a liquid, such as water, is chosen as the contact medium.
Für Wasser als Kontaktmedium bieten sich als Zusätze beispielsweise Alkylalkohole wie Ethanol, Propanol, Butanol, Hexanol an, ohne sich durch diese Beispiele in der Auswahl der Alkohole einschränken zu wollen. Weiterhin sehr vorteilhaft sind insbesondere län- gerkettige Alkohole, Polyglykole, Ketone, Amine, Carboxylate, Sulfonate und dergleichen. Viele dieser Verbindungen senken die Oberflächenspannung oder erhöhen die Leitfähigkeit.For water as the contact medium, for example, alkyl alcohols such as ethanol, propanol, butanol, hexanol are suitable as additives, without wishing to restrict the choice of alcohols by these examples. Long-chain alcohols, polyglycols, ketones, amines, carboxylates, sulfonates and the like are also very advantageous. Many of these compounds lower the surface tension or increase the conductivity.
Eine Absenkung der Oberflächenspannung kann auch durch den Zusatz geringer Mengen an nichtionischen und/oder anionischen und/oder kationischen Tensiden zu dem Kontaktmedium erreicht werden. Im einfachsten Fall lassen sich hierzu kommerzielle Spülmittel oder Seifenlösungen verwenden, bevorzugt in einer Konzentration von einigen g/l in Wasser als Kontaktmedium. Besonders geeignet sind spezielle Tenside, welche auch bei geringer Konzentration eingesetzt werden können. Hierfür seien beispielsweise Sulfoniumtenside (z.B. ß-Di(hydroxyalkyl)sulfoniumsalz), weiterhin beispielsweise ethoxy- lierte Nonylphenylsulfonsäureammoniumsalze oder Biockcopolymere, insbesondere Diblöcke. Hier sei insbesondere verwiesen auf den Stand der Technik unter „surfactants" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Sixth Edition, 2000 Electronic Release, Wiiey-VCH, Weinheim 2000.A reduction in the surface tension can also be achieved by adding small amounts of nonionic and / or anionic and / or cationic surfactants to the contact medium. In the simplest case, commercial detergents or soap solutions can be used for this, preferably in a concentration of a few g / l in water as the contact medium. Special surfactants, which can also be used at low concentrations, are particularly suitable. Examples include sulfonium surfactants (e.g. β-di (hydroxyalkyl) sulfonium salt), furthermore, for example, ethoxylated nonylphenylsulfonic acid ammonium salts or block copolymers, in particular diblocks. In particular, reference is made to the state of the art under "surfactants" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Sixth Edition, 2000 Electronic Release, Wiiey-VCH, Weinheim 2000.
Als Kontaktmedien können die vorgenannten Flüssigkeiten auch ohne den Zusatz von Wasser jeweils für sich oder in Kombination miteinander eingesetzt werden. Zur Verbesserung der Eigenschaften des Kontaktmediums (beispielsweise zur Erhöhung der Scherresistenz, Verringerung der Übertragung von Tensiden oder dergleichen auf die Lineroberfläche und damit verbesserte Reinigungsmöglichkeiten des Endproduktes) können dem Kontaktmedium und/oder den eingesetzten Zusatzstoffen weiterhin vorteilhaft Salze, Gele und ähnliche viskositätssteigemde Additive zugesetzt werden. Des weiteren kann die Walze makroskopisch glatt oder eine gering strukturierte Oberfläche aufweisen. Es hat sich bewährt, wenn sie eine Oberflächenstruktur besitzt, insbesondere eine Aufrauhung der Oberfläche. Die Benetzung durch das Kontaktmedium kann dadurch verbessert werden. Besonders gut läuft das Beschichtungsverfahren ab, wenn die Walze temperierbar ist, bevorzugt in einem Bereich von -30 C bis 200°C, ganz besonders bevorzugt von 5 °C bis 25 °C.The aforementioned liquids can also be used as contact media without the addition of water, either individually or in combination with one another. In order to improve the properties of the contact medium (for example to increase the shear resistance, reduce the transfer of surfactants or the like to the liner surface and thus improve cleaning options for the end product), salts, gels and similar viscosity-increasing additives can also advantageously be added to the contact medium and / or the additives used , Furthermore, the roller can be macroscopically smooth or have a slightly structured surface. It has proven useful if it has a surface structure, in particular a roughening of the surface. The wetting by the contact medium can thereby be improved. The coating process runs particularly well if the roller can be tempered, preferably in a range from -30 ° C. to 200 ° C., very particularly preferably from 5 ° C. to 25 ° C.
Das Kontaktmedium wird bevorzugt auf die Walze aufgetragen werden. Dabei kann eine zweite Walze, welche das Kontaktmedium aufnimmt, zum kontinuierlichen Benetzen der Beschichtungswalze verwendet werden. Es ist aber auch möglich, daß es berührungslos aufgebracht wird, zum Beispiel durch Aufsprühen.The contact medium will preferably be applied to the roller. A second roller, which receives the contact medium, can be used for the continuous wetting of the coating roller. But it is also possible that it is applied without contact, for example by spraying.
Für die Variante des Herstellverfahrens, indem die Walze gleichzeitig zur Verwendung z.B. mit Elektronenstrahlen eingesetzt wird, wird gewöhnlich eine geerdete Metallwalze, die die auftreffenden Elektronen und die dabei entstehende Röntgenstrahlung absorbiert eingesetzt.For the variant of the manufacturing process, in which the roller is used simultaneously e.g. is used with electron beams, a grounded metal roller is usually used, which absorbs the incident electrons and the resulting X-rays.
Zur Verhinderung der Korrosion ist die Walze gewöhnlich mit einer Schutzschicht über- zogen. Diese wird bevorzugt so ausgewählt, daß sie von dem Kontaktmedium gut benetzt wird. Im allgemeinen ist die Oberfläche leitfähig. Es kann aber auch günstiger sein, sie mit einer oder mehreren Schichten aus isolierendem oder halbleitendem Material zu beschichten.The roller is usually covered with a protective layer to prevent corrosion. This is preferably selected so that it is well wetted by the contact medium. Generally the surface is conductive. However, it can also be cheaper to coat them with one or more layers of insulating or semiconducting material.
Für den Fall einer Flüssigkeit als Kontaktmedium kann man in hervorragender Weise vorgehen, wenn eine zweite Walze, vorteilhaft mit einer benetzbaren oder saugfähigen Oberfläche, durch ein Bad mit dem Kontaktmedium läuft, dabei mit dem Kontaktmedium benetzt oder getränkt wird und durch Berührung mit der Walze einen Film dieses Kontaktmediums aufträgt bzw. aufstreicht.In the case of a liquid as the contact medium, one can proceed in an outstanding manner if a second roller, advantageously with a wettable or absorbent surface, runs through a bath with the contact medium, is wetted or soaked with the contact medium, and is in contact with the roller Apply or spread film of this contact medium.
In einer bevorzugten Vorgehensweise wird die Haftklebemasse direkt auf der mit dem Kontaktmedium versehenden Walze beschichtet und vernetzt. Hierfür können wiederum die beschriebenen Methoden und Anlagen zur UV-Vernetzung und ES-Vemetzung eingesetzt werden. Nach der Vernetzung wird dann die elektrisch leitfähige und orientierte Haftklebemasse auf ein Trägermaterial übertragen. Es können die bereits zitierten Trägermaterialien eingesetzt werden .In a preferred procedure, the PSA is coated and crosslinked directly on the roller provided with the contact medium. The methods and systems described for UV crosslinking and ES crosslinking can in turn be used for this. After crosslinking, the electrically conductive and oriented PSA is then transferred to a carrier material. The carrier materials already cited can be used.
Die Ausprägung der Orientierung innerhalb der elektrisch leitfähigen Haftklebemassen ist vom Beschichtungsverfahren abhängig. Die Orientierung kann z.B. durch die Düsen- und Beschichtungstemperatur sowie durch das Molekulargewicht des Polymers gesteuert werden.The degree of orientation within the electrically conductive PSAs depends on the coating process. The orientation can, for example, by the nozzle and Coating temperature and controlled by the molecular weight of the polymer.
Der Grad der Orientierung ist durch die Düsenspaltbreite frei einstellbar. Je dicker der Haftklebemassenfilm ist, der aus der Beschichtungsdüse herausgedrückt wird, desto stärker kann die Klebemasse auf einen dünneren Haftklebemassenfilm auf dem Trägermaterial gereckt werden. Dieser Reckungsvorgang kann neben der frei einstellbaren Düsenbreite auch durch die Bahngeschwindigkeit des abnehmenden Trägermaterials frei eingestellt werden.The degree of orientation is freely adjustable through the width of the nozzle gap. The thicker the PSA film that is pressed out of the coating nozzle, the more the adhesive can be stretched onto a thinner PSA film on the carrier material. In addition to the freely adjustable nozzle width, this stretching process can also be freely adjusted by the web speed of the decreasing carrier material.
Die Messung der Orientierung der Klebemasse kann weiterhin mit einem Polarimeter, mit Infrarot-Dichroismus oder mit Röntgenstreuung erfolgen. Es ist bekannt, daß die Orientierung in Acrylathaftklebemassen im unvernetzten Zustand in vielen Fällen lediglich einige Tage erhalten bleibt. Das System relaxiert in der Ruhe- oder Lagerungszeit und verliert seine Vorzugsrichtung. Durch die Vernetzung nach der Beschichtung kann dieser Effekt bedeutend verstärkt werden. Die Relaxierung der orientierten Polymerketten konvergiert gegen Null, und die orientierten Haftklebemassen können ohne Verlust ihrer Vorzugsrichtung über einen sehr großen Zeitraum gelagert werden.The orientation of the adhesive can also be measured with a polarimeter, with infrared dichroism or with X-ray scattering. It is known that the orientation in acrylic PSAs in the uncrosslinked state is in many cases only retained for a few days. The system relaxes during rest or storage and loses its preferred direction. This effect can be significantly enhanced by crosslinking after coating. The relaxation of the oriented polymer chains converges to zero, and the oriented PSAs can be stored for a very long time without losing their preferred direction.
In einer bevorzugten Methode wird das Maß der Orientierung durch die Messung des Rückschrumpfes im freien Film (s. Test B) ermittelt.In a preferred method, the degree of orientation is determined by measuring the shrinkback in the free film (see Test B).
Neben den beschriebenen Verfahren kann die Orientierung auch nach der Beschichtung erzeugt werden. Hier wird dann bevorzugt ein dehnbares Träger- material eingesetzt, wobei dann die Haftklebemasse bei Ausdehnung mit gereckt wird. Für diesen Fall lassen sich auch konventionell aus Lösung oder Wasser beschichtete Haftklebemassen einsetzen. In einer bevorzugten Vorgehensweise wird dann diese gereckte Haftklebemasse wiederum mit actinischer Strahlung vernetzt. VerwendungIn addition to the described methods, the orientation can also be generated after the coating. A stretchable carrier material is then preferably used here, in which case the PSA is also stretched when expanded. In this case, PSAs conventionally coated from solution or water can also be used. In a preferred procedure, this stretched PSA is in turn crosslinked with actinic radiation. use
Weiterhin betrifft die Erfindung die Verwendung der elektrischleitfähigen und orientierten Haftklebemassen zur Verklebung von Bauteilen in der Elektrik- und Elektronikindustrie. In einer bevorzugten Ausführungsform werden die erfinderischen Haftklebemassen als Transfer-Tapes eingesetzt. In diesem Fall wird zur Verklebung von elektrisch leitfähigen Substanzen das Trennpapier entfernt. Werden parallel sehr engliegende Leiterbahnen verklebt, so wird die Verklebungsrichtung dermaßen gewählt, dass die erfinderische elektrischleitfähige Haftklebemasse ein Rückstellvermögen in Richtung nächster paralle- ler Leiterbahn besitzt. Auf diesem Weg können Kurzschlüsse vermieden werden, da die Haftklebemasse gegenüber konventionellen elektrisch leitfähigen Haftklebemassen nicht in diese Richtung ausfließt.Furthermore, the invention relates to the use of the electrically conductive and oriented PSAs for bonding components in the electrical and electronics industry. In a preferred embodiment, the inventive PSAs are as Transfer tapes used. In this case, the release paper is removed to bond electrically conductive substances. If very narrow conductor tracks are glued in parallel, the direction of gluing is chosen such that the inventive electrically conductive PSA has a resilience in the direction of the next parallel conductor track. In this way, short circuits can be avoided, since the PSA does not flow out in this direction compared to conventional electrically conductive PSAs.
Ein weiterer Vorteil sind elektrisch leitfähige haftklebrige Stanzlinge, die sich besonders leicht herstellen lassen und auch während der Verklebung sehr Dimensionsstabil sind und somit sehr effektiv zur Verklebung sehr kleiner elektrischer Teilen geeignet sind. Ein weitere Vorteil der elektrisch leitfähigen und orientierten Haftklebemassen liegt in der Reversibilität. Durch die Orientierung lassen sich die erfinderischen Haftklebemassen in der orientierten Richtung strecken, was wiederum zu einer Abnahme der Klebkraft und des Täcks führt. Über diesen Weg lassen sich mit der erfinderischer Haftklebemasse verklebte elektrischleitfähige Substanzen wieder voneinander trennen. In einer weiteren Ausführungsform besitzt die erfinderische Haftklebemasse anisotrope elektrischleitfähige Eigenschaften. Durch die Orientierung der Polymerketten werden die elektrisch leitfähigen Füllmaterialien in einer Vorzugsrichtung auseinandergezogen und verlieren den Kontakt zueinander. Durch diesen Vorgang wird die elektrische Leitfähigkeit in der Orientierungsrichtung herabgesetzt, so dass die Haftklebemassen und somit auch die korrespondierenden Haftklebebänder ebenfalls anisotrope elektrische Leitfähigkeiten aufweisen.Another advantage is the electrically conductive, pressure-sensitive die-cut parts which are particularly easy to produce and are dimensionally stable even during bonding and are therefore very effective for bonding very small electrical parts. Another advantage of the electrically conductive and oriented PSAs is their reversibility. As a result of the orientation, the inventive PSAs can be stretched in the oriented direction, which in turn leads to a decrease in the adhesive strength and the bag. In this way, electrically conductive substances bonded to the inventive PSA can be separated again. In a further embodiment, the inventive PSA has anisotropic electrically conductive properties. Due to the orientation of the polymer chains, the electrically conductive filling materials are pulled apart in a preferred direction and lose contact with one another. As a result of this process, the electrical conductivity is reduced in the orientation direction, so that the PSAs and therefore also the corresponding PSA tapes likewise have anisotropic electrical conductivities.
BeispieleExamples
Die Erfindung wird im folgenden ohne Beschränkung der Allgemeinheit durch Beispiele und Experimente näher erläutert.The invention is explained in more detail below by examples and experiments without restricting the generality.
Zur Untersuchung der Proben wurden folgende Testmethoden angewendet: G§!permeationsch o^The following test methods were used to examine the samples: G§! Permeationsch o ^
Die Bestimmung des mittleren Molekulargewichtes M und der Polydisperisität PD erfolgte über die Gelpermeationschromatographie. Als Eluent wurde THF mit 0,1 Vol.-% Trifluoressigsäure eingesetzt. Die Messung erfolgte bei 25 °C. Als Vorsäule wurde PSS- SDV, 5 μ, 103 A, ID 8,0 mm x 50 mm verwendet. Zur Auftrennung wurden die Säulen PSS-SDV, 5 μ, 103 sowie 105 und 106 mit jeweils ID 8,0 mm x 300 mm eingesetzt. Die Probenkonzentration betrug 4 g/l, die Durchflußmenge 1,0 ml pro Minute. Es wurde gegen PMMA-Standards gemessen.The average molecular weight M and the polydispersity PD were determined by gel permeation chromatography. THF with 0.1% by volume of trifluoroacetic acid was used as the eluent. The measurement was carried out at 25 ° C. PSS-SDV, 5 μ, 10 3 A, ID 8.0 mm × 50 mm was used as the guard column. The columns were used for separation PSS-SDV, 5 μ, 10 3 as well as 10 5 and 10 6 with ID 8.0 mm x 300 mm each. The sample concentration was 4 g / l, the flow rate 1.0 ml per minute. It was measured against PMMA standards.
Messung, des Rückscjιrumpfes.(Test.B)_Measurement of the back shrink. (Test.B) _
Parallel zur Beschichtungsrichtung des Hotmelts wurden Streifen von mindestens 30 mm Breite und 20 cm Länge geschnitten. Bei Masseaufträgen bei 100 g/m2 wurden je 4 Streifen übereinander laminiert, bei 50 g/m2 8 Streifen übereinander laminiert, um vergleichbare Schichtdicken zu erhalten. Der derart erhaltene Körper wurde dann auf exakt 20 mm Breite geschnitten und an den jeweiligen Enden in einem Abstand von 15 cm mit Papierstreifen überklebt. Der auf diese Weise präparierte Prüfkörper wurde dann bei RT vertikal aufgehängt und die Änderung der Länge über die Zeit verfolgt, bis keine weitere Schrumpfung der Probe mehr festgestellt werden konnte. Die um den Endwert reduzierte Ausgangslänge wurde dann bezogen auf die Ausganglänge als Rückschrumpf in Prozent angegeben.Strips of at least 30 mm wide and 20 cm long were cut parallel to the coating direction of the hot melt. In the case of bulk applications at 100 g / m 2 , 4 strips were laminated one above the other, at 50 g / m 2 8 strips were laminated one above the other in order to obtain comparable layer thicknesses. The body obtained in this way was then cut to a width of exactly 20 mm and pasted with paper strips at the respective ends at a distance of 15 cm. The test specimen prepared in this way was then suspended vertically at RT and the change in length was followed over time until no further shrinkage of the sample could be determined. The initial length reduced by the final value was then given as a shrinkback in percent based on the initial length.
Für die Messung der Orientierung nach längerer Zeit wurden die beschichteten und orientierten Haftklebemassen über einen längeren Zeitraum als Lappenmuster gelagert und anschließend analysiert.To measure the orientation after a long time, the coated and oriented PSAs were stored over a longer period of time as a rag sample and then analyzed.
Messung des Kontaktwiderstandes (Test C)Contact resistance measurement (Test C)
Die Messung der elektrischen Leitfähigkeit erfolgt über den elektrischen Kontaktwiderstand nach der 4- rahtmethode. Zur Untersuchung wurde gegen Aluminium und gegen Kupfer gemessen. Verklebt wurde jeweils ein 50 μm dicker Haftklebemassenfilm gegen eine feste Kupferplatte. Die Platten wurden vor der Messung mit Sandpapier aufgerauht und mit Ethanol gereinigt. Als Folie wurde eine Kupferfolie verklebt. Die Meßfläche betrug 2.54 x 2.54 cm.The electrical conductivity is measured via the electrical contact resistance using the 4-wire method. For the investigation, measurements were made against aluminum and against copper. A 50 μm thick PSA film was bonded to a solid copper plate. Before the measurement, the plates were roughened with sandpaper and cleaned with ethanol. A copper foil was glued as a foil. The measuring area was 2.54 x 2.54 cm.
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Ein 20 mm breiter Streifen einer auf einer Polyester oder silikonisiertem Trennpapier gecoateten Acrylathaftklebemasse wurde auf Stahlplatten aufgebracht. Es wurde - je nach Richtung und Reckung - Längs oder Quermuster auf der Stahlplatte verklebt. Der Haftklebestreifen wurde zweimal mit einem 2 kg Gewicht auf das Substrat aufgedrückt. Das Klebeband wurde anschließend sofort mit 30 mm/min und im 180° Winkel vom Sub- strat abgezogen. Die Stahlplatten wurden zweimal mit Aceton und einmal mit Isopropanol gewaschen. Die Messergebnisse sind in N/cm angegeben und sind gemittelt aus drei Messungen. Alle Messungen wurden bei Raumtemperatur unter klimatisierten Bedingungen durchgeführt.
Figure imgf000026_0001
A 20 mm wide strip of an acrylic PSA coated on a polyester or siliconized release paper was applied to steel plates. Depending on the direction and stretching, longitudinal or transverse patterns were glued to the steel plate. The PSA strip was pressed onto the substrate twice with a 2 kg weight. The adhesive tape was then immediately removed from the substrate at 30 mm / min and at a 180 ° angle. The steel plates were washed twice with acetone and once with isopropanol washed. The measurement results are given in N / cm and are averaged from three measurements. All measurements were carried out at room temperature under air-conditioned conditions.
Verwendete elektrischleitfähige Materialien:Electrically conductive materials used:
Silber-bechichtete Nickelpartikel: 20 - 40 μm Durchmesser erhältlich von Potter Industries. Nickelpartikel: Durchmesser größer 10 μm erhältlich von Novamet, Inc.Silver-coated nickel particles: 20 - 40 μm diameter available from Potter Industries. Nickel particles: diameter greater than 10 μm available from Novamet, Inc.
Herstellung der ProbenPreparation of the samples
Polymer.1Polymer.1
Ein für radikalische Polymerisationen konventioneller 200 L-Reaktor wurde mit 2400 g Acrylamid, 64 kg 2-EthylhexylacryIat, 6,4 kg N-Isopropylacrylamid und 53,3 kg Ace- ton/lsopropanol (95:5) befüllt. Nach 45 Minuten Durchleiten mit Stickstoffgas unter Rühren wurde der Reaktor auf 58 °C hochgeheizt und 40 g 2,2'-Azoisobuttersäurenitril (AIBN) hinzugegeben. Anschließend wurde das äußere Heizbad auf 75 °C erwärmt und die Reaktion konstant bei dieser Außentemperatur durchgeführt. Nach 1 h Reaktionszeit wurde wiederum 40 g AIBN hinzugegeben. Nach 5 h und 10 h wurde mit jeweils 15 kg Aceton/Isopropanol (95:5) verdünnt. Nach 6 und 8 h wurden jeweils 100 g Dicyclohexyl- peroxydicarbonat (Perkadox 16®, Fa. Akzo Nobel) gelöst in jeweils 800 g Aceton hinzu- gegeben. Die Reaktion wurde nach 24 h Reaktionszeit abgebrochen und auf Raumtemperatur abgekühlt. Die Bestimmung des Molekulargewichtes nach Test A ergab ein M = 754.000 g/mol bei einer Polydisperistät M /Mn = 5,3.A conventional 200 L reactor for radical polymerizations was charged with 2400 g of acrylamide, 64 kg of 2-ethylhexyl acrylate, 6.4 kg of N-isopropylacrylamide and 53.3 kg of acetone / isopropanol (95: 5). After passing through with nitrogen gas for 45 minutes while stirring, the reactor was heated to 58 ° C. and 40 g of 2,2'-azoisobutyronitrile (AIBN) were added. The outer heating bath was then heated to 75 ° C. and the reaction was carried out constantly at this outside temperature. After a reaction time of 1 h, 40 g of AIBN were again added. After 5 h and 10 h, each was diluted with 15 kg of acetone / isopropanol (95: 5). After 6 and 8 h 100 g each were dicyclohexyl peroxydicarbonate (Perkadox ® 16, Fa. Akzo Nobel), where each dissolved in 800 g of acetone hinzu-. The reaction was stopped after a reaction time of 24 h and cooled to room temperature. The determination of the molecular weight according to test A gave an M = 754,000 g / mol with a polydispersity M / M n = 5.3.
Polymer.2 Ein für radikalische Polymerisationen konventioneller 200 L-Reaktor wurde mit 1200 g Acrylamid, 74 kg 2-Ethylhexylacrylat, 4,8 kg N-Isopropylacrylamid und 53,3 kg Aceton/Isopropanol (95:5) befüllt. Nach 45 Minuten Durchleiten mit Stickstoffgas unter Rühren wurde der Reaktor auf 58 °C hochgeheizt und 40 g 2,2'-Azoisobuttersäurenitril (AIBN) hinzugegeben. Anschließend wurde das äußere Heizbad auf 75 °C erwärmt und die Reaktion konstant bei dieser Außentemperatur durchgeführt. Nach 1 h Reaktionszeit wurde wiederum 40 g AIBN hinzugegeben. Nach 5 h und 10 h wurde mit jeweils 15 kg Aceton/Isopropanol (95:5) verdünnt. Nach 6 und 8 h wurden jeweils 100 g Dicyclohexyl- peroxydicarbonat (Perkadox 16®, Fa. Akzo Nobel) gelöst in jeweils 800 g Aceton hinzugegeben. Die Reaktion wurde nach 24 h Reaktionszeit abgebrochen und auf Raumtem- peratur abgekühlt.Polymer.2 A 200 L reactor conventional for radical polymerizations was filled with 1200 g acrylamide, 74 kg 2-ethylhexyl acrylate, 4.8 kg N-isopropylacrylamide and 53.3 kg acetone / isopropanol (95: 5). After passing through with nitrogen gas for 45 minutes while stirring, the reactor was heated to 58 ° C. and 40 g of 2,2'-azoisobutyronitrile (AIBN) were added. The outer heating bath was then heated to 75 ° C. and the reaction was carried out constantly at this outside temperature. After a reaction time of 1 h 40 g of AIBN was again added. After 5 h and 10 h, each was diluted with 15 kg of acetone / isopropanol (95: 5). After 6 and 8 h 100 g dicyclohexyl peroxydicarbonate were each (Perkadox ® 16, Fa. Akzo Nobel) was added dissolved in each 800 g of acetone. The reaction was terminated after a reaction time of 24 h and cooled to room temperature.
Die Bestimmung des Molekulargewichtes nach Test A ergab ein M = 812.000 g/mol bei einer Polydispersität Mw/Mn = 5,8.The determination of the molecular weight according to test A gave an M = 812,000 g / mol with a polydispersity M w / M n = 5.8.
Beispiel 1: Polymer 1 wurde mit 20 Gew.-% Silber-beschichteten Nickelpartikeln bezogen auf den Polymeranteil abgemischt.Example 1: Polymer 1 was mixed with 20% by weight of silver-coated nickel particles, based on the polymer content.
Beispiel 2:Example 2:
Polymer 1 wurde mit 30 Gew.-% Silber-beschichteten Nickelpartikeln bezogen auf den Polymeranteil abgemischt.Polymer 1 was mixed with 30% by weight of silver-coated nickel particles based on the polymer content.
Beispiel 3:Example 3:
Polymer 2 wurde mit 20 Gew.-% Nickelpartikeln bezogen auf den Polymeranteil abgemischt.Polymer 2 was mixed with 20 wt .-% nickel particles based on the polymer content.
Beispiel 4:Example 4:
Polymer 2 wurde mit 30 Gew.-% Nickelpartikeln bezogen auf den Polymeranteil abgemischt.Polymer 2 was mixed with 30 wt .-% nickel particles based on the polymer content.
i) Musterherstellung zur Bestimmung des Rückschrumpfesi) Pattern production for determining the shrinkback
Die Haftklebemassen in Lösung wurden an einem Bersdorff Aufkonzentrationsextruder mit einem Durchsatz von ca. 40 kg/h bei einer Temperatur von ca. 115 °C aufkonzentriert. Der Restlösemittelanteil belief sich nach der Aufkonzentration auf kleiner 0,5 Gew.- %. Dann wurde durch eine Bügel-Extrusionsdüse mit einem Düsenspalt von 300 μm und einer Beschichtungsbreite von 33 cm bei einer bestimmten Beschichtungstemperatur (Massetemperatur) mit einer Bahngeschwindigkeit von 10 m/min auf eine mit 1 ,5 g/m2 Silikonbeschichtete (Polydimethylsiloxan) 12 μm PET-Folie beschichtet. Bei einem Masseauftrag von 100 g/m2 (ca. 100 μm dicke Haftklebeschicht) wurde ein Reckverhältnis von 3:1 , bei einem Masseauftrag von 50 g/m2 (ca. 50 μm dicke Haftklebemasseschicht) wurde ein Reckverhältnis von 6:1 eingestellt. Die silikonisierte PET-Folie wird über eine auf 5 °C abgekühlte und mitrotierende Stahlwalze geführt. Beim Auflagepunkt des Haftklebefilms auf die PET-Folie wird somit der Haftklebemassenfilm sofort heruntergekühlt. Der Masseauftrag betrug 50 oder 100 g/m2. Im In-Iine Verfahren wird dann nach einer Bahnstrecke von ca. 5 m das Haftklebeband mit Elektronenstrahlen vernetzt.The PSAs in solution were concentrated on a Bersdorff concentration extruder with a throughput of approx. 40 kg / h at a temperature of approx. 115 ° C. The residual solvent content after the concentration was less than 0.5% by weight. Then, through a bracket extrusion die with a die gap of 300 μm and a coating width of 33 cm at a specific coating temperature (melt temperature) at a web speed of 10 m / min, onto a layer coated with 1.5 g / m 2 silicone (polydimethylsiloxane) 12 μm PET film coated. With a mass application of 100 g / m 2 (approx. 100 μm thick PSA layer), a stretching ratio of 3: 1 was set, with a mass application of 50 g / m 2 (approx. 50 μm thick PSA layer) a stretching ratio of 6: 1 was set , The siliconized PET film is passed over a co-rotating steel roller cooled to 5 ° C. At the point of contact of the PSA film on the PET film, the PSA film is thus cooled down immediately. The mass application was 50 or 100 g / m 2 . In the in-line process, the pressure-sensitive adhesive tape is then crosslinked with electron beams after a path of approximately 5 m.
Für die Elektronenbestrahlung erfolgte die Vernetzung mit einem Gerät der Fa. Electron Crosslinking AB, Halmstad, Schweden. Das beschichtete Haftklebeband wurde dabei über eine standardmäßig vorhandene Kühlwalze unter dem Lenard-Fenster des Beschleunigers hindurch geführt. Dabei wurde in der Bestrahlungszone der Luftsauerstoff durch Spülen mit reinem Stickstoff verdrängt. Die Bahngeschwindigkeit betrug jeweils 10 m/min. Es wurde mit einer Beschleunigungsspannung von 200 kV durchstrahlt.For electron irradiation, networking was carried out using a device from Electron Crosslinking AB, Halmstad, Sweden. The coated PSA tape was passed over a standard cooling roller under the Lenard window of the accelerator. At the same time, atmospheric oxygen was displaced in the radiation zone by flushing with pure nitrogen. The web speed was 10 m / min in each case. It was irradiated with an acceleration voltage of 200 kV.
Zur Bestimmung des Rückschrumpfes wurde der Test B durchgeführt.Test B was carried out to determine the shrinkback.
Zur Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeit wurde der Test C durchgeführt. Die Klebkraft wurde nach Test D ermittelt.Test C was carried out to determine the electrical conductivity. The adhesive strength was determined according to test D.
Resultateresults
In einem ersten Schritt wurden 2 Polymere mit einem mittleren Molekulargewicht M von ca. 800.000 g/mol hergestellt. Mit diesen Haftklebemassen wurden erfinderischen Beispiele 1 - 4 hergestellt. Als elektrisch leitfähige Materialien wurden zum einen Nickelpartikel und zum anderen Silber-beschichtete Nickelpartikel ausgewählt.In a first step, two polymers with an average molecular weight M of approximately 800,000 g / mol were produced. Examples 1-4 according to the invention were produced with these PSAs. Nickel particles and silver-coated nickel particles were selected as the electrically conductive materials.
In einer ersten Untersuchung wurde der Grad der Orientierung der einzelnen Haftklebe- massen ermittelt. Daher wurde im folgenden nach Testmethode B der Rückschrumpf im freien Film bestimmt. Die gemessenen Werte sind in Tabelle 1 zusammengefasst.The degree of orientation of the individual PSAs was determined in a first investigation. Therefore, the shrinkback in the free film was determined in the following according to test method B. The measured values are summarized in Table 1.
Figure imgf000029_0001
Alle Beispiele in Tabelle 1 weisen ein ausgeprägtes Rückstellvermögen aus. Eine weitere Vorraussetzung für die erfinderischen Haftklebemassen ist die elektrische Leitfähigkeit. Daher wurden im folgenden nach Testmethode C die elektrische Leitfähigkeit der einzelnen Beispiele bestimmt. Die ermittelten Werte sind in Tabelle 2 zusammengefasst.
Figure imgf000029_0001
All of the examples in Table 1 have a pronounced resilience. Another prerequisite for the inventive PSAs is electrical conductivity. Therefore, the electrical conductivity of the individual examples was determined in the following according to test method C. The values determined are summarized in Table 2.
Tabelle 2: Übersicht des ermittelten elektrischen Widerstandes nach Test CTable 2: Overview of the electrical resistance determined according to test C.
Figure imgf000030_0001
Figure imgf000030_0001
Alle elektrischen Widerstände wurden mit einer Schichtdicke von 50 μm ermittelt. Die Materialien besaßen alle geringe elektrische Widerstände und somit eine hohe elektrische Leitfähigkeit. Durch Steigerung der elektrisch leitfähigen Zusätze auf 30 w-% wurde der elektrische Widerstand nochmals deutlich auf < 0.5 Ω herabgesetzt.All electrical resistances were determined with a layer thickness of 50 μm. The materials all had low electrical resistances and thus high electrical conductivity. By increasing the electrically conductive additives to 30 w%, the electrical resistance was again significantly reduced to <0.5 Ω.
Zur Überprüfung der klebtechnischen Eigenschaften wurde zusätzlich die Klebkraft auf Stahl ermittelt. Auch für diese Messungen betrug die Schichtdicke der Haftklebemasse 50 μm. Die gemessenen Werte sind in Tabelle 3 aufgelistet:To check the technical adhesive properties, the adhesive strength on steel was also determined. For these measurements too, the layer thickness of the PSA was 50 μm. The measured values are listed in Table 3:
Figure imgf000030_0002
Figure imgf000030_0002
Die in Tabelle 3 aufgezeigten Werte verdeutlichen, dass die Beispiele 1 - 4 haftklebrige Eigenschaften aufweisen. Durch die Mengen des Zusatzes lässt sich ebenfalls die Klebkkraft steuern. Durch hohe Anteile des Füllmaterials sinkt die Klebkraft ab. The values shown in Table 3 make it clear that Examples 1-4 have pressure-sensitive properties. The adhesive strength can also be controlled by the amounts of the additive. The adhesive strength drops due to high proportions of the filling material.

Claims

Patentansprüche: claims:
1. Verfahren zur Herstellung eines Haftklebeartikels, welcher wenigstens eine Schicht aus einer elektrisch leitfähigen Haftklebemasse aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Beschichtungsverfahren durch Dehnen, Recken oder Stauchen eine wenigstens bezüglich einer Eigenschaft anisotrope Schicht aus der elektrisch leitfähigen Haftklebemasse erzeugt wird, die in wenigstens einer Richtung längs der Schichtebene einen Rückschrumpf von mindestens 3 % bezüglich der Längenausdehnung der Schicht, gemessen am freien Haftklebemassen-Film, besitzt.1. A method for producing a pressure-sensitive adhesive article which has at least one layer of an electrically conductive pressure-sensitive adhesive, characterized in that in a coating method by stretching, stretching or compressing, an at least one property anisotropic with respect to one property is produced from the electrically conductive pressure-sensitive adhesive, which in at least in one direction along the layer plane has a shrinkback of at least 3% with respect to the linear expansion of the layer, measured on the free PSA film.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichtungsverfahren ein Heißschmelz-Walzenbeschichtungsverfahren, ein Schmelzdüsen- Beschichtungsverfahren oder ein Extrusions-Beschichtungsverfahren ist.2. The method according to claim 1, characterized in that the coating process is a hot melt roll coating process, a melt nozzle coating process or an extrusion coating process.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichtungsverfahren ein herkömmliches Beschichtungsverfahren mit anschließendem Dehnen oder Recken auf einem dehnbaren Träger ist.3. The method according to claim 1, characterized in that the coating method is a conventional coating method with subsequent stretching or stretching on a stretchable carrier.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitfähige Haftklebemasse ein- oder doppelseitig auf einen blatt- oder bandförmigen Träger beschichtet wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the electrically conductive PSA is coated on one or both sides on a sheet or tape-shaped carrier.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger ein Transfer- Band, ein Releaseliner oder ein elektrisch leitendes Trägermaterial ist.5. The method according to claim 4, characterized in that the carrier is a transfer belt, a release liner or an electrically conductive carrier material.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Haftklebemasse eine solch auf Polyacrylat- und/oder Polymethacrylatbasis eingesetzt wird.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the PSA used is based on polyacrylate and / or polymethacrylate.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Haftklebemasse zu mindestens 50 Gew.-% auf zumindest einem acrylischen Monomer aus der Gruppe der Verbindungen der folgenden allgemeinen Formel basiert:7. The method according to claim 6, characterized in that at least 50% by weight of the PSA is based on at least one acrylic monomer from the group of the compounds of the following general formula:
Figure imgf000031_0001
wobei Ri = H oder CH3 ist und der Rest R2 = H oder CH3 ist oder gewählt wird aus der Gruppe der verzweigten oder unverzweigten, gesättigten Alkylgruppen mit 2 - 30 Kohlenstoffatomen und das mittlere Molekulargewicht Mw der Haftklebemasse min- destens 200.000 g/mol beträgt.
Figure imgf000031_0001
where Ri = H or CH 3 and the radical R 2 = H or CH 3 or is selected from the group of branched or unbranched, saturated alkyl groups having 2 to 30 carbon atoms and the average molecular weight M w of the PSA at least 200,000 g / mol.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Haftklebemasse Vernetzer zugesetzt sind, insbesondere bi- oder multifunktionelle Acrylate und/oder Methacrylate, bi- oder multifunktionelle Isocyanate oder bi- oder multifunktionelle Epoxide.8. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that crosslinking agents are added to the PSA, in particular bi- or multifunctional acrylates and / or methacrylates, bi- or multifunctional isocyanates or bi- or multifunctional epoxies.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Haftklebemasse unmittelbar nach oder während der Heißschmelz-Beschichtung vernetzt wird, vorzugsweise photochemisch.9. The method according to claim 8, characterized in that the PSA is crosslinked immediately after or during the hot-melt coating, preferably photochemically.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Haftklebemasse elektrisch leitfähige Materialien beigesetzt sind, insbesondere Metallpartikel, Metallpulver, Metallkugeln, Metallfasern, wobei als Metalle insbesondere Nickel, Gold, Silber und Kupfer oder die folgenden nickelbeschichteten Partikel, nämlich Kupferpartikel, Nickelpartikel, Polymerkugeln, Polymerpartikel oder Glasmikrokugeln oder Glasmikrohohlkugeln.10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the pressure sensitive adhesive is mixed with electrically conductive materials, in particular metal particles, metal powder, metal balls, metal fibers, the metals being in particular nickel, gold, silver and copper or the following nickel-coated particles, namely Copper particles, nickel particles, polymer spheres, polymer particles or glass microspheres or glass microspheres.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitfähigen Materialien in einem Anteil bis zu 200 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 5 und 50 Gew.-%, weiter vorzugsweise zwischen 10 und 40 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Haftklebemasse, beigemischt werden.11. The method according to claim 10, characterized in that the electrically conductive materials in a proportion up to 200 wt .-%, preferably between 5 and 50 wt .-%, further preferably between 10 and 40 wt .-%, based on the Weight of the PSA to be added.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Leitfähigkeit der Haftklebemasse zwischen 1 und 500 S/cm beträgt.12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the electrical conductivity of the PSA is between 1 and 500 S / cm.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Leitfähigkeit anisotrop ist und längs einer in der Haftklebeschicht liegenden Ebene geringer ist als quer zur Schichtebene, wobei sie in Richtung quer zur Schichtebene mindestens 2 S/cm beträgt. 13. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the electrical conductivity is anisotropic and is lower along a plane lying in the pressure-sensitive adhesive layer than transverse to the layer plane, wherein it is at least 2 S / cm in the direction transverse to the layer plane.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Haftklebemasse weitere Stoffe oder Additive, wie Alterungsschutzmittel, Lichtschutzmittel, Ozonschutzmittel, Fettsäuren, Weichmacher, Keimbildner, Blähmittel, Beschleuniger und/oder Füllstoffe enthält.14. The method according to any one of claims 1 to 13, characterized in that the PSA contains further substances or additives, such as anti-aging agents, light stabilizers, antiozonants, fatty acids, plasticizers, nucleating agents, blowing agents, accelerators and / or fillers.
15. Haftklebeartikel, insbesondere für die Verklebung zweier elektrischer Teile, erhältlich mit einer Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14.15. pressure sensitive adhesive articles, in particular for the bonding of two electrical parts, obtainable by a method according to one of claims 1 to 14.
16. Haftklebeartikel nach Anspruch 15 in Form eines Stanzlings. 16. pressure sensitive adhesive article according to claim 15 in the form of a die cut.
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