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DE102019208668A1 - Bonding process using a hardening structural adhesive - Google Patents

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DE102019208668A1
DE102019208668A1 DE102019208668.3A DE102019208668A DE102019208668A1 DE 102019208668 A1 DE102019208668 A1 DE 102019208668A1 DE 102019208668 A DE102019208668 A DE 102019208668A DE 102019208668 A1 DE102019208668 A1 DE 102019208668A1
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Germany
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radiation
heat
adhesive
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adhesive layer
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DE102019208668.3A
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German (de)
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Klaus Keite-Telgenbüscher
Matthias Koop
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Tesa SE
Original Assignee
Tesa SE
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Publication date
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Klebverbindung eines ersten Substrats mit einem zweiten Substrat mittels Aktivierung einer wärmeaktivierbaren Klebstoffschicht, wobei die für die Aktivierung erforderliche Wärme in einer der wärmeaktivierbaren Klebstoffschicht benachbarten strahlungsabsorbierenden Schicht, die zumindest elektromagnetische Strahlung einer bestimmten Wellenlänge absorbieren kann, erzeugt wird, wobei- die wärmeaktivierbare Klebstoffschicht zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat angeordnet ist,- die strahlungsabsorbierende Schicht zwischen der wärmeaktivierbaren Klebstoffschicht und dem ersten Substrat angeordnet ist und in Kontakt zur wärmeaktivierbaren Klebstoffschicht steht,- das erste Substrat für in der strahlungsabsorbierenden Schicht absorbierbare Strahlung zumindest teildurchlässig ist, und wobei die strahlungsabsorbierende Schicht durch das erste Substrat hindurch mit absorbierbarer Strahlung beaufschlagt wird, wobei die strahlungsabsorbierende Schicht bis auf eine maximale Temperatur erwärmt wird, bei der keine Schädigung und kein Aufschmelzen der Absorptionsschicht eintritt,so dass die Klebstoffschicht mittels der in der strahlungsabsorbierenden Schicht erzeugten Wärme im Kontaktbereich erwärmt und aktiviert wird,dadurch gekennzeichnet, dassdie Klebstoffschicht eine reaktive hitzeaktiviert verklebende Klebstoffschicht ist und durch die Wärmeaktivierung eine Härtungsreaktion initiiert wird, die eine Frontfortschrittsreaktion umfasst.The present invention relates to a method for producing an adhesive bond between a first substrate and a second substrate by activating a heat-activatable adhesive layer, the heat required for activation being generated in a radiation-absorbing layer adjacent to the heat-activatable adhesive layer, which can at least absorb electromagnetic radiation of a certain wavelength is, wherein - the heat-activatable adhesive layer is arranged between the first and the second substrate, - the radiation-absorbing layer is arranged between the heat-activatable adhesive layer and the first substrate and is in contact with the heat-activatable adhesive layer, - the first substrate for radiation absorbable in the radiation-absorbing layer is at least partially transparent, and wherein the radiation-absorbing layer is acted upon by absorbable radiation through the first substrate, the The radiation-absorbing layer is heated up to a maximum temperature at which no damage and no melting of the absorption layer occurs, so that the adhesive layer is heated and activated in the contact area by means of the heat generated in the radiation-absorbing layer, characterized in that the adhesive layer is a reactive, heat-activated adhesive layer and the heat activation initiates a hardening reaction that includes a frontal progression reaction.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Klebverbindung zweier Substrate mittels einer härtbaren Klebmasse, wobei die Härtung der Klebmasse wärmeaktiviert wird. Die Erzeugung der Wärme erfolgt dabei durch Absorption von elektromagnetischer Strahlung - und insbesondere Umwandlung der absorbierten Energie in Wärmeenergie - in einer Absorptionsschicht und Übertragung dieser Wärme auf einen angrenzenden Bereich der Klebmasse.The present invention relates to a method for producing an adhesive bond between two substrates by means of a curable adhesive, the curing of the adhesive being heat-activated. The heat is generated by absorbing electromagnetic radiation - and in particular converting the absorbed energy into thermal energy - in an absorption layer and transferring this heat to an adjacent area of the adhesive.

Die Schrift JP 6046329 B ( JP 2011156858 A ) offenbart die grundlegende Verfahren der Erwärmung einer Designschicht auf einem lasertransparenten Substrat, wobei die Designschicht in Kontakt mit einer Klebstoffschicht steht und die Erwärmung der Designschicht mittels Laserstrahlung erfolgt ohne diese zu schädigen. Die Klebstoffschicht wird dabei erwärmt und kann in der Folge besser verkleben bzw. der Klebstoff wird aufgeschmolzen und so in einen klebfähigen Zustand überführt. Als Klebstoffe werden Haftklebstoffe und Heißschmelzklebstoffe offenbart.The font JP 6046329 B ( JP 2011156858 A ) discloses the basic method of heating a design layer on a laser-transparent substrate, wherein the design layer is in contact with an adhesive layer and the design layer is heated by means of laser radiation without damaging it. The adhesive layer is heated and can subsequently stick together better or the adhesive is melted and thus converted into an adhesive state. Pressure sensitive adhesives and hot melt adhesives are disclosed as adhesives.

Die Schrift JP 2012218316 A desselben Anmelders offenbart den Zusatz eines latenten Härters zur einer reaktiven Klebstoffformulierung, wobei wie in der obigen Schrift der latente Härter durch zerstörungsfreie Erwärmung einer Designschicht auf einem lasertransparenten Substrat aktiviert wird, wobei die Designschicht in Kontakt mit der Klebstoffschicht steht und die Klebstoffschicht mit dem Härter dabei erwärmt. Für die reaktiv härtende Klebstoffschicht werden eine Reihe von Materialien offenbart, insbesondere Acrylate und Epoxide. Für den latenten Härter werden ebenfalls einige Systeme offenbart, wie bestimmte Imidazole, Polyamine, Polyamino-Ureido-Verbindungen und Aminaddukte.The font JP 2012218316 A by the same applicant discloses the addition of a latent hardener to a reactive adhesive formulation, the latent hardener being activated by non-destructive heating of a design layer on a laser-transparent substrate, as in the above document, the design layer being in contact with the adhesive layer and the adhesive layer with the hardener warmed up. A number of materials are disclosed for the reactive curing adhesive layer, in particular acrylates and epoxies. Some systems are also disclosed for the latent hardener, such as certain imidazoles, polyamines, polyamino-ureido compounds and amine adducts.

Nachteilig am Prozess, wie er in den vorgenannten Schriften beschrieben wird, ist, dass der latente Härter in der Klebstoffschicht verteilt vorliegt und für eine Aktivierung die Aktivierungstemperatur in der gesamten Klebstoffschicht erreicht werden muss. Insbesondere wenn das zweite Substrat gut wärmeleitend ist, wie z.B. im Fall von Glas, Metall oder Keramik, wird die über die Designschicht eingebrachte Wärme durch die dünne Klebstoffschicht hindurch schnell wieder abgeführt, so dass die zum Aktivieren des latenten Härters erforderliche Temperatur mittels einer sehr hohen Heizrate erreicht werden muss. Dabei ist die Gefahr groß, dass die Designschicht geschädigt wird.The disadvantage of the process, as it is described in the aforementioned documents, is that the latent hardener is distributed in the adhesive layer and the activation temperature must be reached in the entire adhesive layer for activation. In particular if the second substrate is a good heat conductor, e.g. In the case of glass, metal or ceramic, the heat introduced via the design layer is quickly dissipated again through the thin adhesive layer, so that the temperature required to activate the latent hardener has to be reached by means of a very high heating rate. There is a great risk that the design layer will be damaged.

Die Steuerung der Aufheizung ist extrem komplex. So muss die richtige Balance aus z.B. Vorschubgeschwindigkeit, Anzahl der wiederholten Scans (Zyklusanzahl), Laserleistung, Pulsrate und Strahlaufweitung ermittelt werden. Die im Querschnitt der Klebeschicht tatsächlich erreichte Temperatur ist dabei sehr schwer zu ermitteln, so dass eine unmittelbare Steuerung über eine Temperaturmessung kaum realisierbar ist.The control of the heating is extremely complex. So the right balance of e.g. Feed speed, number of repeated scans (number of cycles), laser power, pulse rate and beam expansion can be determined. The temperature actually reached in the cross section of the adhesive layer is very difficult to determine, so that direct control by means of a temperature measurement is hardly possible.

In der JP 2014091755 A wird das in der JP 06046329 B offenbarte Verfahren lediglich hinsichtlich der Transmission eines spezifischen Klebebandaufbaus eingeschränkt. Die Kombination von Transmission im sichtbaren Wellenlängenbereich mit der Absorption im IR-Bereich wird jedoch von nahezu jedem nicht transparenten Tape erfüllt, da in der Regel eine Intransparenz im sichtbaren Licht (< 10 % Transmission) mit einer Intransparenz im IR ((Absorption > 20 % = Transmission < 80 %) gekoppelt ist, insbesondere bei rußgefüllten Tapes. Vereinfacht gesagt erfüllen fast alle Tapes mit einer Lichttransmission < 10 % diese Forderung.In the JP 2014091755 A will that be in the JP 06046329 B disclosed methods are only restricted with regard to the transmission of a specific adhesive tape structure. However, the combination of transmission in the visible wavelength range with absorption in the IR range is fulfilled by almost every non-transparent tape, as there is usually a lack of transparency in visible light (<10% transmission) with a lack of transparency in IR ((absorption> 20% = Transmission <80%), especially with soot-filled tapes. Put simply, almost all tapes with a light transmission <10% meet this requirement.

Aufgabetask

Aufgabe war es, das in der JP 6046329 B ( JP 2011156858 A ) offenbarte Verklebungsverfahren zu verbessern. Bei diesem wird eine strahlungsabsorbierende Schicht durch eine strahlungstransmittierende Schicht hindurch mittels elektromagnetischer Strahlung erwärmt und die Wärme in eine an die strahlungsabsorbierende Schicht angrenzende Klebstoffschicht, umfassend einen hitzeaktivierbaren Klebstoff, weitergeleitet, so dass der hitzeaktivierbare Klebstoff aktiviert wird. Dabei wird die strahlungsabsorbierende Schicht nur so weit erwärmt, dass keine Schädigung dieser Schicht, wie z.B. Aufschmelzen, Verfärben oder Dekomposition, auftritt.The task was to do this in the JP 6046329 B ( JP 2011156858 A ) to improve disclosed bonding methods. In this case, a radiation-absorbing layer is heated through a radiation-transmitting layer by means of electromagnetic radiation and the heat is passed on to an adhesive layer adjoining the radiation-absorbing layer, comprising a heat-activatable adhesive, so that the heat-activatable adhesive is activated. The radiation-absorbing layer is only heated to such an extent that this layer is not damaged, such as melting, discoloration or decomposition.

Problematisch ist die große Wärmemenge, die für eine vollständige Aktivierung der Klebstoffschicht benötigt wird, der Transport dieser Wärmemenge bis zur der strahlungsabsorbierenden Schicht gegenüberliegenden Oberfläche des zweiten Substrates/Fügepartners sowie die Wärmeableitung durch das zweite Substrat, welche das Erreichen der Aktivierungstemperatur an der Grenzfläche der Klebstoffschicht zum zweiten Substrat erschwert. Die verbesserte Lösung soll daher insbesondere eine geringere Wärmemenge zur vollständigen Aktivierung benötigen als die nach dem Stand der Technik bekannten Lösungen.The problem is the large amount of heat required for complete activation of the adhesive layer, the transport of this amount of heat to the surface of the second substrate / joining partner opposite the radiation-absorbing layer and the heat dissipation through the second substrate, which means that the activation temperature is reached at the interface of the adhesive layer to the second substrate difficult. The improved solution should therefore, in particular, require a lower amount of heat for complete activation than the solutions known from the prior art.

Lösung der Aufgabe:Solution of the task:

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer Klebverbindung eines ersten Substrats mit einem zweiten Substrat mittels Aktivierung einer wärmeaktivierbaren Klebstoffschicht, wobei die für die Aktivierung erforderliche Wärme in einer der wärmeaktivierbaren Klebstoffschicht benachbarten strahlungsabsorbierenden Schicht, die zumindest elektromagnetische Strahlung einer bestimmten Wellenlänge absorbieren kann, erzeugt wird, wobei

  • - die wärmeaktivierbare Klebstoffschicht zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat angeordnet ist,
  • - die strahlungsabsorbierende Schicht zwischen der wärmeaktivierbaren Klebstoffschicht und dem ersten Substrat angeordnet ist und in - unmittelbarem und/oder mittelbarem - Kontakt zur wärmeaktivierbaren Klebstoffschicht steht,
  • - das erste Substrat für in der strahlungsabsorbierenden Schicht absorbierbare Strahlung zumindest teildurchlässig ist,
und wobei die strahlungsabsorbierende Schicht durch das erste Substrat hindurch mit absorbierbarer Strahlung beaufschlagt wird, wobei die strahlungsabsorbierende Schicht bis auf eine maximale Temperatur erwärmt wird, bei der keine Schädigung und kein Aufschmelzen der Absorptionsschicht eintritt,
so dass die Klebstoffschicht mittels der in der strahlungsabsorbierenden Schicht erzeugten Wärme im Kontaktbereich erwärmt und aktiviert wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Klebstoffschicht eine reaktive hitzeaktiviert verklebende Klebstoffschicht ist und durch die Wärmeaktivierung eine Härtungsreaktion initiiert wird, die eine Frontfortschrittsreaktion umfasst.The object is achieved by a method for producing an adhesive bond of a first substrate to a second substrate by means of activation of a heat-activatable adhesive layer, the heat required for activation in a radiation-absorbing layer adjacent to the heat-activatable adhesive layer, which can at least absorb electromagnetic radiation of a certain wavelength, is generated, where
  • - The heat-activatable adhesive layer is arranged between the first and the second substrate,
  • the radiation-absorbing layer is arranged between the heat-activatable adhesive layer and the first substrate and is in direct and / or indirect contact with the heat-activatable adhesive layer,
  • the first substrate is at least partially transparent to radiation that can be absorbed in the radiation-absorbing layer,
and wherein the radiation-absorbing layer is acted upon by absorbable radiation through the first substrate, the radiation-absorbing layer being heated to a maximum temperature at which no damage and no melting of the absorption layer occurs,
so that the adhesive layer is heated and activated in the contact area by means of the heat generated in the radiation-absorbing layer,
characterized in that
the adhesive layer is a reactive, heat-activated adhesive adhesive layer, and the heat activation initiates a hardening reaction which comprises a frontal progression reaction.

Erfindungsgemäß muss der Kontakt zwischen Absorptionsschicht und Klebmasse eine Wärmeübertragung ermöglichen. In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung befindet sich die Absorptionsschicht in unmittelbarem Kontakt zu der Klebstoffschicht, grenzt also - insbesondere in der vollen Kontaktfläche - direkt an diese an. Hierdurch kann eine sehr effiziente Wärmeübertragung gewährleistet werden.According to the invention, the contact between the absorption layer and the adhesive must enable heat transfer. In a preferred embodiment of the invention, the absorption layer is in direct contact with the adhesive layer, that is to say directly adjoins it - in particular in the full contact area. In this way, a very efficient heat transfer can be guaranteed.

In einer alternativen aber ebenfalls vorteilhaften Ausführung der Erfindung steht die Absorptionsschicht nur mittelbar mit der Klebstoffschicht in Kontakt. So kann zwischen den genannten Schichten beispielsweise eine wärmeleitende Schicht (wie etwa aufgedampftes Metall) vorgesehen sein. Solche Schichten können beispielweise eingesetzt werden, um die Wärmeübertragung gezielt einzuregeln.
In einer vorteilhaften Ausführungsvariante hat eine zwischen der Absorptionsschicht und der Klebemasse vorgesehene Schicht eine Wärmeleitfähigkeit von mehr als 0,5 W/m·K. Selbstverständlich sind auch Ausführungen der Erfindung realisierbar und vorteilhaft durchführbar, in denen eine oder mehrere Teilflächen der Absorptionsschicht und der Klebstoffschicht unmittelbar aneinander grenzen und eine oder mehrere andere Teilflächen in mittelbarem Kontakt stehen, etwa indem dort eine wie erwähnt wärmeleitfähige Zwischenschicht angeordnet ist.
In an alternative but also advantageous embodiment of the invention, the absorption layer is only indirectly in contact with the adhesive layer. For example, a heat-conducting layer (such as vapor-deposited metal) can be provided between the layers mentioned. Such layers can be used, for example, to regulate the heat transfer in a targeted manner.
In an advantageous embodiment variant, a layer provided between the absorption layer and the adhesive has a thermal conductivity of more than 0.5 W / m · K. Of course, embodiments of the invention can also be implemented and advantageously carried out in which one or more partial surfaces of the absorption layer and the adhesive layer directly adjoin one another and one or more other partial surfaces are in indirect contact, for example by arranging a thermally conductive intermediate layer there.

Der Erfindung ist es nicht abträglich, wenn Flächenbereiche zwischen Absorptionsschicht und Klebmassenschicht nicht in wärmeübertragendem - mittelbarem oder unmittelbarem - Kontakt stehen, sofern der wärmeübertragende Kontakt der übrigen Flächen für die erfolgreiche Umsetzung der erfinderischen Lehre hinreichend groß ist.It is not detrimental to the invention if surface areas between the absorption layer and the adhesive layer are not in heat-transferring - direct or indirect - contact, provided that the heat transferring contact of the other surfaces is sufficiently large for the successful implementation of the inventive teaching.

Das erste Substrat ist dabei für die eingestrahlte Strahlung zumindest teildurchlässig, also etwa transparent oder transluzent, damit die strahlungsabsorbierende Schicht durch das Substrat hindurch bestrahlt werden kann. Im Folgenden wird diesbezüglich von einem „strahlungsdurchlässigen Substrat“ gesprochen.
Die von der Strahlungsquelle ausgehende Strahlung tritt durch das strahlungsdurchlässige Substrathindurch und erreicht die strahlungsabsorbierende Schicht - im Folgenden auch kurz als „Absorptionsschicht“ bezeichnet -, wo die Strahlung vollständig oder teilweise absorbiert wird und die Absorptionsschicht sich dadurch erwärmt. Die hierdurch erzielte Temperatur der Absorptionsschicht liegt in einem Bereich, dass die Absorptionsschicht weder aufschmilzt noch zerstört wird, die erzielte Temperatur überschreitet insbesondere weder eine eventuelle Schmelztemperatur noch eine eventuelle Zersetzungstemperatur des Materials der Absorptionsschicht. Sehr kurzzeitige Überschreitungen können akzeptabel sein, wenn es hierdurch zu keinem zerstörenden Aufschmelzen oder Zersetzen kommt.
Die strahlungsdurchlässige Schicht und die Absorptionsschicht sowie die Absorptionsschicht und die Klebstoffschicht brauchen nicht jeweils flächengleich zu sein, so kann die Absorptionsschicht beispielweise auch nur in Teilflächen zwischen der strahlungsdurchlässigen Schicht und der Klebstoffschicht vorgesehen sein. Durch die Natur der Frontfortschrittsreaktion kann es auch zu einer vollständigen Durchhärtung der Klebstoffschicht kommen, wenn diese nur in Teilbereichen ihrer Oberfläche aktiviert wird, siehe hierzu auch die Ausführungen weiter unten.
The first substrate is at least partially permeable to the irradiated radiation, that is to say for example transparent or translucent, so that the radiation-absorbing layer can be irradiated through the substrate. In the following, a “radiation-permeable substrate” is used in this regard.
The radiation emanating from the radiation source passes through the radiation-permeable substrate and reaches the radiation-absorbing layer - hereinafter also referred to as "absorption layer" for short - where the radiation is completely or partially absorbed and the absorption layer is heated as a result. The temperature of the absorption layer achieved in this way is in a range that the absorption layer neither melts nor is destroyed; in particular, the temperature achieved does not exceed either a possible melting temperature or a possible decomposition temperature of the material of the absorption layer. Very brief exceedances can be acceptable if this does not result in any destructive melting or decomposition.
The radiation-permeable layer and the absorption layer as well as the absorption layer and the adhesive layer do not each need to be of the same area, so the absorption layer can for example only be provided in partial areas between the radiation-permeable layer and the adhesive layer. Due to the nature of the front progress reaction, the adhesive layer can also cure completely come when this is only activated in parts of its surface, see also the explanations below.

In einer bevorzugten Vorgehensweise ist das erste Substrat auf der der Klebstoffschicht zugewandten Seite zumindest teilweise mit der strahlungsabsorbierenden Schicht ausgestattet, so kann die strahlungsabsorbierenden Schicht etwa auf das erste Substrat aufgedruckt oder anderweitig auf dieses beschichtet sein.In a preferred procedure, the first substrate is at least partially equipped with the radiation-absorbing layer on the side facing the adhesive layer, so the radiation-absorbing layer can be printed or otherwise coated on the first substrate.

Als „Frontfortschrittsreaktion“ im Sinne der vorliegenden Schrift wird dabei allgemein eine solche chemische Reaktion, insbesondere Polymerisations- oder Vernetzungsreaktion, bezeichnet, die zunächst nur im Bereich der mit der Absorptionsschicht in Kontakt stehenden Oberfläche initiiert wird und dann zeitlich und örtlich durch die Klebstoffschicht voranschreitet, insbesondere bis die Klebstoffschicht vollständig von der Härtungsreaktion durchlaufen wurde und die Klebstoffschicht gehärtet ist. Vorteilhafte Beispiele für entsprechende Initiierungsprozesse können dabei kationisch, anionisch, radikalisch oder koordinativ ablaufen. Grundsätzlich können Frontfortschrittsreaktionen auch als Polykondensations- oder Polyadditionsreaktionen geführt werden.A “front progress reaction” in the sense of the present document is generally a chemical reaction, in particular a polymerization or crosslinking reaction, which is initially only initiated in the area of the surface in contact with the absorption layer and then progresses temporally and spatially through the adhesive layer, in particular until the curing reaction has completely passed through the adhesive layer and the adhesive layer has cured. Advantageous examples of corresponding initiation processes can take place cationically, anionically, radically or coordinatively. In principle, front progression reactions can also be carried out as polycondensation or polyaddition reactions.

Die Kontaktfläche zwischen der Absorptionsschicht und der Klebmassenschicht kann dabei grundsätzlich beliebige geometrische Formen annehmen. Das erste Substrat kann auf der zur Klebstoffschicht liegenden Seite vollständig oder nur in einem oder mehreren Teilbereichen seiner Oberfläche mit der Absorptionsschicht versehen sein; wobei die Absorptionsschicht auch aus mehreren Schichtabschnitten bestehen kann, die miteinander in Kontakt stehen können, oder die miteinander - quasi inselartig - ohne Kontakt sein können. Der Begriff „Absorptionsschicht“ umfasst erfindungsgemäß somit sowohl zusammenhängenden ununterbrochene als auch unterbrochene - beispielsweise netzförmige - Flächengebilde als auch die Gesamtheit der aus mehreren separaten Schichtabschnitten gebildeten - teilstückigen - Flächengebilde. Die flächige Erscheinungsform unterbrochener oder aus separaten Teilbereichen zusammengesetzter Absorptionsschichten kann regelmäßig oder unregelmäßig sein.
Die Initiierung der Polymerisations- oder Vernetzungsreaktion erfolgt durch einen sogenannten Stimulus, etwa beispielweise durch von außen zugeführte Strahlungsenergie oder Wärme. Vorliegend wird in der Absorptionsschicht Strahlungsenergie in Wärme umgewandelt und die Reaktion thermisch initiiert. Nach der Initiierung kann der Stimulus entfernt werden (muss es jedoch nicht obligatorisch), da die Reaktion selbsttätig fortschreitet.
Die Absorptionsschicht kann die gesamte Grenzfläche zwischen dem ersten Substrat und der Klebstoffschicht ausfüllen, oder diese auch nur teilweise ausfüllen; so kann etwa die Absorptionsschicht - auch bei einteiliger Ausführung - insgesamt kleiner sein als die Grenzfläche, die sich durch die zu verklebende Oberfläche des ersten Substrats und die angrenzende Klebstoffschicht-Oberfläche ergibt.
The contact area between the absorption layer and the adhesive layer can in principle assume any geometric shapes. The first substrate can be provided with the absorption layer completely on the side facing the adhesive layer or only in one or more partial areas of its surface; wherein the absorption layer can also consist of several layer sections which can be in contact with one another or which can be without contact with one another - quasi island-like. According to the invention, the term “absorption layer” thus encompasses both coherent, uninterrupted and interrupted - for example reticulated - flat structures as well as the entirety of the - partial - flat structures formed from several separate layer sections. The planar appearance of absorption layers that are interrupted or composed of separate partial areas can be regular or irregular.
The polymerization or crosslinking reaction is initiated by a so-called stimulus, for example by externally supplied radiation energy or heat. In the present case, radiation energy is converted into heat in the absorption layer and the reaction is initiated thermally. After the initiation, the stimulus can be removed (but it does not have to be), as the reaction progresses automatically.
The absorption layer can fill the entire interface between the first substrate and the adhesive layer, or it can only partially fill it; for example, the absorption layer - even in the case of a one-piece design - can be smaller overall than the interface that results from the surface of the first substrate to be glued and the adjoining adhesive layer surface.

Als Modell für den Reaktionstyp einer Frontfortschrittsreaktion kann man sich eine Vielzahl an der Kontaktfläche angeordneter Punkte vorstellen, an denen die Aktivierung der Reaktion stattfindet und diese somit initiiert wird und von denen sich die weitere Reaktion als Reaktionsfront radialsymmetrisch in die Klebstoffschicht - ähnlich zu einer Wellenfront - ausbreitet, wobei die jeweiligen Ausbreitungsfronten sich entsprechend überlagern. An den Randbereichen der Klebstoffschicht wird die Reaktionsfront entsprechend auslaufen.
Eine entsprechende Gesamtfrontausbreitung kann durch die Überlagerung der Radialfronten im Wesentlichen flächig, insbesondere senkrecht zur jeweiligen (Teil-)Oberfläche der strahlenabsorbierenden Schicht, etwa bei im Wesentlichen (zumindest teilweise) parallel angeordneten, ebenen Substratoberflächen und somit einer ebenen strahlungsabsorbierenden Schicht geschehen, beziehungsweise kann die Frontausbreitung senkrecht zur substratbezogenen Tangentialebene eines jeden einen Initiationsherd bildenden Punktes - insbesondere bei nicht ebenen strahlenabsorbierenden Schichten - geschehen. Maßgeblich ist jeweils ein zeitlich und räumlich fortschreitender Reaktionsverlauf der Gesamtfront durch die Klebstoffschicht hindurch.
As a model for the reaction type of a front progression reaction, one can imagine a large number of points arranged on the contact surface at which the activation of the reaction takes place and this is thus initiated and from which the further reaction as a reaction front is radially symmetrical into the adhesive layer - similar to a wave front - propagates, with the respective propagation fronts correspondingly superimposed. The reaction front will run out accordingly at the edge areas of the adhesive layer.
A corresponding overall front propagation can occur essentially over a large area, in particular perpendicular to the respective (partial) surface of the radiation-absorbing layer, for example in the case of essentially (at least partially) parallel, flat substrate surfaces and thus a flat radiation-absorbing layer, or can occur by superimposing the radial fronts Front propagation perpendicular to the substrate-related tangential plane of each point forming an initiation focus - especially in the case of non-planar radiation-absorbing layers - happens. In each case, a temporally and spatially progressing reaction course of the overall front through the adhesive layer is decisive.

Vorteilhaft ist die Klebstoffschicht hierdurch schließlich durchgehärtet. Umfasst die Härtungsreaktion neben der Frontfortschrittsreaktion noch andere Reaktionstypen, so führt die Summe aller Teilhärtungsreaktionen zur Durchhärtung. Bevorzugt stellt die Frontfortschrittsreaktion die einzige Härtungsreaktion dar.As a result, the adhesive layer is advantageously fully cured. If the hardening reaction includes other types of reactions in addition to the frontal progression reaction, the sum of all partial hardening reactions leads to full hardening. The front progression reaction is preferably the only hardening reaction.

Frontfortschrittsreaktionen umfassen beispielweise Frontalpolymerisationen, wie sie aus der WO 2017035551 A bekannt sind. Bei der Frontalpolymerisation kann in der Regel davon ausgegangen werden, dass die Reaktion selbst so exotherm verläuft, dass sie die zum Voranschreiten der Front erforderliche Aktivierungsenergie selbst erzeugt. Der Begriff „Frontfortschrittsreaktion“ umfasst neben solchen Reaktionen zudem beispielsweise auch Reaktionen, bei denen die Umgebungstemperatur (in der Regel Raumtemperatur) ausreicht, um die Reaktion aufrechtzuerhalten, bei denen es also nur des thermischen Impulses bedurfte, sie zu starten.Frontal progression reactions include, for example, frontal polymerizations such as those from WO 2017035551 A are known. In the case of frontal polymerization, it can generally be assumed that the reaction itself is so exothermic that it itself generates the activation energy required to advance the front. In addition to such reactions, the term “front progress reaction” also includes reactions in which the ambient temperature (usually room temperature) is sufficient to maintain the reaction, in which only the thermal impulse was required to start it.

Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass die Härtungsreaktion lediglich im an die strahlungsabsorbierende Schicht angrenzenden Randbereich der Klebstoffschicht hitzeaktiviert werden muss und danach ohne weitere externe aktive Energiezufuhr, insbesondere bei Raumtemperatur, zeitlich und örtlich selbsttätig weiterläuft, bis die gesamte Schicht gehärtet ist. Dadurch muss nur eine geringe Wärmemenge in der strahlungsabsorbierenden Schicht erzeugt werden, die gerade ausreicht, die Reaktion im angrenzenden Randbereich der Klebstoffschicht zu starten. Die Schädigungsgefahr für die strahlungsabsorbierende Schicht ist somit deutlich geringer. Der Wärmetransport in der Klebstoffschicht sowie die Wärmeableitung durch das zweite Substrat kann im Wesentlichen vernachlässigt werden, da nicht mehr die gesamte Klebstoffschicht erwärmt werden muss.The advantage of the method according to the invention is that the curing reaction only has to be heat-activated in the edge area of the adhesive layer adjoining the radiation-absorbing layer and then continues automatically in time and place without any additional external active energy supply, especially at room temperature, until the entire layer is cured. As a result, only a small amount of heat needs to be generated in the radiation-absorbing layer, which is just sufficient to start the reaction in the adjacent edge area of the adhesive layer. The risk of damage to the radiation-absorbing layer is thus significantly lower. The heat transport in the adhesive layer and the heat dissipation through the second substrate can essentially be neglected, since the entire adhesive layer no longer has to be heated.

Unter Substrat wird ein zu verklebender Körper verstanden, der mindestens eine zu verklebende Fläche aufweist. Die Fläche kann entlang einer Ebene ausgerichtet sein oder aber auch gekrümmt. A substrate is understood to be a body to be bonded which has at least one surface to be bonded. The surface can be aligned along a plane or else curved.

Die als Frontfortschrittsreaktion ablaufende Härtungsreaktion wird insbesondere thermisch aktiviert. Dabei wird erfindungsgemäß derart vorgegangen, dass durch Einstrahlung elektromagnetischer Strahlung eine die zu härtende Klebstoffschicht kontaktierende, die elektromagnetische Strahlung absorbierende Schicht (die Absorptionsschicht) erwärmt wird, indem diese die Strahlung absorbiert. Die Temperatur der Absorptionsschicht steigt dabei auf einen Wert, dass so viel Wärme auf die Klebstoffschicht übertragen werden kann, dass dort zumindest im Bereich der Kontaktfläche zur Absorptionsschicht zumindest die Aktivierungstemperatur der Initiierung der Härtungsreaktion erreicht wird („indirekte Erwärmung“). Insbesondere wird die Klebstoffschicht durch die elektromagnetische Strahlung nicht oder nur sehr gering direkt erwärmt - indem beispielsweise deren Absorptionsverhalten in Bezug auf die elektromagnetische Strahlung hinreichend gering ist -, so dass durch die direkte Erwärmung der Klebstoffschicht deren Aktivierungstemperatur nicht erreicht würde; insbesondere derart, dass die Temperatur der Klebstoffschicht in Abwesenheit der absorbierenden Schicht im Bereich der Raumtemperatur verbliebe. Bevorzugt weist die zu härtende Klebstoffschicht eine Transmission der elektromagnetischen Strahlung von mehr als 70 % auf.The hardening reaction taking place as a front progression reaction is activated in particular thermally. The procedure according to the invention is that by irradiating electromagnetic radiation, a layer that contacts the adhesive layer to be cured and absorbs the electromagnetic radiation (the absorption layer) is heated by absorbing the radiation. The temperature of the absorption layer rises to a value that enough heat can be transferred to the adhesive layer that at least the activation temperature of the initiation of the curing reaction is reached there, at least in the area of the contact surface with the absorption layer ("indirect heating"). In particular, the adhesive layer is not or only very slightly heated directly by the electromagnetic radiation - in that, for example, its absorption behavior in relation to the electromagnetic radiation is sufficiently low - so that its activation temperature would not be reached by direct heating of the adhesive layer; in particular such that the temperature of the adhesive layer remains in the region of room temperature in the absence of the absorbent layer. The adhesive layer to be cured preferably has a transmission of electromagnetic radiation of more than 70%.

Detaillierte Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention

Der Klebstoff der Klebstoffschicht umfasst vorteilhaft einen oder mehrere Initiatoren für die Polymerisations- beziehungsweise Vernetzungsreaktion. Wie hierin verwendet, steht der Begriff Initiator (oder auch Härter) für eine Verbindung, die eine Polymerisationsreaktion oder Vernetzungsreaktion des Klebstoffs einleiten („initiieren“) kann. Der Initiator nimmt allerdings zu einem sehr geringen Anteil am Reaktionsgeschehen teil und bildet folglich keinen die Eigenschaften der Verklebung bestimmenden Polymeranteil.
Optional kann der Klebstoff der Klebstoffschicht weiterhin einen oder mehrere Aktivatoren umfassen. Wie hier verwendet, steht der Begriff Aktivator für eine Verbindung, die bereits bei sehr geringen Konzentrationen den Ablauf der Polymerisation erst ermöglicht oder insbesondere beschleunigt. Aktivatoren können auch Beschleuniger oder Akzeleratoren genannt werden. Aktivatoren können so vorteilhaft sein, um die Geschwindigkeit der Frontfortschrittsreaktionen zu erhöhen.
The adhesive of the adhesive layer advantageously comprises one or more initiators for the polymerization or crosslinking reaction. As used herein, the term initiator (or also hardener) stands for a compound that can initiate (“initiate”) a polymerization reaction or crosslinking reaction of the adhesive. However, the initiator takes part in the reaction process to a very small extent and consequently does not form any polymer fraction that determines the properties of the bond.
Optionally, the adhesive of the adhesive layer can furthermore comprise one or more activators. As used here, the term activator stands for a compound which, even at very low concentrations, enables or in particular accelerates the course of the polymerization. Activators can also be called accelerators or accelerators. Activators can be so beneficial in increasing the speed of frontal progression reactions.

Der Stimulus dient insbesondere dazu, die Initiierungsenergie bereitzustellen. Erfindungsgemäß kann dies insbesondere geschehen, indem verschiedene Energieformen ineinander überführt werden, etwa Strahlungsenergie in Wärmeenergie, und der Initiator nicht durch die von extern eingebrachte Energieform (etwa die Strahlungsenergie) direkt aktiviert wird, sondern durch die umgewandelte Energieform (etwa die Wärmeenergie). Die Energieumwandlung von anderen Energieformen in der Absorptionsschicht - wie ultravioletter Strahlung, Infrarot-Strahlung, Strahlung im Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts, Elektronenstrahlen usw. - erlaubt die Vermeidung unmittelbarer Hitzeeinwirkung auf das Substrat und somit die Gefahr von dessen Schädigung. Die vorgenannten Energieformen können jeweils vorteilhaft für sich oder auch in Kombination eingesetzt werden. Elektronenstrahlen können dabei aber den Nachteil haben, dass sie die Klebmasse oder andere Komponenten direkt schädigen.
Die Energie-Umwandlung erfolgt insbesondere in der Absorptionsschicht. So können insbesondere thermische Initiatoren eingesetzt werden, wie sie dem Fachmann für die Initiierung der Härtungsreaktion grundsätzlich bekannt sind. Durch Wahl besonderer Initiatoren kann das erfindungsgemäße Verfahren optimiert werden. Weiter können Aktivatoren zugegen sein, zum Beispiel solche, die die Frontfortschrittsreaktion fördern oder beschleunigen.
Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die lokal begrenzte und genau kontrollierte Wärmeeinbringung in das System, indem in der Absorptionsschicht eine entsprechende Wärmemenge erzeugt wird. Nicht erforderlich ist somit eine Aufheizung des gesamten Verklebungsverbundes in einem Heizschrank, mit Heizplatten oder dergleichen.
The stimulus is used in particular to provide the initiation energy. According to the invention, this can be done in particular by converting different forms of energy into one another, such as radiant energy into thermal energy, and the initiator is not activated directly by the externally introduced form of energy (such as radiant energy), but by the converted form of energy (such as thermal energy). The energy conversion from other forms of energy in the absorption layer - such as ultraviolet radiation, infrared radiation, radiation in the wavelength range of visible light, electron beams, etc. - allows the direct exposure of heat to the substrate and thus the risk of damage to it to be avoided. The aforementioned forms of energy can each advantageously be used individually or in combination. However, electron beams can have the disadvantage that they directly damage the adhesive or other components.
The energy conversion takes place in particular in the absorption layer. In particular, thermal initiators can be used as they are known in principle to the person skilled in the art for initiating the curing reaction. The process according to the invention can be optimized by choosing special initiators. Activators may also be present, for example those that promote or accelerate the frontal progression reaction.
The advantage of the method according to the invention is the locally limited and precisely controlled introduction of heat into the system, in that a corresponding amount of heat is generated in the absorption layer. It is therefore not necessary to heat the entire adhesive bond in a heating cabinet, with heating plates or the like.

Stimulationstimulation

Die Bestrahlung mittels elektromagnetischer Wellen kann grundsätzlich aus dem Fachmann bekannten Spektrum elektromagnetischer Wellen ausgewählt werden. Dieses Spektrum umfasst also beispielsweise UV-Strahlung, sichtbares Licht oder nahe bis ferne Infrarotstrahlung. Auswahl und Intensität sind nach dem bekannten Stand der Technik so einzustellen, dass die strahlungsabsorbierende Schicht nicht geschädigt wird.The irradiation by means of electromagnetic waves can in principle be selected from the spectrum of electromagnetic waves known to the person skilled in the art. This spectrum includes, for example, UV radiation, visible light or near to far infrared radiation. According to the known state of the art, the selection and intensity must be adjusted so that the radiation-absorbing layer is not damaged.

In einer bevorzugten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als elektromagnetische Strahlung NIR-Strahlung (Nahinfrarot-Strahlung) verwendet. Vorteilhaft findet die Erwärmung der strahlungsabsorbierenden Schicht in einem Wellenlängenbereich von 0,8 bis 1,2 µm statt. Die NIR-Bestrahlung bietet den Vorteil, dass die Erwärmung nahezu sofort erfolgt, üblicherweise mit Aufheizzeiten von wenigen Sekunden (häufig im Bereich von 2 bis etwa 10 Sekunden).In a preferred embodiment of the method according to the invention, NIR radiation (near-infrared radiation) is used as the electromagnetic radiation. The radiation-absorbing layer is advantageously heated in a wavelength range from 0.8 to 1.2 μm. The NIR irradiation offers the advantage that the heating takes place almost immediately, usually with heating times of a few seconds (often in the range from 2 to about 10 seconds).

Zur Erzeugung der elektromagnetischen Strahlung können grundsätzlich die dem Fachmann bekannten Strahlungsquellen eingesetzt werden. Besonders bevorzugt wird Laserstrahlung verwendet.In principle, the radiation sources known to those skilled in the art can be used to generate the electromagnetic radiation. Laser radiation is particularly preferably used.

Der Fachmann ist in der Lage, die in der strahlungsabsorbierenden Schicht erreichte Temperatur durch Parameter wie z.B. die Wellenlänge, die Bewegungsgeschwindigkeit des Strahls (Scangeschwindigkeit), die Anzahl der Bestrahlungswiederholungen (Scanzyklen), die Laserleistung, die Strahlform (Moden), die Pulsrate, die Fokuslage oder von Strahlaufweitungsmaßnahmen einzustellen.The person skilled in the art is able to determine the temperature reached in the radiation-absorbing layer by parameters such as e.g. set the wavelength, the speed of movement of the beam (scan speed), the number of irradiation repetitions (scan cycles), the laser power, the beam shape (modes), the pulse rate, the focus position or beam expansion measures.

Die Einstrahlung wird dabei insbesondere derart eingestellt, dass bei der Erwärmung der Absorptionsschicht eine maximale Temperatur erreicht wird, bei der die Absorptionsschicht weder zerstört wird noch aufschmilzt. Auch die Klebstoffschicht soll bei der erreichten Temperatur nicht zerstört werden. Im Falle thermoplastischer reaktiver Klebstoffe kann es vorteilhaft sein, wenn es zu einem Schmelzen (Anschmelzen oder Aufschmelzen) des Klebstoffs kommt, um den Adhäsionsprozess zu verbessern. In einer bevorzugten Vorgehensweise für das erfindungsgemäße Verfahren kommt es aber weder zu einem Schmelzen der Klebstoffschicht noch zu deren Zerstörung - etwa einer Zersetzung -. Die schließliche Fixierung wird dann durch die wärmeinitiierte Härtung bewirkt.
Als Aufschmelzen wird eine durch Temperaturerhöhung erreichte Überführung des Aggregatzustands von einem Festkörper zu einem Fluid (= Schmelze) bezeichnet. Als Fluid wird insbesondere ein Stoff mit einer Viskosität von weniger als 108 Pas bezeichnet. Die Viskosität/Fließfähigkeit wird nachfolgend durch die dynamische Viskosität ausgedrückt und beschrieben.
Die dynamische Viskosität wird in der Regel - und für die Angaben in dieser Schrift- nach DIN 53019 bestimmt. Die Viskosität wird in einem Zylinderrotationsviskosimeter mit einer Standardgeometrie nach DIN 53019-1 bei einer Messtemperatur von 25 °C und einer Schergeschwindigkeit 1 s-1 gemessen. Da mit dieser Methode sehr hohe Viskositäten nicht ermittelt werden können, ist auch die Bestimmung der (komplexen) Viskosität nach ISO 6721-10 bei 25 °C und einer Frequenz von 1 rad/s üblich.
Das Fluid ist nicht in der Art seiner Fließfähigkeit eingeschränkt, es kann sich um Newtonsche, Dilatante, Pseudoplastische, plastische (nach Bingham- oder Casson-Fluide, scherzeitabhängige, thixotrope oder rheopexe Flüssigkeiten handeln.
The irradiation is set in such a way that when the absorption layer is heated, a maximum temperature is reached at which the absorption layer is neither destroyed nor melted. The adhesive layer should also not be destroyed at the temperature reached. In the case of thermoplastic reactive adhesives, it can be advantageous if the adhesive melts (partial melting or melting) in order to improve the adhesion process. In a preferred procedure for the method according to the invention, however, the adhesive layer neither melts nor is it destroyed - for example, decomposed. The final fixation is then effected by the heat-initiated curing.
Melting is a transfer of the physical state from a solid to a fluid (= melt) achieved by increasing the temperature. In particular, a substance with a viscosity of less than 10 8 Pas is referred to as a fluid. The viscosity / flowability is expressed and described below by the dynamic viscosity.
The dynamic viscosity is usually - and for the information in this document - determined according to DIN 53019. The viscosity is measured in a cylinder rotation viscometer with a standard geometry according to DIN 53019-1 at a measuring temperature of 25 ° C. and a shear rate of 1 s -1 . Since very high viscosities cannot be determined with this method, the determination of the (complex) viscosity according to ISO 6721-10 at 25 ° C and a frequency of 1 rad / s is also common.
The fluid is not restricted in its flowability; it can be Newtonian, dilatant, pseudoplastic, plastic (according to Bingham or Casson fluids, shear time-dependent, thixotropic or rheopex fluids.

In einer bevorzugten Vorgehensweise wird Strahlung einer einzigen Wellenlänge im Bereich von 300 bis 400 nm, Strahlung mehrerer isolierter Wellenlängen aus diesem Bereich und/oder ein zusammenhängender Abschnitt aus diesem Wellenlängenbereich - bis hin zum vollen Wellenlängenbereich - eingestrahlt, da in diesem Bereich die meisten im sichtbaren Wellenlängenbereich transluzenten Materialien noch genügend Strahlung transmittieren, übliche strahlungsabsorbierende Schichten auch bei sehr dünner Schichtdicke bereits nahezu vollständig absorbieren, so dass nahezu die gesamte Strahlungsleistung in Wärme umgesetzt wird.In a preferred procedure, radiation of a single wavelength in the range from 300 to 400 nm, radiation of several isolated wavelengths from this range and / or a contiguous section from this wavelength range - up to the full wavelength range - is radiated, since in this range most of the radiation is visible Wavelength range of translucent materials still transmit sufficient radiation, conventional radiation-absorbing layers almost completely absorb even with very thin layer thicknesses, so that almost all of the radiation power is converted into heat.

Für die Einstrahlung einer einzigen oder mehrerer isolierter Wellenlängen sind unabhängig vom Wellenlängebereich Laser, LED- oder ein Excimer-Strahler vorteilhaft, bevorzugt wird ein Laser eingesetzt.For the irradiation of a single or several isolated wavelengths, irrespective of the wavelength range, lasers, LEDs or an excimer radiator are advantageous; a laser is preferably used.

In einer weiteren bevorzugten Vorgehensweise wird

  • - Strahlung einer einzigen Wellenlänge im Bereich von 400 bis 2700 nm,
  • - oder Strahlung mehrerer isolierter Wellenlängen, wobei die isolierten Wellenlängen zum Teil oder bevorzugt vollständig im Bereich von 400 bis 2700 nm liegen, und/oder
  • - ein zusammenhängender Abschnitt in diesem Wellenlängenbereich
  • - mehrere zusammenhängender Abschnitte die zum Teil oder bevorzugt vollständig in diesem Wellenlängenbereich liegen,
  • - der volle Wellenlängenbereich von 400 bis 2700 nm
eingestrahlt, da in diesem Bereich viele transluzente Substratmaterialien eine hohe Transmission für die Strahlung aufweisen
Besonders bevorzugt wird vorstehend jeweils eine Wellenlänge im Bereich 800 - 1200 nm genutzt, da in diesem Bereich das Aufheizen der strahlungsabsorbierenden Schicht effizient ist und sich gut steuern lässt.In a further preferred procedure,
  • - radiation of a single wavelength in the range from 400 to 2700 nm,
  • - or radiation of several isolated wavelengths, the isolated wavelengths partially or preferably completely in the range from 400 to 2700 nm, and / or
  • - a coherent section in this wavelength range
  • - several contiguous sections which are partly or preferably completely in this wavelength range,
  • - the full wavelength range from 400 to 2700 nm
irradiated, since in this area many translucent substrate materials have a high transmission for the radiation
A wavelength in the range 800-1200 nm is particularly preferably used above, since in this range the heating of the radiation-absorbing layer is efficient and can be easily controlled.

Für die Einstrahlung einer einzigen oder mehrerer isolierter Wellenlängen wird vorteilhaft ein (oder mehrere) Laser eingesetzt. Hierfür lassen sich dafür grundsätzlich die dem Fachmann bekannten Laserquellen einsetzen, wobei die Laserquelle insbesondere in Hinblick auf die gewünschte eingestrahlte Wellenlänge ausgewählt wird. Die Art der Laserquelle kann dabei insbesondere auf die Beschaffenheit (Material, Geometrie - wie insbesondere Dicke - etc) des strahlungsdurchlässigen ersten Substrats, des zweiten Substrats, der Absorptionsschicht und/oder der Klebstoffschicht abgestimmt sein, um die Verfahrensführung optimal an die erforderlichen Bedingungen - wie etwa Erhalt der Absorptionsschicht und Initiierung und Ablauf der Frontfortschrittsreaktion - anzupassen. Es können beispielweise Gaslaser - wie lonenlaser, Metalldampflaser, Neutral-Nichtmetall-Laser - Festkörperlaser - wie Halbleiterlaser, Farbzentrumlaser, Dotierte-Nichtleiter-Laser, Faserlaser-und Laser mit flüssigem Lasermedium (Farbstofflaser) eingesetzt werden. Als Strahlungsquelle können außerdem Synchrotron-Strahlungsquellen (sogenannte „Freie-Elektronen-Laser“) eingesetzt werden.One (or more) lasers are advantageously used for irradiating one or more isolated wavelengths. In principle, the laser sources known to the person skilled in the art can be used for this, the laser source being selected in particular with regard to the desired irradiated wavelength. The type of laser source can in particular be matched to the nature (material, geometry - such as, in particular, thickness - etc.) of the radiation-permeable first substrate, the second substrate, the absorption layer and / or the adhesive layer in order to optimally adapt the process to the required conditions - such as about preservation of the absorption layer and initiation and course of the front progress reaction - to adapt. For example, gas lasers - such as ion lasers, metal vapor lasers, neutral non-metal lasers - solid-state lasers - such as semiconductor lasers, color center lasers, doped non-conductor lasers, fiber lasers and lasers with a liquid laser medium (dye laser) can be used. Synchrotron radiation sources (so-called "free electron lasers") can also be used as radiation sources.

Strahlungsdurchlässiges SubstratRadiolucent substrate

Das erste Substrat ist für die zur Absorption verwendete Strahlung - also im für die Erwärmung der strahlungsabsorbierenden Schicht maßgeblichen Wellenlängenbereich - zumindest teildurchlässig, also etwa transparent oder transluzent.The first substrate is at least partially permeable to the radiation used for absorption - that is to say in the wavelength range that is decisive for heating the radiation-absorbing layer - that is to say, for example, transparent or translucent.

Ein Substrat ist für die Strahlung insbesondere dann erfindungsgemäß hinreichend durchlässig, wenn die Transmission für Strahlung der eingestrahlten definierten Wellenlänge - bei einer Temperatur von 23 °C und 50 % relativer Feuchte - mehr als 70 % beträgt beziehungsweise für Strahlung des eingestrahlten Wellenlängenbereichs im Mittel mehr als 70 % beträgt.According to the invention, a substrate is sufficiently permeable to radiation if the transmission for radiation of the irradiated defined wavelength - at a temperature of 23 ° C and 50% relative humidity - is more than 70% or for radiation of the irradiated wavelength range on average more than 70%.

Die Transmission wird mittels eines Spektralphotometers bei 23 °C und 50 % relativer Feuchte für die für das erfindungsgemäße Verfahren eingestrahlte Strahlung der definierten Wellenlänge beziehungsweise im eingesetzten Wellenlängenbereich bestimmt und auf die Dicke des zu durchstrahlenden Substrats bezogen. Eine Korrektur von Grenzflächenreflextionsverlusten wird nicht vorgenommen.
Grundsätzlich können als erstes Substrat alle Materialien eingesetzt werden, die wie vorstehend ausgeführt zumindest teildurchlässig für Strahlung der maßgeblichen Wellenlänge beziehungsweise des maßgeblichen Wellenlängenbereichs sind. Beispielhaft, ohne sich hierdurch beschränken zu wollen, seien Glas, Kunststoffe - wie beispielweise Polycarbonbat, Polymethylmethacrylat (Acrylglas), Polyethylen, Polypropylen, Polyethylenterephthalat, Polyethylennaphthalat, Polyvinylchlorid, Polystyrol, cyclische Olefincopolymere etc -, aber auch mineralische Materialien und Kristalle, wie Quarz, Rubin, Smaragd oder Saphir genannt.
The transmission is determined by means of a spectrophotometer at 23 ° C. and 50% relative humidity for the radiation of the defined wavelength or in the wavelength range used for the method according to the invention and is related to the thickness of the substrate to be irradiated. Correction for interface reflection losses is not made.
In principle, all materials can be used as the first substrate which, as stated above, are at least partially transparent to radiation of the relevant wavelength or the relevant wavelength range. Examples, without wishing to be limited thereby, are glass, plastics - such as polycarbonate, polymethyl methacrylate (acrylic glass), polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyvinyl chloride, polystyrene, cyclic olefin copolymers, etc., but also mineral materials and crystals such as quartz, Called ruby, emerald or sapphire.

Strahlungsabsorbierende SchichtRadiation absorbing layer

Als strahlungsabsorbierende Schicht kann grundsätzlich jegliche Schicht werden, die geeignet ist, die entsprechend eingestrahlte Strahlungsenergie zu absorbieren, sich dabei aufzuwärmen und diese Wärmeenergie dann an die angrenzende Klebstoffschicht abzuführen.The radiation-absorbing layer can in principle be any layer that is suitable for absorbing the correspondingly irradiated radiation energy, warming up in the process and then dissipating this thermal energy to the adjacent adhesive layer.

In besonders bevorzugter Weise absorbiert die strahlungsabsorbierende Schicht Nahinfrarotstrahlung. Idealerweise ist die strahlungsabsorbierende Schicht für die zu absorbierende Strahlung nur in geringem Maße durchlässig noch reflektiert sie diese, so dass ein Maximum an Absorption stattfindet. Durch die Undurchlässigkeit der strahlungsabsorbierenden Schicht für die eingestrahlte Strahlung - oder die begrenzte Durchlässigkeit - wird zudem die Schädigung der Klebstoffschicht durch die Strahlung vermieden oder zumindest stark reduziert. Aber auch solche strahlungsabsorbierenden Schichten, die die Strahlungsenergie zum Teil durchlassen und/oder diese zum Teil reflektieren, können jeweils erfindungsgemäß vorteilhaft eingesetzt werden, wenn die Dosis der eingestrahlten Energie derart reguliert wird, dass zum einen eine hinreichende Absorption der Strahlung in der Absorptionsschicht stattfindet und zum anderen eine Schädigung der Absorptionsschicht oder der Klebstoffschicht hinreichend vermieden wird.The radiation-absorbing layer particularly preferably absorbs near-infrared radiation. Ideally, the radiation-absorbing layer is only slightly transparent to the radiation to be absorbed, nor does it reflect it, so that a maximum of absorption takes place. As a result of the impermeability of the radiation-absorbing layer to the radiated radiation - or the limited permeability - damage to the adhesive layer by the radiation is also avoided or at least greatly reduced. However, radiation-absorbing layers that partially transmit the radiation energy and / or partially reflect it can also be used advantageously according to the invention if the dose of the irradiated energy is regulated in such a way that, on the one hand, sufficient absorption of the radiation takes place in the absorption layer and on the other hand, damage to the absorption layer or the adhesive layer is sufficiently avoided.

Der Absorptionsschicht können vorteilhaft strahlungsabsorbierende Substanzen zugemischt sein, um das Absorptionsvermögen zu verbessern.Radiation-absorbing substances can advantageously be mixed into the absorption layer in order to improve the absorption capacity.

In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung wird die Absorptionsschicht durch eine Schicht gebildet, die durch Anhaften einer einen Farbstoff oder ein Pigment enthaltenden Tinte an der Rückseite des transparenten beziehungsweise transluzenten Substrats ausgebildet ist. Eine solche Tinte kann beispielweise aufgedruckt sein, erfindungsgemäß aber auch durch alle anderen aus dem Stand der Technik bekannten Schichtformungsverfahren aufgebracht werden. Die Matrix der Tinte kann insbesondere durch eine härtbare polymere Verbindung realisiert sein, beispielsweise basierend auf Acrylat, Urethanacrylat, Epoxyacrylat, carboxylgruppenmodifiziertes Epoxyacrylat, Polyesteracrylat, ungesättigtes Polyesterharz, Copolymeracrylat, Polyacrylacrylat, alicyclisches Epoxyharz, Glycidylether-Epoxyharz, ein Vinylether-Verbindung, eine Oxetanverbindung usw. Beispiele für eine härtbare Tinte umfassen solche, die ohne weiteren äußeren Einfluss - etwa unter den vorliegenden Bedingungen an der Luft - trocknen und/oder härten, und solche, die durch Backen und Trocknen thermisch trocknen und/oder härten. Weiterhin verwendbar als härtbare Tinten sind Zwei-Komponenten-Reaktionshärtungstypen unter Verwendung eines Härtungsmittels, und Strahlungshärtungstypen, die beispielsweise durch Ultraviolettlicht und Elektronenstrahl härten. Selbst thermoplastische Materialien lassen sich als Matrix einsetzen, solange die Erwärmung der Absorptionsschicht durch die Bestrahlung zu einer Temperatur unterhalb des Schmelzpunkts führt.In an advantageous embodiment of the invention, the absorption layer is formed by a layer which is formed by adhering an ink containing a dye or a pigment to the rear side of the transparent or translucent substrate. Such an ink can for example be printed on, but according to the invention can also be applied by all other layer-forming processes known from the prior art. The matrix of the ink can in particular be realized by a curable polymeric compound, for example based on acrylate, urethane acrylate, epoxy acrylate, carboxyl group-modified epoxy acrylate, polyester acrylate, unsaturated polyester resin, copolymer acrylate, polyacrylic acrylate, alicyclic epoxy resin, glycidyl ether-epoxy resin, a vinyl ether compound, etc., an oxetane compound Examples of a curable ink include those that dry and / or cure without further external influence - for example under the present conditions in the air - and those that dry and / or cure thermally by baking and drying. Further usable as the curable inks are two-component reaction curing types using a curing agent, and radiation curing types which cure by, for example, ultraviolet light and electron beam. Even thermoplastic materials can be used as a matrix as long as the heating of the absorption layer by the radiation leads to a temperature below the melting point.

Der Farbstoff kann ein beliebiger Farbstoff sein, der Laserstrahlabsorption aufweist, und er kann ein natürlicher Farbstoff wie Rötlich oder Saflor, eine Reaktion, ein geschwefelter, synthetischer Farbstoff wie Naphthol, ein Fluoreszenzfarbstoff oder dergleichen sein. Das Pigment kann ein beliebiges sein, das nicht durchlässig für Laserlicht ist, zum Beispiel anorganische Pigmente wie Ruß und zusammengesetzte Oxidpigmente, Phthalocyaninpigmente, Azopigmente, Seypigmente, Polycyclopigmente. Auch organische Pigmente können eingesetzt werden. Wird die Designschicht aufgedruckt, so kann ein feines Design erhalten werden. Als Druckverfahren können zum Beispiel verschiedene Druckverfahren wie Hochdruck, Tiefdruck, Flexodruck, Offsetdruck, Seidendruck, Tiefdruck, Laserdruck, Tintenstrahldruck und dergleichen verwendet werden.The dye may be any dye which has laser beam absorption, and it may be a natural dye such as reddish or safflower, a reaction, a sulfurized synthetic dye such as naphthol, a fluorescent dye, or the like. The pigment can be any that are not transparent to laser light, for example, inorganic pigments such as carbon black and composite oxide pigments, phthalocyanine pigments, azo pigments, sea pigments, polycyclo pigments. Organic pigments can also be used. When the design layer is printed, a fine design can be obtained. As the printing method, for example, various printing methods such as letterpress printing, gravure printing, flexographic printing, offset printing, silk printing, gravure printing, laser printing, inkjet printing and the like can be used.

In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist die Matrix der Absorptionsschicht auf der gleichen chemischen Basis ausgeführt wie der erfindungsgemäß eingesetzte Klebstoff Dieser Matrixschicht sind dann entsprechend die strahlungsabsorbierenden Zusatzstoffe beigemischt. Auf der gleichen chemischen Basis bedeutet hier, dass die Matrix vor der Bildung der Absorptionsschicht (also ggf. vor einem Härten) reaktive Gruppen aufweist, die auch das Reaktivharz aufweist, beispielsweise zyklische Ether, Hydroxylgruppen, Carbonylgruppen, Amine sowie Vinyl- oder Allylgruppen.In an advantageous embodiment of the invention, the matrix of the absorption layer is made on the same chemical basis as the adhesive used according to the invention. The radiation-absorbing additives are then accordingly mixed into this matrix layer. On the same chemical basis here means that the matrix has reactive groups, which the reactive resin also has, for example cyclic ethers, hydroxyl groups, carbonyl groups, amines and vinyl or allyl groups before the formation of the absorption layer (i.e. possibly before curing).

Da die Absorptionsschicht durch das transparente oder transluzente Substrat hin bestrahlt wird, kann diese in den Ausführungsvarianten, in denen dieses Substrat auch für sichtbares Licht durchgängig ist, durch das Substrat hindurch gesehen werden. Es ist dann möglich, die Absorptionsschicht entsprechend optisch auszugestalten, um ein entsprechendes Erscheinungsbild des Bauteils zu der bestrahlten Seite hin zu schaffen. Beispielweise kann die Absorptionsschicht schwarz gestaltet sein, um die entsprechende Bauteiloberfläche schwarz erscheinen zu lassen.
Die optische Gestaltung kann beispielweise durch die die Absorption bewirkenden oder erhöhenden Zusätze - wie weiter oben ausgeführt - bewirkt werden, etwa wenn entsprechende Tinten oder Ruß als Absorptionsmittel eingesetzt werden. Die optische Gestaltung kann andererseits - alternativ oder ergänzend - durch zusätzliche Additivierung der Absorptionsschicht bewirkt werden, etwa durch zusätzliche, nicht strahlungsabsorbierende Zusätze. Bei letztgenannter zusätzlicher Additivierung sollten die Additive vorteilhaft derart gewählt werden, dass das Absorptionsvermögen in Bezug auf die eingestrahlte Strahlung und das Aufwärmvermögen nicht oder zumindest nicht übermäßig negativ beeinflusst werden.
Since the absorption layer is irradiated through the transparent or translucent substrate, it can be seen through the substrate in the design variants in which this substrate is also permeable to visible light. It is then possible to optically design the absorption layer accordingly in order to create a corresponding appearance of the component on the irradiated side. For example, the absorption layer can be designed black in order to make the corresponding component surface appear black.
The optical design can, for example, be brought about by the additives that bring about or increase the absorption - as explained above - for example when corresponding inks or carbon black are used as absorbents. On the other hand, the optical design can - alternatively or in addition - be brought about by additional additives to the absorption layer, for example by additional, non-radiation-absorbing additives. In the case of the last-mentioned additional additives, the additives should advantageously be chosen in such a way that the absorption capacity in relation to the irradiated radiation and the heating capacity are not or at least not excessively negatively influenced.

Vorteilhaft verwendet werden keramische Schichten als Absorptionsschicht, insbesondere solche, deren Aufbringverfahren digital gesteuert werden (z.B. Digitaldruck, Tintenstrahldruck).Ceramic layers are advantageously used as absorption layers, especially those whose application processes are digitally controlled (e.g. digital printing, inkjet printing).

Vorteilhaft eingesetzt werden ebenfalls Absorptionsschichten, die durch Einbringen strahlungsabsorbierender Substanzen in die der Klebstoffschicht zugewandte Oberfläche des ersten Substrats hergestellt werden, wie dies beispielsweise bei der Cromoglass-Technologie der Fa. Veneto Vetro (Italien) mit Keramiktinten der Ferro Corporation (USA) oder dem lonentransfer-Glasmarkierungsverfahren der Firma Boraident realisiert ist. Weiterhin vorteilhaft eingesetzt werden Absorptionsschichten, die durch stoffliche Umwandlung des Substratmaterials oder zumindest von Teilen davon an der der Klebstoffschicht zugewandten Oberfläche des ersten Substrats hergestellt werden. Beispielsweise bleibt durch Zusatz eines Laserpigments der Iriostat-8000-Serie der Fa. Merck (Darmstadt) Polycarbonat transparent, so dass es erfindungsgemäß als erstes Substrat verwendet wird. Durch Einwirkung eines Lasers auf die der Klebstoffschicht zugewandten Oberfläche dieses ersten Substrats wird dort eine dunkle, strahlenabsorbierende Schicht erzeugt, die im Weiteren als Absorptionsschicht wirkt.It is also advantageous to use absorption layers which are produced by introducing radiation-absorbing substances into the surface of the first substrate facing the adhesive layer, as is the case, for example, with the Cromoglass technology from Veneto Vetro (Italy) with ceramic inks from Ferro Corporation (USA) or ion transfer -Glass marking process by Boraident is implemented. Furthermore, absorption layers are advantageously used which are produced by material conversion of the substrate material or at least parts thereof on the surface of the first substrate facing the adhesive layer. For example, by adding a laser pigment of the Iriostat 8000 series from Merck (Darmstadt), polycarbonate remains transparent, so that it is the first substrate according to the invention is used. By the action of a laser on the surface of this first substrate facing the adhesive layer, a dark, radiation-absorbing layer is produced there, which further acts as an absorption layer.

In einer vorteilhaften Ausführung ist die Absorptionsschicht mit einerweiteren Schicht abgedeckt, um die Absorptionsschicht vor chemischen Wechselwirkungen mit der Klebstoffschicht zu schützen. Vorteilhaft weist diese Schicht eine Dicke unterhalb derer der Absorptionsschicht auf, insbesondere unterhalb von 1 µm, um einen guten Wärmetransport von der Absorptionsschicht in die Klebstoffschicht zu ermöglichen. Weiter vorteilhaft weist die Schutzschicht eine hohe Wärmeleitfähigkeit von mehr als 1 W/mK auf. Geeignet sind z.B. Metall-, Halbmetall- oder Oxidschichten, die aus der Gasphase abgeschieden werden.In an advantageous embodiment, the absorption layer is covered with a further layer in order to protect the absorption layer from chemical interactions with the adhesive layer. This layer advantageously has a thickness below that of the absorption layer, in particular below 1 μm, in order to enable good heat transport from the absorption layer into the adhesive layer. The protective layer also advantageously has a high thermal conductivity of more than 1 W / mK. Suitable are e.g. Metal, semi-metal or oxide layers that are deposited from the gas phase.

Hitzeaktiviert aktivierbare KlebstoffeHeat-activated activatable adhesives

Hitzeaktiviert verklebende Klebemassen lassen sich grundsätzlich in zwei Kategorien einordnen: thermoplastische hitzeaktiviert verklebende Klebemassen (Schmelzklebstoffe) und reaktive hitzeaktiviert verklebende Klebemassen (Reaktivklebstoffe). Diese Einteilung enthält auch solche Klebemassen, die sich beiden Kategorien zuordnen lassen, nämlich reaktive thermoplastische hitzeaktiviert verklebende Klebemassen (reaktive Schmelzklebstoffe). Hitzeaktiviert verklebende Klebemassen können bei Raumtemperatur bereits haftklebend sein. Durch die Hitzeaktivierung wird die Klebfestigkeit erhöht.Heat-activated bonding adhesives can basically be classified into two categories: thermoplastic heat-activated bonding adhesives (hot-melt adhesives) and reactive, heat-activated bonding adhesives (reactive adhesives). This classification also includes those adhesives that can be assigned to both categories, namely reactive thermoplastic heat-activated adhesive adhesives (reactive hot melt adhesives). Heat-activated adhesive compositions can already be pressure-sensitive adhesive at room temperature. The heat activation increases the adhesive strength.

Thermoplastische Klebemassen basieren auf Polymeren, die bei einem Erwärmen - aufgrund ihrer inhärenten Eigenschaften - reversibel erweichen und während des Erkaltens wieder erstarren. Nicht reaktive Schmelzklebstoffe kleben allein aufgrund dieses Erweichungs- und Erstarrungsverhaltens, so können solche Klebstoffe etwa bei Wärmezufuhr auf die zu verklebenden Substrate auffließen, diese benetzen und in dann wieder erstarrtem Zustand die Fixierung halten.Thermoplastic adhesives are based on polymers which, due to their inherent properties, reversibly soften when heated and solidify again when cooled. Non-reactive hot-melt adhesives stick solely because of this softening and solidification behavior, so such adhesives can flow onto the substrates to be bonded, for example when heat is supplied, wet them and then hold the fixation in a re-solidified state.

Im Gegensatz dazu enthalten reaktive hitzeaktiviert verklebende Klebemassen reaktive Komponenten. Letztere Bestandteile werden auch als „reaktive Monomere“ bzw. „Reaktivharze“ (zusammenfassend auch als „reaktive Komponenten“ bezeichnet)) bezeichnet, je nachdem ob es sich um Monomere oder Oligomer beziehungsweise Polymere handelt. Mittels der reaktiven Komponenten wird durch das Erwärmen ein Polymerisations- und/oder Vernetzungsprozess eingeleitet, der nach Beendigen der Polymerisationsreaktion beziehungsweise Vernetzungsreaktion eine dauerhafte stabile Verbindung auch unter Druck gewährleistet. Das Aushärten der Klebmasse für die schlussendliche Fixierung beruht dann auf diesem Vernetzungsprozess. Für die Verknüpfung der Bausteine bei der Vernetzungsreaktion kann dabei insbesondere auf dieselben Reaktionsmechanismen wie bei der Verknüpfung der Monomere bei Polymerisationsreaktionen zurückgegriffen werden. Von Vernetzungsreaktionen spricht man in der Regel dann, wenn nicht Monomere, sondern längere Bausteine über Brücken miteinander verknüpft werden.
Zur Ausbildung als Klebstoffschicht umfasst der Klebstoff insbesondere bei kürzerkettigen reaktiven Komponenten vorteilhaft eine längerkettige Polymerkomponente, um der Gesamtzusammensetzung eine hinreichende Viskosität zu verleihen (im folgenden auch als „Matrixpolymer“ oder „Filmbildner“ bezeichnet). Dies ermöglicht die Ausformung zu einem weitgehend formstabilen Film und damit die Darreichung von reaktiven Klebstofffilmen. Aufgabe dieser Matrix ist es, ein Grundgerüst für die reaktiven Monomere und/ oder Reaktivharze zu bilden, so dass diese nicht flüssig vorliegen, sondern in einem Film oder einer Folie eingelagert sind. Auf diese Art und Weise wird eine einfachere Handhabung gewährleistet.
Prinzipiell ist es möglich, solche Matrixpolymere - durch die Anwesenheit geeigneter funktioneller Gruppen an diesen Polymeren - in die Vernetzungsreaktion einzubeziehen; insbesondere können die Matrixpolymere jedoch im Wesentlichen inert in Bezug auf die Polymerisations- beziehungsweise Vernetzungsreaktion sein, so dass die Matrixpolymere an der Härtungsreaktion nicht beteiligt werden und so beispielsweise durch die Härtungsreaktion der reaktiven Komponenten ein interpenetrierendes Polymersystem oder Netzwerk in dem Basispolymer - wie der Polymermatrix - aufgebaut wird. Der Filmbildner kann aus einem Polymer oder aus mehreren Polymeren (Blends) bestehen.
Das beziehungsweise die Polymere für geeignete Filmbildner zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung ist/sind beispielsweise ausgewählt aus der folgenden Liste: thermoplastische Polymere, wie z.B. Polyester bzw. Copolyester, Polyamide bzw. Copolyamide, Polyacrylsäureester, Acrylsäureester-Copolymere, Polymethacrylsäureester, Methacrylsäureester-Copolymere, thermoplastische Polyurethane sowie chemisch oder physikalisch vernetzte Stoffe der zuvor genannten Verbindungen. Weiterhin sind auch Elastomere und thermoplastische Elastomere alleinig oder im Gemisch als polymere Filmbildner einsetzbar. Bevorzugt werden thermoplastische Polymere, insbesondere semikristalline.
In contrast, reactive, heat-activatedly bonding adhesives contain reactive components. The latter constituents are also referred to as “reactive monomers” or “reactive resins” (collectively also referred to as “reactive components”), depending on whether they are monomers, oligomers or polymers. By means of the reactive components, the heating initiates a polymerization and / or crosslinking process which, after completion of the polymerization reaction or crosslinking reaction, ensures a permanent, stable connection, even under pressure. The curing of the adhesive for the final fixation is then based on this crosslinking process. For the linking of the building blocks in the crosslinking reaction, in particular, the same reaction mechanisms can be used as for linking the monomers in the polymerization reactions. Crosslinking reactions are usually used when not monomers but rather longer building blocks are linked to one another via bridges.
To form an adhesive layer, the adhesive advantageously comprises a longer-chain polymer component, particularly in the case of shorter-chain reactive components, in order to give the overall composition a sufficient viscosity (hereinafter also referred to as “matrix polymer” or “film former”). This enables it to be formed into a largely dimensionally stable film and thus the application of reactive adhesive films. The task of this matrix is to form a basic structure for the reactive monomers and / or reactive resins so that they are not in liquid form, but rather are embedded in a film or foil. In this way, easier handling is guaranteed.
In principle, it is possible to include such matrix polymers - through the presence of suitable functional groups on these polymers - in the crosslinking reaction; In particular, however, the matrix polymers can be essentially inert with respect to the polymerization or crosslinking reaction, so that the matrix polymers are not involved in the curing reaction and so, for example, an interpenetrating polymer system or network in the base polymer - such as the polymer matrix - due to the curing reaction of the reactive components. is built. The film former can consist of one polymer or of several polymers (blends).
The polymer (s) for suitable film formers for use in the present invention is / are selected, for example, from the following list: thermoplastic polymers, such as polyesters or copolyesters, polyamides or copolyamides, polyacrylic acid esters, acrylic acid ester copolymers, polymethacrylic acid ester, methacrylic acid ester copolymers, thermoplastic polyurethanes and chemically or physically crosslinked substances of the aforementioned compounds. Furthermore, elastomers and thermoplastic elastomers can also be used alone or in a mixture as polymeric film formers. Thermoplastic polymers, in particular semi-crystalline, are preferred.

Bevorzugt enthalten thermoplastische reaktive Klebemassen neben den reaktiven Komponenten elastische Komponenten, zum Beispiel synthetische Nitrilkautschuke, die neben dem Matrixpolymer vorliegen können oder als solches Verwendung finden. Derartige elastische Komponenten verleihen der hitzeaktiviert verklebenden Klebemasse infolge ihrer hohen Fließviskosität eine auch unter Druck besonders hohe Dimensionsstabilität oder tragen zur Schlagzähmodifikation bei.In addition to the reactive components, thermoplastic reactive adhesives preferably contain elastic components, for example synthetic nitrile rubbers, which can be present alongside the matrix polymer or are used as such. Such elastic components give the heat-activatedly bonded adhesive, owing to their high flow viscosity, particularly high dimensional stability, even under pressure, or contribute to the impact modification.

Eine vorteilhafte reaktive hitzeaktiviert verklebende Klebemasse weist insbesondere ein Matrixpolymer und ein Modifikationsharz auf, wobei das Modifikationsharz ein Klebharz und/oder ein Reaktivharz umfasst. Infolge der Verwendung eines Matrixpolymers ist es möglich, Klebeschichten mit hervorragender Dimensionsstabilität zu erhalten.
Eine reaktive hitzeaktiviert verklebende Klebemasse ermöglicht ein Verkleben mit einer schnellen Aktivierung, bei der innerhalb kurzer Zeit bereits die finale Klebkraft erreicht wird, so dass hierdurch insgesamt eine gut haftende Verbindung gewährleistet ist.
An advantageous reactive, heat-activatedly bonded adhesive has in particular a matrix polymer and a modification resin, the modification resin comprising an adhesive resin and / or a reactive resin. As a result of the use of a matrix polymer, it is possible to obtain adhesive layers with excellent dimensional stability.
A reactive, heat-activated bonding adhesive enables bonding with rapid activation, in which the final bond strength is already achieved within a short time, so that overall a well-adhering connection is ensured.

Als Matrixpolymer können bevorzugt die im Bereich der Klebemassen üblichen Elastomere verwendet werden, wie sie zum Beispiel in dem „Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology“ von Donatas Satas (Satas & Associates, Warwick 1999), beschrieben sind. Dies sind zum Beispiel Elastomere auf der Basis von Acrylaten und/oder Methacrylaten, Polyurethanen, Naturkautschuken, Synthesekautschuken wie Butyl-, (Iso)Butyl-, Nitril- oder Butadienkautschuke, Styrolblockcopolymeren mit einem Elastomerblock aus ungesättigten oder teilweise oder vollständig hydrierten Polydienblöcken (Polybutadien, Polyisopren, Poly(iso)butylen, Copolymeren aus diesen sowie weitere, dem Fachmann geläufige Elastomerblöcke), Polyolefinen, Fluorpolymeren und/oder Silikonen.
Kommt Kautschuk oder Synthesekautschuk oder daraus erzeugte Verschnitte als Matrixpolymer zum Einsatz, dann kann der Naturkautschuk grundsätzlich aus allen erhältlichen Qualitäten wie zum Beispiel Crepe-, RSS-, ADS-, TSR- oder CV-Typen, je nach benötigtem Reinheits- und Viskositätsniveau, und der Synthesekautschuk oder die Synthesekautschuke aus der Gruppe der statistisch copolymerisierten Styrol-Butadien-Kautschuke (SBR), der Butadien-Kautschuke (BR), der synthetischen Polyisoprene (IR), der Butyl-Kautschuke (IIR), der halogenierten Butyl-Kautschuke (XIIR), der Acrylat-Kautschuke (ACM), der Ethylenvinylacetat-Copolymere (EVA), der Nitrilkautschuke (NBR), der Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuke (EPDM) oder der Polyurethane und/oder deren Verschnitten gewählt werden.
Diese Elastomere haben gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Molmasse, die größer ist als ihre 5fache, vorzugsweise 25fache Entanglementmolmasse. „Auf der Basis von“ oder „auf der Grundlage von“ bedeutet vorliegend, dass die Eigenschaften der Polymermischung zumindest stark von den grundlegenden Eigenschaften dieses Polymers (dem so genannten „Basispolymer“) bestimmt werden, wobei selbstverständlich nicht ausgeschlossen ist, dass diese durch Verwendung von modifizierenden Hilfs- oder Zusatzstoffen oder von weiteren Polymeren in der Zusammensetzung zusätzlich beeinflusst werden. Insbesondere kann dies bedeuten, dass der Anteil des Basispolymers an der Gesamtmasse der Matrixpolymerphase mehr als 50 Gew.-% beträgt.
The elastomers customary in the field of adhesives can preferably be used as the matrix polymer, for example in the “Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology” by Donatas Satas (Satas & Associates, Warwick 1999 ) are described. These are, for example, elastomers based on acrylates and / or methacrylates, polyurethanes, natural rubbers, synthetic rubbers such as butyl, (iso) butyl, nitrile or butadiene rubbers, styrene block copolymers with an elastomer block made of unsaturated or partially or fully hydrogenated polydiene blocks (polybutadiene, Polyisoprene, poly (iso) butylene, copolymers of these and other elastomer blocks familiar to the person skilled in the art), polyolefins, fluoropolymers and / or silicones.
If rubber or synthetic rubber or blends produced from them are used as matrix polymer, then the natural rubber can basically be made of all available qualities such as crepe, RSS, ADS, TSR or CV types, depending on the required purity and viscosity level, and synthetic rubber or synthetic rubbers from the group of randomly copolymerized styrene-butadiene rubbers (SBR), butadiene rubbers (BR), synthetic polyisoprene (IR), butyl rubbers (IIR), halogenated butyl rubbers (XIIR) ), acrylate rubbers (ACM), ethylene vinyl acetate copolymers (EVA), nitrile rubbers (NBR), ethylene-propylene-diene rubbers (EPDM) or polyurethanes and / or their blends.
According to a preferred embodiment of the invention, these elastomers have a molar mass which is greater than their 5-fold, preferably 25-fold, entanglement molar mass. “On the basis of” or “on the basis of” means here that the properties of the polymer mixture are at least largely determined by the basic properties of this polymer (the so-called “base polymer”), although it is of course not excluded that these are due to use are additionally influenced by modifying auxiliaries or additives or by other polymers in the composition. In particular, this can mean that the proportion of the base polymer in the total mass of the matrix polymer phase is more than 50% by weight.

Das Polymer kann von linearer, verzweigter, sternförmiger oder gepfropfter Struktur sein, um nur einige Beispiele zu geben, und als Homopolymer, als statistisches Copolymer, als alternierendes oder als Blockcopolymere aufgebaut sein. Die Bezeichnung „statistisches Copolymer“ beinhaltet im Sinne dieser Erfindung nicht nur solche Copolymere, in denen die bei der Polymerisation eingesetzten Comonomere rein statistisch eingebaut sind, sondern auch solche, bei denen Gradienten in der Comonomerzusammensetzung und/oder lokale Anreicherungen einzelner Comonomersorten in den Polymerketten vorkommen. Einzelne Polymerblöcke können als Copolymerblock (statistisch oder alternierend) aufgebaut sein.The polymer can have a linear, branched, star-shaped or grafted structure, to give just a few examples, and be constructed as a homopolymer, a random copolymer, an alternating or block copolymer. For the purposes of this invention, the term “statistical copolymer” includes not only those copolymers in which the comonomers used in the polymerization are incorporated purely randomly, but also those in which gradients in the comonomer composition and / or local enrichment of individual comonomer types occur in the polymer chains . Individual polymer blocks can be built up as a copolymer block (random or alternating).

Bevorzugt ist der Klebstoff vor der Härtung eine Haftklebemasse. Unter einer „Haftklebmasse“ wird erfindungsgemäß, wie allgemein üblich, ein Stoff verstanden, der - insbesondere bei Raumtemperatur - dauerhaft klebrig sowie klebfähig ist. Charakteristisch für einen Haftklebstoff ist, dass er durch Druck auf ein Substrat aufgebracht werden kann und dort haften bleibt, wobei der aufzuwendende Druck und die Einwirkdauer dieses Drucks nicht näher definiert werden. In manchen Fällen, abhängig von der genauen Art des Haftklebstoffs, der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit sowie dem Substrat, reicht die Einwirkung eines kurzfristigen, minimalen Drucks, der über eine leichte Berührung für einen kurzen Moment nicht hinausgeht, um den Haftungseffekt zu erzielen, in anderen Fällen kann auch eine längerfristige Einwirkdauer eines hohen Drucks notwendig sein.Before curing, the adhesive is preferably a pressure-sensitive adhesive. According to the invention, a “pressure-sensitive adhesive” is understood, as is generally customary, to mean a substance which - in particular at room temperature - is permanently tacky and also tacky. A characteristic of a pressure-sensitive adhesive is that it can be applied to a substrate by pressure and remains adhered there, the pressure to be applied and the duration of this pressure being not defined in more detail. In some cases, depending on the exact type of pressure-sensitive adhesive, the temperature and humidity as well as the substrate, the application of a short-term, minimal pressure, which does not go beyond a light touch for a brief moment, is enough to achieve the adhesive effect, in others Long-term exposure to high pressure may also be necessary in some cases.

Mit dem Attribut „haftklebrig“ - auch als Bestandteil von Substantiven wie etwa in Haftklebstoff -oder synonym mit dem Attribut „selbstklebrig“ - ebenfalls auch als Bestandteil von Substantiven - werden im Rahmen dieser Schrift solche Zusammensetzungen bezeichnet, die bereits unter relativ schwachem Andruck - sofern nicht anders angegeben, bei Raumtemperatur, also 23 °C - eine dauerhafte Verbindung mit dem Haftgrund erlauben und nach Gebrauch im Wesentlichen rückstandsfrei vom Haftgrund wieder abgelöst werden können. Haftklebstoffe werden bevorzugt in Form von Klebebändern eingesetzt. Im Sinne der vorliegenden Erfindung besitzt ein haftklebriges Klebeband eine Klebkraft im unausgehärteten Zustand von wenigstens 0,1 N/cm.With the attribute "pressure-sensitive" - also as a component of nouns such as in pressure-sensitive adhesive - or synonymously with the attribute "self-adhesive" - also as a component of nouns - in the context of this document, those compositions are referred to that already under relatively weak pressure - if not otherwise specified, at room temperature, i.e. 23 ° C - a permanent bond with the primer and can be removed from the primer after use, essentially without leaving any residue. Pressure-sensitive adhesives are preferably used in the form of adhesive tapes. For the purposes of the present invention, a pressure-sensitive adhesive tape has a bond strength in the uncured state of at least 0.1 N / cm.

Haftklebstoffe wirken somit bei Raumtemperatur permanent haftklebrig, weisen also eine hinreichend geringe Viskosität und eine hohe Anfassklebrigkeit auf, so dass sie die Oberfläche des jeweiligen Klebegrunds bereits bei geringem Andruck benetzen. Die Verklebbarkeit der Haftklebestoffe beruht auf ihren adhäsiven Eigenschaften und die Wiederablösbarkeit auf ihren kohäsiven Eigenschaften.Pressure-sensitive adhesives thus have a permanently tacky effect at room temperature, that is to say they have a sufficiently low viscosity and high tack so that they wet the surface of the respective adhesive base even with a slight pressure. The adhesiveness of the pressure-sensitive adhesives is based on their adhesive properties and the redetachability on their cohesive properties.

Haftklebstoffe haben besondere, charakteristische viskoelastische Eigenschaften, die zu der dauerhaften Klebrigkeit und Klebfähigkeit führen. Kennzeichnend für sie ist, dass, wenn sie mechanisch deformiert werden, es sowohl zu viskosen Fließprozessen als auch zum Aufbau elastischer Rückstellkräfte kommt. Beide Prozesse stehen hinsichtlich ihres jeweiligen Anteils in einem bestimmten Verhältnis zueinander, abhängig sowohl von der genauen Zusammensetzung, der Struktur und dem Vernetzungsgrad des Haftklebstoffes als auch von der Geschwindigkeit und Dauer der Deformation sowie von der Temperatur.Pressure sensitive adhesives have special, characteristic viscoelastic properties that lead to permanent tack and adhesiveness. They are characterized by the fact that when they are mechanically deformed, both viscous flow processes and the build-up of elastic restoring forces occur. Both processes are related to one another in terms of their respective proportions, depending on the exact composition, structure and degree of crosslinking of the pressure-sensitive adhesive as well as on the speed and duration of the deformation and on the temperature.

Der anteilige viskose Fluss ist zur Erzielung von Adhäsion notwendig. Nur die viskosen Anteile, hervorgerufen durch Makromoleküle mit relativ großer Beweglichkeit, ermöglichen eine gute Benetzung und ein gutes Anfließen auf das zu verklebende Substrat. Ein hoher Anteil an viskosem Fluss führt zu einer hohen Haftklebrigkeit (auch als Tack oder Oberflächenklebrigkeit bezeichnet) und damit oft auch zu einer hohen Klebkraft. Stark vernetzte Systeme, kristalline oder glasartig erstarrte Polymere sind mangels fließfähiger Anteile in der Regel nicht oder zumindest nur wenig haftklebrig.The proportionate viscous flow is necessary to achieve adhesion. Only the viscous components, caused by macromolecules with relatively high mobility, enable good wetting and good flow onto the substrate to be bonded. A high proportion of viscous flow leads to high pressure-sensitive tack (also referred to as tack or surface tack) and thus often also to high bond strength. Strongly crosslinked systems, crystalline or glass-like solidified polymers are generally not or at least only slightly tacky due to the lack of flowable components.

Die anteiligen elastischen Rückstellkräfte sind zur Erzielung von Kohäsion notwendig. Sie werden zum Beispiel durch sehr langkettige und stark verknäuelte sowie durch physikalisch oder chemisch vernetzte Makromoleküle hervorgerufen und ermöglichen die Übertragung der auf eine Klebverbindung angreifenden Kräfte. Sie führen dazu, dass eine Klebverbindung einer auf sie einwirkenden Dauerbelastung, zum Beispiel in Form einer dauerhaften Scherbelastung, in ausreichendem Maße über einen längeren Zeitraum standhalten kann.The proportional elastic restoring forces are necessary to achieve cohesion. They are caused, for example, by very long-chain and tightly entangled macromolecules as well as physically or chemically cross-linked macromolecules and enable the forces acting on an adhesive bond to be transmitted. They mean that an adhesive bond can withstand a permanent load acting on it, for example in the form of permanent shear stress, to a sufficient extent over a longer period of time.

Zur genaueren Beschreibung und Quantifizierung des Maßes an elastischem und viskosem Anteil sowie des Verhältnisses der Anteile zueinander können die mittels Dynamisch Mechanischer Analyse (DMA) ermittelbaren Größen Speichermodul (G') und Verlustmodul (G'') herangezogen werden. G' ist ein Maß für den elastischen Anteil, G'' ein Maß für den viskosen Anteil eines Stoffes. Beide Größen sind abhängig von der Deformationsfrequenz und der Temperatur.The storage modulus (G ') and loss modulus (G' ') can be used for a more precise description and quantification of the amount of elastic and viscous components as well as the ratio of the components to one another using dynamic mechanical analysis (DMA). G 'is a measure for the elastic part, G' 'a measure for the viscous part of a substance. Both sizes are dependent on the deformation frequency and the temperature.

Die Größen können mit Hilfe eines Rheometers ermittelt werden. Das zu untersuchende Material wird dabei zum Beispiel in einer Platte-Platte-Anordnung einer sinusförmig oszillierenden Scherbeanspruchung ausgesetzt. Bei schubspannungsgesteuerten Geräten werden die Deformation als Funktion der Zeit und der zeitliche Versatz dieser Deformation gegenüber dem Einbringen der Schubspannung gemessen. Dieser zeitliche Versatz wird als Phasenwinkel δ bezeichnet.The sizes can be determined with the aid of a rheometer. The material to be examined is exposed to a sinusoidally oscillating shear stress in a plate-plate arrangement, for example. In the case of devices controlled by shear stress, the deformation is measured as a function of time and the time offset of this deformation with respect to the introduction of the shear stress. This time offset is referred to as the phase angle δ.

Der Speichermodul G' ist wie folgt definiert: G' = (τ/γ) ·cos(δ) (τ = Schubspannung, γ = Deformation, δ = Phasenwinkel = Phasenverschiebung zwischen Schubspannungs- und Deformationsvektor). Die Definition des Verlustmoduls G'' lautet: G'' = (τ/γ) ·sin(δ) (τ = Schubspannung, γ = Deformation, δ = Phasenwinkel = Phasenverschiebung zwischen Schubspannungs- und Deformationsvektor).The storage modulus G 'is defined as follows: G' = (τ / γ) · cos (δ) (τ = shear stress, γ = deformation, δ = phase angle = phase shift between shear stress and deformation vector). The definition of the loss modulus G '' is: G '' = (τ / γ) sin (δ) (τ = shear stress, γ = deformation, δ = phase angle = phase shift between the shear stress and deformation vector).

Bevorzugt gilt für haftklebrige Stoffe, dass bei Raumtemperatur, hier definitionsgemäß bei 23°C, im Deformationsfrequenzbereich von 100 bis 101 rad/sec G' zumindest zum Teil im Bereich von 103 bis 107 Pa liegt und dass G'' ebenfalls zumindest zum Teil in diesem Bereich liegt. „Zum Teil“ heißt, dass zumindest ein Abschnitt der G'-Kurve innerhalb des Fensters liegt, das durch den Deformationsfrequenzbereich von einschließlich 100 bis einschließlich 101 rad/sec (Abszisse) sowie den Bereich der G'-Werte von einschließlich 103 bis einschließlich 107 Pa (Ordinate) aufgespannt wird. Für G'' gilt dies entsprechend.For pressure-sensitive adhesive substances, it is preferred that at room temperature, here by definition at 23 ° C., in the deformation frequency range from 10 0 to 10 1 rad / sec G 'is at least partly in the range from 10 3 to 10 7 Pa and that G ″ is also at least is partly in this area. “Partly” means that at least a section of the G 'curve lies within the window that is defined by the deformation frequency range from 10 0 to 10 1 rad / sec inclusive (abscissa) and the range of G' values from 10 3 inclusive up to and including 10 7 Pa (ordinate) is spanned. This applies accordingly to G ″.

Grundsätzlich kann es vorteilhaft sein, wenn dem Klebstoff wärmeleitfähige Füllstoffe zugesetzt sind, beispielweise Metalloxide - wie Aluminiumoxide, Siliziumoxide, Magnesiumoxide -, anorganische Nitride - wie Siliziumnitride, Bornitride, Aluminiumnitride, Titaniumnitride, Zirkoniumnitride, Tantalumnitride, Niobiumnitride. Weitere einsetzbare wärmeleitende Füllstoffe umfassen Kaliumtitanat, Aluminiumborat, Magnesiumsulfat, Calciumcarbonat und dergleichen, Fasern aus vorgenannten Verbindungen, Glasfasern, Kohlefasern, Metallfasern oder -pulver, Aramidfasern, Asbest, Siliciumcarbid, Keramik, Bariumsulfat, Calciumsulfat, Kaolin, Ton, Kieselsäure, Pyrophyllit, Bentonit, Sericit, Zeolith, Montmorillonit, Glimmer, Glimmer, Nephelin-Syenit, Talkum, Atalvalit, Wollastonit, Polycarbonmonoflurid, Ferrit, Calciumsilicat, Magnesiumcarbonat, Dolomit, Zinkoxid, Titanoxid, Magnesiumoxid, Eisenoxid, Molybdändisulfid, Graphit, Gips, Glasperlen, Glaspulver, Glaskugeln, Quarz, Quarzglas und dergleichen.
Erfindungsgemäß kann die Beimischung wärmeleitfähiger Füllstoffe zu dem Klebstoff - insbesondere der Klebstoffschicht - jedoch eher kontraproduktiv sein, da dann die Wärme von der strahlungsabsorbierenden Schicht abgeleitet und die Initiierungstemperatur später erreicht wird. Erfindungsgemäß vorteilhaft ist daher die Ausgestaltung der Erfindung, bei der die Klebmasse - insbesondere die Klebmassenschicht - weniger als 5 Gew.-% Füllstoff, insbesondere weniger als 5 Gew.-% Füllstoff mit einer Wärmeleitfähigkeit von mehr als 1 W/mK enthält. Insbesondere vorteilhaft weist die Klebstoffschicht vor der Härtung selbst eine Wärmeleitfähigkeit von weniger als 0,2 W/mK auf.
In principle, it can be advantageous if thermally conductive fillers are added to the adhesive, for example metal oxides - such as aluminum oxides, silicon oxides, magnesium oxides -, inorganic nitrides - such as silicon nitrides, boron nitrides, aluminum nitrides, titanium nitrides, zirconium nitrides, tantalum nitrides, niobium nitrides. Other thermally conductive fillers that can be used include potassium titanate, aluminum borate, magnesium sulfate, calcium carbonate and the like, fibers made from the aforementioned compounds, glass fibers, carbon fibers, metal fibers or powder, aramid fibers, asbestos, silicon carbide, ceramic, barium sulfate, calcium sulfate, kaolin, clay, silica, pyitrophyllite, benton , Sericite, zeolite, montmorillonite, mica, mica, nepheline syenite, Talc, atalvalite, wollastonite, polycarbon monofluoride, ferrite, calcium silicate, magnesium carbonate, dolomite, zinc oxide, titanium oxide, magnesium oxide, iron oxide, molybdenum disulfide, graphite, gypsum, glass beads, glass powder, glass spheres, quartz, quartz glass and the like.
According to the invention, adding thermally conductive fillers to the adhesive - in particular the adhesive layer - can, however, be rather counterproductive, since the heat is then dissipated from the radiation-absorbing layer and the initiation temperature is reached later. According to the invention, therefore, the embodiment of the invention in which the adhesive - in particular the adhesive layer - contains less than 5% by weight of filler, in particular less than 5% by weight of filler with a thermal conductivity of more than 1 W / mK. Particularly advantageously, the adhesive layer itself has a thermal conductivity of less than 0.2 W / mK before curing.

Bevorzugt wird die reaktive hitzeaktiviert zu verklebende Klebstoffschicht in Filmform bereitgestellt, also insbesondere nicht als Fluid (Flüssigkleber) auf eine der zu verklebenden Substratoberflächen aufgetragen, sondern bereits in Filmform bereitgestellt und appliziert.The reactive heat-activated adhesive layer to be bonded is preferably provided in film form, that is to say in particular not applied as a fluid (liquid adhesive) to one of the substrate surfaces to be bonded, but rather provided and applied already in film form.

Als Film wird insbesondere eine flächenförmige Anordnung eines Systems bezeichnet, dessen Abmessungen in einer Raumrichtung (Dicke oder Höhe) signifikant kleiner sind als in den beiden anderen Raumrichtungen, die die Hauptausdehnung definieren (Länge und Breite). Ein derartiges Flächengebilde kann kompakt oder auch durchbrochen ausgebildet sein und aus einem einzigen Material oder aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Ein Film kann eine über seine gesamte Flächenausdehnung konstante Dicke aufweisen oder aber unterschiedliche Dicken. Er kann darüber hinaus aus einer einzigen Schicht bestehen oder aus mehreren Schichten, die deckungsgleich oder zumindest teilweise nicht überdeckend angeordnet sein können.In particular, a film is a planar arrangement of a system whose dimensions in one spatial direction (thickness or height) are significantly smaller than in the other two spatial directions which define the main extent (length and width). Such a flat structure can be compact or also perforated and consist of a single material or of different materials. A film can have a constant thickness over its entire surface area or it can have different thicknesses. It can also consist of a single layer or of several layers that can be arranged congruently or at least partially not overlapping.

Als einschichtige Klebefilme werden bevorzugt selbsttragende Klebefilme eingesetzt. Diese unterscheiden sich von auf ein Substrat aufgebrachte „Filme“ von flüssigen Klebstoffen insbesondere dadurch, dass sie - gegebenenfalls aufgebracht auf den Hilfsträger als Handhabbarkeitsunterstützung - eine hinreichende Eigenstabilität, insbesondere hinreichende Kohäsion, besitzen, um als eigenständiges Objekt gehandhabt, konfektioniert, gelagert, transportiert, umlaminiert und/oder appliziert werden zu können. Flüssigfilme entstehen und existieren hingegen nur auf dem schlussendlich zu verklebenden Substrat, da sie in flüssiger - also vergleichsweise niedrigviskosere - Form auf dieses aufgebracht werden. Wesentlicher Vorteil von selbstragenden Klebefolien ist deren einfache und hervorragend anpassbare Einbringung in das Klebeverfahren. Hilfsträger werden nicht als Bestandteil des - ein- oder mehrschichtigen - Klebefilms angesehen; sie werden zur beziehungsweise bei der Anwendung des Klebefilms entfernt und sind nicht Teil des schlussendlichen Klebeverbundes.Self-supporting adhesive films are preferably used as single-layer adhesive films. These differ from "films" of liquid adhesives applied to a substrate in particular in that they - if necessary applied to the auxiliary carrier as a manageability support - have sufficient inherent stability, in particular sufficient cohesion, to be handled, assembled, stored, transported as an independent object, to be able to be re-laminated and / or applied. Liquid films, on the other hand, only arise and exist on the substrate that is ultimately to be bonded, since they are applied to it in a liquid - i.e. comparatively low-viscosity - form. The main advantage of self-supporting adhesive films is their simple and extremely adaptable introduction into the adhesive process. Auxiliary carriers are not regarded as part of the - single or multilayer - adhesive film; they are removed for or during the application of the adhesive film and are not part of the final adhesive bond.

Bei hinreichender Viskosität der reaktiven Komponenten kann die reaktive Komponente bereits ohne weiteres zur Ausbildung der Filmform geeignet sein. Insbesondere bei niedrigerer Viskosität des reaktiven Klebstoffs kann es zur Ausbildung eines Films jedoch vorteilhaft sein, die reaktive Komponente in ein Matrixpolymer oder eine Mischung von Matrixpolymeren („Filmbildner“; siehe hierzu auch die weiter oben stehenden Ausführungen) einzumischen, das insbesondere inert bezüglich der Polymerisations- beziehungsweise Vernetzungsreaktion der reaktiven Komponente ist. Wie vorstehend beschrieben können Matrixpolymere vorteilhaft elastomere Eigenschaften aufweisen.If the viscosity of the reactive components is sufficient, the reactive component can readily be suitable for forming the film shape. However, especially with a lower viscosity of the reactive adhesive, it can be advantageous to form a film to mix the reactive component into a matrix polymer or a mixture of matrix polymers ("film former"; see also the explanations above), which is particularly inert with regard to polymerization - or crosslinking reaction of the reactive component. As described above, matrix polymers can advantageously have elastomeric properties.

In besonderer Ausführung kann der Klebstoffilm mehrschichtig aufgebaut sein, wobei insbesondere in der an die Absorptionsschicht angrenzenden Klebstoffschicht die Frontfortschrittsreaktion initiiert wird. Insbesondere handelt es sich bei mehrschichtigen Klebstofffilmen um solche, die ausschließlich aus - bevorzugt selbsttragenden - Klebstofffilmen zusammengesetzt sind.In a particular embodiment, the adhesive film can have a multilayer structure, the front progression reaction being initiated in particular in the adhesive layer adjoining the absorption layer. In particular, multilayer adhesive films are those that are composed exclusively of - preferably self-supporting - adhesive films.

Besonders bevorzugt wird der Klebstoff als haftklebriger Film zu Verfügung gestellt.The adhesive is particularly preferably provided as a pressure-sensitively adhesive film.

Ein haftklebriger Film kann durch leichten Druck in einen Vorverbund mit dem zweiten Substrat oder der strahlungsabsorbierenden Schicht gebracht werden, so dass der Fügeprozess vereinfacht wird. Nach dem Herstellen des Vorverbunds kann eine vorläufige Klebverbindung ebenfalls durch leichten Druck hergestellt werden. Diese wird dann durch das erfindungsgemäße Verfahren endgültig hergestellt. Der Druck kann während des Bestrahlens aufrechterhalten werden, durch die haftklebenden Eigenschaften kann er aber auch entfallen. Bevorzugt entfällt der Druck.A pressure-sensitive adhesive film can be brought into a pre-bond with the second substrate or the radiation-absorbing layer by applying slight pressure, so that the joining process is simplified. After the preliminary bond has been produced, a preliminary adhesive bond can also be produced by applying slight pressure. This is then finally produced by the method according to the invention. The pressure can be maintained during the irradiation, but it can also be omitted due to the pressure-sensitive adhesive properties. There is preferably no pressure.

In einer vorteilhaften Ausführung besteht der Klebstoff aus zumindest einer Schicht eines haftklebrigen Films und zumindest einer Schicht eines nicht haftklebrigen, insbesondere eines heißschmelzklebrigen Films, bei der zumindest im haftklebrigen Film die Frontfortschrittsreaktion initiiert wird. Bevorzugt wird auch in der nicht haftklebrigen Schicht eine Frontfortschrittsreaktion initiiert. besonders bevorzugt wird in beiden Schichten die gleiche Frontfortschrittsreaktion initiiert, so dass diese von der einen zur anderen Schicht fortschreiten kann. In dieser Ausführung erfolgt vorteilhaft eine Vorfixierung des Klebstoffilms mit der haftklebrigen Seite auf dem zweiten Substrat. Die Verbindung mit dem ersten Substrat und Initiierung der Frontfortschrittsreaktion erfolgt, bevorzugt unter Druck, durch Erwärmung der nicht haftklebrigen Schicht mittels Bestrahlung der Absorptionsschicht. Diese Ausführung hat den Vorteil, dass durch die nicht haftklebrige Schicht Justierungen der Ausrichtung der Fügepartner zueinander leichter vorgenommen werden können.In an advantageous embodiment, the adhesive consists of at least one layer of a pressure-sensitive adhesive film and at least one layer of a non-pressure-sensitively adhesive film, in particular a hot-melt adhesive film, in which the frontal progression reaction is initiated at least in the pressure-sensitive adhesive film. A front progression reaction is preferably also initiated in the non-pressure-sensitive adhesive layer. is particularly preferred in both Layers initiate the same front progress reaction so that it can progress from one layer to the other. In this embodiment, the adhesive film is advantageously pre-fixed with the pressure-sensitive adhesive side on the second substrate. The connection with the first substrate and initiation of the front progression reaction takes place, preferably under pressure, by heating the non-pressure-sensitively adhesive layer by means of irradiation of the absorption layer. This embodiment has the advantage that the non-adhesive layer makes it easier to adjust the alignment of the joining partners with respect to one another.

Werden nicht haftklebrige Klebefilme eingesetzt, so wird der Film bevorzugt unter Erwärmung auf eine Temperatur unterhalb der Aktiverungstemperatur in einen Vorverbund mit dem zweiten Substrat gebracht. Nach dem Herstellen des Vorverbunds kann die Klebverbindung unter Druck durch das erfindungsgemäße Verfahren endgültig hergestellt werden. Der Druck muss während des Bestrahlens im Wesentlichen aufrechterhalten werden, um eine Verklebung an die strahlungsabsorbierende Schicht auf dem ersten Substrat zu gewährleisten. Nach Abschluss der Bestrahlung und während des Fortschreitens der Frontalpolymerisation kann der Druck entfallen. Dies ist auch bevorzugt, da damit die Taktzeit verkürzt wird.If non-pressure-sensitive adhesive films are used, the film is preferably brought into a pre-bond with the second substrate while being heated to a temperature below the activation temperature. After the preliminary bond has been produced, the adhesive bond can finally be produced under pressure by the method according to the invention. The pressure must essentially be maintained during the irradiation in order to ensure adhesion to the radiation-absorbing layer on the first substrate. After the end of the irradiation and while the frontal polymerization is progressing, the pressure can be dispensed with. This is also preferred because it shortens the cycle time.

Bevorzugt liegt der Klebstofffilm in vorkonfektionierter Form, etwa als Stanzling vor. Er kann die von seinem äußeren Umfang eingegrenzte Fläche vollständig bedecken oder auch Teile davon freilassen, wie z.B. bei einem rahmenförmigen Stanzling.The adhesive film is preferably in a prefabricated form, for example as a die cut. It can completely cover the area delimited by its outer periphery or leave parts of it free, e.g. with a frame-shaped die cut.

FrontfortschrittsreaktionFront progress reaction

Unter einer Frontfortschrittsreaktion wird im Rahmen der vorliegenden Schrift eine Reaktion verstanden, bei der die Reaktionszone durch das Material, in dem die Reaktion stattfindet, wandert (vergleichen obenstehende Ausführungen). Insbesondere handelt es sich bei der Frontfortschrittsreaktion um eine Variante von Polymerisations- oder Vernetzungsreaktionen, bei der die Reaktionszone durch das reagierende polymerisierbeziehungsweise vernetzbare Material wandert. Die Polymerisation beziehungsweise Vernetzung wird in einem Teilbereich des Materialvolumens durch einen Stimulus ausgelöst und durchdringt mit fortlaufender Zeit dann das gesamte Volumen, wobei der lokal erreichte Polymerisationsgrad nicht überall gleich sein muss.In the context of the present document, a front progress reaction is understood to mean a reaction in which the reaction zone migrates through the material in which the reaction takes place (compare the statements above). In particular, the front progress reaction is a variant of polymerization or crosslinking reactions in which the reaction zone migrates through the reacting polymerizable or crosslinkable material. The polymerization or crosslinking is triggered in a partial area of the material volume by a stimulus and then penetrates the entire volume over time, whereby the locally achieved degree of polymerization does not have to be the same everywhere.

Als Stimulus wird dabei im Sinne der Erfindung die durch eingestrahlte elektromagnetische Energie - zum Beispiel UV-Strahlung oder NIR-Strahlung - in der Absorptionsschicht erzeugte und auf die Klebmasse übertragene Wärme genutzt.In the context of the invention, the stimulus used is the heat generated in the absorption layer by radiated electromagnetic energy - for example UV radiation or NIR radiation - and transferred to the adhesive.

Die Polymerisations- beziehungsweise Vernetzungsreaktion kann bei einer Umgebungstemperatur im Bereich der Raumtemperatur (insbesondere im Bereich von 15 - 25 °C; die Raumtemperatur selbst sei im Rahmen dieser Schrift definiert mit 23 °C) nach der Initiierung auch ohne weitere Aufrechterhaltung des Stimulus durch das gesamte Materialvolumen voranschreiten. Durch Erhöhung der Temperatur kann die Reaktionsgeschwindigkeit erhöht werden. Bei einigen Varianten der Frontfortschrittsreaktionen, etwa der erwähnten Frontalpolymerisationen, wird durch eine exotherme Reaktion selbst lokal so viel Wärme erzeugt, dass die damit erreichte Temperatur selbst wieder den Stimulus für das weitere Voranschreiten der Polymerisationsfront bildet, bei anderen Varianten schreitet die Reaktionsfront auch bei Umgebungstemperatur im Materialvolumen fort.The polymerization or crosslinking reaction can take place at an ambient temperature in the range of room temperature (in particular in the range of 15-25 ° C; the room temperature itself is defined in the context of this document as 23 ° C) after initiation without further maintenance of the stimulus through the entire Advance material volume. The rate of reaction can be increased by increasing the temperature. In some variants of the front progression reactions, such as the frontal polymerizations mentioned, so much heat is generated locally by an exothermic reaction that the temperature reached itself again forms the stimulus for the further progress of the polymerisation front, in other variants the reaction front also proceeds at ambient temperature Material volume continued.

Grundsätzlich können erfindungsgemäß alle dem Fachmann bekannten Reaktionen, die als hitzeaktivierte Frontfortschrittsreaktion ausführbar sind, verwendet werden, sofern die strahlungsabsorbierende Schicht nicht durch chemische oder thermische Interaktion geschädigt wird.In principle, all reactions known to the person skilled in the art, which can be carried out as heat-activated front progression reaction, can be used according to the invention, provided the radiation-absorbing layer is not damaged by chemical or thermal interaction.

Bevorzugte Ausführung (A1) der erfindungsgemäß eingesetzten KlebmassePreferred embodiment (A1) of the adhesive used according to the invention

In einer bevorzugten Ausführung A1 der Erfindung wird als Frontalpolymerisation eine kationische Polymerisation verwendet, besonders bevorzugt eine solche von zyklischen Ethern, also solchen Verbindungen, die eine oder mehrere Gruppen beinhalten, die eine Überbrückung einer oder mehrerer C-C-Bindungen durch die Gruppierung -O- darstellen (mit der Vorsilbe „Epoxy“ zu bezeichnende Gruppen gemäß Definition der IUPAC, Regel C-212.2 und R-9.2.1.4; im folgenden „Sauerstoffbrücken“). Erfindungsgemäß vorteilhafte zyklische Ether umfassen beispielweise Epoxide (im Rahmen dieser Schrift synonym „Oxirane“; Verbindungen umfassend zumindest einen heterocyclischen Dreiring mit zwei Kohlenstoffatomen und einem Sauerstoffatom; dieser heterocyclische Dreiring wird im folgenden als oder Oxiranring bezeichnet) und/oder Oxetane (Verbindungen umfassend zumindest einen heterocyclischen Vierring mit drei Kohlenstoffatomen und einem Sauerstoffatom) und/oder Oxolane (Verbindungen umfassend zumindest einen heterocyclischen Fünfring mit vier Kohlenstoffatomen und einem Sauerstoffatom). Grundsätzlich sind auch Verbindungen erfindungsgemäß einsetzbar, die zumindest einen heterocyclischen Ring mit mehr als vier Kohlenstoffatomen und einem Sauerstoffatom beinhalten. Vorteilhaft einsetzbar sind auch „Mischverbindungen“ der vorgenannten Verbindungsklassen, also Verbindungen, die Sauerstoffatome in zwei oder mehr als zwei heterocylischen Ringen mit unterschiedlich vielen Kohlenstoffatomen aufweisen. Vorteilhaft sind beispielweise solche Klebmassen einsetzbar, wie sie in der US 2004 225025 A dargestellt sind.In a preferred embodiment A1 of the invention, a cationic polymerization is used as the frontal polymerization, particularly preferably one of cyclic ethers, that is to say those compounds which contain one or more groups which represent a bridging of one or more CC bonds by the -O- group (Groups to be designated with the prefix “Epoxy” according to the definition of IUPAC, Rule C-212.2 and R-9.2.1.4; in the following “oxygen bridges”). Cyclic ethers advantageous according to the invention include, for example, epoxides (synonymously “oxiranes” in the context of this document; compounds comprising at least one heterocyclic three-membered ring with two carbon atoms and one oxygen atom; this heterocyclic three-membered ring is hereinafter referred to as or oxirane ring) and / or oxetanes (compounds comprising at least one heterocyclic four-membered ring with three carbon atoms and one oxygen atom) and / or oxolanes (compounds comprising at least one heterocyclic five-membered ring with four carbon atoms and one oxygen atom). In principle, compounds can also be used according to the invention which have at least one heterocyclic ring with more than four carbon atoms and one oxygen atom include. It is also possible to use "mixed compounds" of the aforementioned classes of compounds, that is to say compounds which have oxygen atoms in two or more than two heterocyclic rings with different numbers of carbon atoms. For example, adhesives such as those described in FIG US 2004 225025 A are shown.

Vorteilhaft umfasst die reaktive hitzeaktiviert verklebende Klebstoffschicht der Erfindungsausführung A1 zumindest ein Epoxid (Oxiran) und/oder ein Oxetan sowie einen Initiator für eine kationische Polymerisation.The reactive, heat-activated, adhesive layer of adhesive layer of the invention embodiment A1 advantageously comprises at least one epoxide (oxirane) and / or one oxetane and an initiator for a cationic polymerization.

Epoxidhaltige Materialien bzw. Epoxidharze, die in den Zusammensetzungen der Erfindungsausführung A1 nützlich sind, sind beliebige organische Verbindungen mit wenigstens einem Oxiranring, die durch eine Ringöffnungsreaktion polymerisierbar sind. Solche Materialien, die allgemein als Epoxide bezeichnet werden, umfassen sowohl monomere als auch polymere Epoxide und können aliphatisch, cycloaliphatisch oder aromatisch sein. Diese Materialien weisen im Allgemeinen im Durchschnitt wenigstens zwei Epoxidgruppen pro Molekül, vorzugsweise mehr als zwei Epoxidgruppen pro Molekül, auf. Die „durchschnittliche“ Anzahl an Epoxidgruppen pro Molekül wird als die Anzahl an Epoxidgruppen in dem epoxidhaltigen Material dividiert durch die Gesamtanzahl an vorliegenden Epoxidmolekülen definiert. Die polymeren Epoxide umfassen lineare Polymere mit endständigen Epoxidgruppen (z. B. ein Diglycidylether eines Polyoxyalkylenglycols), Polymere mit Gerüstoxiraneinheiten (z. B. Polybutadien-Polyepoxid) und Polymere mit Epoxidseitengruppen (z. B. ein Glycidylmethacrylatpolymer oder -copolymer). Das Molekulargewicht des epoxidhaltigen Materials kann von 58 bis etwa 100.000 g/mol oder mehr variieren. Mischungen aus verschiedenen epoxidhaltigen Materialien können auch in den Hotmelt-Zusammensetzungen der Erfindung verwendet werden. Nützliche epoxidhaltige Materialien umfassen jene, die Cyclohexenoxidgruppen, wie die Epoxycyclohexancarboxylate, die durch 3,4-Epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexancarboxylat, 3,4-Epoxy-2-methylcyclohexylmethyl-3,4-epoxy-2-methylcyclohexancarboxylat und Bis(3,4-epoxy-6-methylcyclohexylme-thyl)adipat exemplifiziert sind, enthalten. Für eine detailliertere Liste von nützlichen Epoxiden dieser Art wird auf U.S. Patent Nr. 3,117,099 verwiesen.
Weitere epoxidhaltige Materialien, die bei der Anwendung der Erfindungsausführung A1 besonders nützlich sind, umfassen Glycidylethermonomere. Beispiele sind die Glycidylether von mehrwertigen Phenolen, die durch Reaktion eines mehrwertigen Phenols mit einem Überschuss an Chlorhydrin, wie Epichlorhydrin (z. B. der Diglycidylether von 2,2-Bis-(2,3-epoxypropoxyphenol)propan), erhalten werden. Weitere Beispiele von Epoxiden dieses Typs, die bei der Erfindungsausführung A1 verwendet werden können, sind in U.S. Patent Nr. 3,018,262 beschrieben. Außerdem sind epoxidhaltige Materialien umfasst, die erhalten werden, indem obengenannte Rohstoffe mit Fettsäuren modifiziert werden, insbesondere dimere Fettsäuren.
Es gibt eine Vielzahl an im Handel erhältlichen epoxidhaltigen Materialien, die in der Erfindungsausführung A1 verwendet werden können. Insbesondere umfassen Epoxide, die leicht erhältlich sind, Octadecylenoxid, Epichlorhydrin, Styroloxid, Vinylcyclohexenoxid, Glycidol, Glycidylmethacrylat, Diglycidylether von Bisphenol A (z. B. jene, die unter den Handelsbezeichnungen EPON 828, EPON 1004 und EPON 1001Fvon Shell Chemical Co. und DER-332 und DER-334 von Dow Chemical Co. erhältlich sind), Diglycidylether von Bisphenol F (z. B. ARALDITE GY281 von Ciba-Geigy), Vinylcyclohexendioxid (z. B. ERL 4206 von Union Carbide Corp.), 3,4-Ep-oxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexencarboxylat (z. B. ERL-4221 von Union Carbide Corp.), 2-(3,4-Epo-xycyclohexyl-5,5-spiro-3,4-epoxy)cyclohexan-metadioxan (z. B. ERL-4234 von Union Carbide Corp.), Bis(3,4-epoxycyclohexyl)adipat (z. B. ERL-4299 von Union Carbide Corp.), Dipentendioxid (z. B. ERL-4269 von Union Carbide Corp.), epoxidiertes Polybutadien (z. B. OXIRON 2001 von FMC Corp.), silikon-harzhaltige Epoxidfunktionalität, Epoxysilane (z. B. beta-(3,4-Epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilan und gamma-Glycido-xypropyltrimethoxysilan, im Handel erhältlich von Union Carbide), feuerhemmende Epoxidharze (z. B. DER-542, ein bromiertes bisphenolartiges Epoxidharz, erhältlich von Dow Chemical Co.), 1,4-Butandioldiglycidylether (z. B. ARALDITE RD-2 von Ciba-Geigy), hydrierte, auf Bisphenol A-Epichlorhydrin basierende Epoxidharze (z. B. EPONEX 1510 von Shell Chemical Co.) und Polyglycidylether von Phenolformaldehyd-Novolak (z. B. DEN-431 und DEN-438 von Dow Chemical Co.).
Epoxy-containing materials or epoxy resins which are useful in the compositions of embodiment A1 of the invention are any organic compounds having at least one oxirane ring which can be polymerized by a ring opening reaction. Such materials, commonly referred to as epoxides, include both monomeric and polymeric epoxides and can be aliphatic, cycloaliphatic, or aromatic. These materials generally have an average of at least two epoxy groups per molecule, preferably more than two epoxy groups per molecule. The “average” number of epoxy groups per molecule is defined as the number of epoxy groups in the epoxy-containing material divided by the total number of epoxy molecules present. The polymeric epoxides include linear epoxy terminated polymers (e.g., a diglycidyl ether of a polyoxyalkylene glycol), polymers with backbone oxirane units (e.g., polybutadiene-polyepoxide), and polymers with pendant epoxy groups (e.g., a glycidyl methacrylate polymer or copolymer). The molecular weight of the epoxy-containing material can vary from 58 to about 100,000 g / mol or more. Mixtures of various epoxy-containing materials can also be used in the hot melt compositions of the invention. Useful epoxy-containing materials include those containing cyclohexene oxide groups such as the epoxycyclohexane carboxylates represented by 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexane carboxylate, 3,4-epoxy-2-methylcyclohexylmethyl-3,4-epoxy-2-methylcyclohexane carboxylate, and bis (3 , 4-epoxy-6-methylcyclohexylmethyl) adipate are exemplified. For a more detailed list of useful epoxies of this type see on U.S. Patent No. 3,117,099 referenced.
Other epoxy-containing materials that are particularly useful in practicing Embodiment A1 of the invention include glycidyl ether monomers. Examples are the glycidyl ethers of polyhydric phenols obtained by reacting a polyhydric phenol with an excess of chlorohydrin such as epichlorohydrin (e.g. the diglycidyl ether of 2,2-bis- (2,3-epoxypropoxyphenol) propane). Further examples of epoxides of this type that can be used in invention embodiment A1 are shown in FIG U.S. Patent No. 3,018,262 described. In addition, epoxy-containing materials are included, which are obtained by modifying the abovementioned raw materials with fatty acids, in particular dimeric fatty acids.
There are a variety of commercially available epoxy-containing materials that can be used in invention embodiment A1. In particular, epoxides that are readily available include octadecylene oxide, epichlorohydrin, styrene oxide, vinyl cyclohexene oxide, glycidol, glycidyl methacrylate, diglycidyl ethers of bisphenol A (e.g., those sold under the trade names EPON 828, EPON 1004, and EPON 1001F by Shell Chemical Co. and DER -332 and DER-334 are available from Dow Chemical Co.), diglycidyl ether of bisphenol F (e.g. ARALDITE GY281 from Ciba-Geigy), vinylcyclohexene dioxide (e.g. ERL 4206 from Union Carbide Corp.), 3,4 -Ep-oxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexenecarboxylate (e.g. ERL-4221 from Union Carbide Corp.), 2- (3,4-Epo-xycyclohexyl-5,5-spiro-3,4-epoxy) cyclohexane metadioxane (e.g. ERL-4234 from Union Carbide Corp.), bis (3,4-epoxycyclohexyl) adipate (e.g. ERL-4299 from Union Carbide Corp.), dipentene dioxide (e.g. ERL-4269 from Union Carbide Corp.), epoxidized polybutadiene (e.g. OXIRON 2001 from FMC Corp.), silicone resin-containing epoxy functionality, epoxysilanes (e.g. beta- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane and gamma-glycido-xypropyltrimethoxysilane, commercially available from Union Carbide), fire retardant epoxy resins (e.g. DER-542, a brominated bisphenol-type epoxy resin available from Dow Chemical Co.), 1,4-butanediol diglycidyl ether (e.g. ARALDITE RD-2 from Ciba-Geigy), hydrogenated bisphenol A-epichlorohydrin-based epoxy resins (e.g. E.g. EPONEX 1510 from Shell Chemical Co.) and polyglycidyl ethers of phenol-formaldehyde novolak (e.g. DEN-431 and DEN-438 from Dow Chemical Co.).

Beispiele für in Ausführung A1 erfindungsgemäß vorteilhaft einsetzbare zyklische Ether mit mehr als zwei Kohlenstoffatomen im Ring sind Oxetangruppen-haltige (Meth)acrylate und Oxolangruppenhaltige (Meth)acrylate, 3-Ethyl-3-oxetanmethanol und Derivate, Bis-[1-ethyl(3-oxetanyl)methyl)ether und Derivate.Examples of cyclic ethers which can advantageously be used according to the invention in embodiment A1 and have more than two carbon atoms in the ring are (meth) acrylates containing oxolane groups and (meth) acrylates containing oxolane groups, 3-ethyl-3-oxetanemethanol and derivatives, bis [1-ethyl (3 -oxetanyl) methyl) ethers and derivatives.

Zyklische Ethergruppen haltige Verbindungen, wie etwa Epoxidverbindungen, können in ihrer monomeren oder auch dimeren, trimeren, usw. bis hin zu ihrer oligomeren Form eingesetzt werden.Compounds containing cyclic ether groups, such as epoxy compounds, can be used in their monomeric or also dimeric, trimeric, etc. up to their oligomeric form.

Bevorzugt wird bei der Erfindungsausführung A1 die kationische Frontalpolymerisation mittels thermischer Initiatoren (thermisch aktivierbarer Initiatoren) gestartet. Wie bereits ausgeführt steigt die Temperatur der Absorptionsschicht durch Beaufschlagung mit Strahlung auf einen Wert, dass so viel Wärme auf die Klebstoffschicht übertragen werden kann, dass dort zumindest im Bereich der Kontaktfläche zur Absorptionsschicht zumindest die Aktivierungstemperatur der Initiierung der Härtungsreaktion erreicht wird. Die erforderliche Aktivierungstemperatur ist dann diejenige, bei der die bzw. die thermischen Initiatoren in hinreichender Zahl in die aktive Form überführt werden.In embodiment A1 of the invention, the cationic frontal polymerization is preferably started by means of thermal initiators (thermally activatable initiators). As already stated, the temperature of the absorption layer rises when exposed to radiation to a value that so much heat on the Adhesive layer can be transferred so that at least the activation temperature of the initiation of the curing reaction is reached there, at least in the area of the contact surface with the absorption layer. The required activation temperature is then that at which the thermal initiator or initiators are converted into the active form in sufficient numbers.

Im Sinne der Ausführung A1 der vorliegenden Erfindung einsetzbare thermisch aktivierbare Initiatoren für eine kationische Härtung von Epoxiden sind insbesondere Pyridinium-, Ammonium(insbesondere Anilinium-) und Sulfonium-(insbesondere Thiolanium-)-Salze sowie Lanthanoidtriflate.
Sehr vorteilhaft sind N-Benzylpyridinium-Salze und Benzylpyridinium-Salze, wobei Aromaten z.B. mit Alkyl- Alkoxy-, Halogen- oder Cyano-Gruppen substituiert sein können. J. Polym. Sci. A, 1995, 33, 505ff; US 2014/0367670 A ; US 5,242,715 A ; J. Polym. Sci. B, 2001, 39, 2397ff; EP 393 893 A ; Macromolecules, 1990, 23, 431ff; Macromolecules, 1991, 24, 2689; Macromol. Chem. Phys., 2001, 202, 2554ff; WO 2013/156509 A und JP 2014/062057 A nennen Beispiele für entsprechende Verbindungen, die erfindungsgemäß vorteilhaft als Initiatoren einsetzbar sind.
Von den kommerziell erhältlichen Initiatorsystemen seien als Beispiele für sehr vorteilhaft einsetzbare Verbindungen San-Aid SI 80 L, San-Aid SI 100 L, San-Aid SI 110 L der Firma Sanshin, Opton CP-66 und Opton CP-77 der Firma Adeka und K-Pure TAG 2678, K-Pure CXC 1612 und K-Pure CXC 1614 der Firma King Industries genannt.
Sehr vorteilhaft einsetzbar sind zudem Lanthanoidtriflate (Samarium-III-Triflat, Ytterbium-III-Triflat, Erbium-III-Triflat, Dysprosium-III-Triflat) sind bei Sigma Aldrich und Alfa Aesar (Lanthan-III-Triflat) erhältlich.
In the sense of embodiment A1 of the present invention, thermally activatable initiators for cationic curing of epoxides which can be used are in particular pyridinium, ammonium (especially anilinium) and sulfonium (especially thiolanium) salts and lanthanide triflates.
N-Benzylpyridinium salts and benzylpyridinium salts are very advantageous, it being possible for aromatics to be substituted, for example, by alkyl, alkoxy, halogen or cyano groups. J. Polym. Sci. A, 1995, 33, 505ff; US 2014/0367670 A ; U.S. 5,242,715 A ; J. Polym. Sci. B, 2001, 39, 2397ff; EP 393 893 A ; Macromolecules, 1990, 23, 431ff; Macromolecules, 1991, 24, 2689; Macromol. Chem. Phys., 2001, 202, 2554ff; WO 2013/156509 A and JP 2014/062057 A give examples of corresponding compounds which according to the invention can advantageously be used as initiators.
Of the commercially available initiator systems, examples of compounds that can be used very advantageously are San-Aid SI 80 L, San-Aid SI 100 L, San-Aid SI 110 L from Sanshin, Opton CP-66 and Opton CP-77 from Adeka and K-Pure TAG 2678, K-Pure CXC 1612 and K-Pure CXC 1614 from King Industries.
Lanthanide triflates (samarium III triflate, ytterbium III triflate, erbium III triflate, dysprosium III triflate) are also available from Sigma Aldrich and Alfa Aesar (lanthanum III triflate).

Zu geeigneten Anionen für die einsetzbaren Initiatoren für die Erfindungsausführung A1 zählen Hexafluoroantimonat, Hexafluorophosphat, Hexafluoroarsenat, Tetrafluoroborat und Tetra(pentafluorophenyl)borat. Zudem einsetzbar sind Anionen nach JP 2012-056915 A1 und EP 393893 A1 .Suitable anions for the initiators that can be used for embodiment A1 of the invention include hexafluoroantimonate, hexafluorophosphate, hexafluoroarsenate, tetrafluoroborate and tetra (pentafluorophenyl) borate. Anions can also be used JP 2012-056915 A1 and EP 393893 A1 .

Weitere bevorzugte Ausführung der erfindungsgemäß eingesetzten KlebmasseAnother preferred embodiment of the adhesive used according to the invention

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung A2 der Erfindung wird eine Klebstoffschicht aus einem reaktiven Klebstoff eingesetzt, der mittels radikalischer Polymerisation härtbar ist. Der reaktive Klebstoff umfasst hierin neben zumindest einem reaktiven Monomer und/oder zumindest einem Reaktivharz sowohl einen blockierten Radikalinitiator als auch einen Aktivator. Der blockierte Radikalinitiator wird an der Grenzfläche zur strahlungsabsorbierenden Schicht durch den Stimulus auf eine Temperatur oberhalb der Deblockierungstemperatur erwärmt und startet die Härtungsreaktion. Der Aktivator ermöglicht hier die radikalische Polymerisation auch in jene Bereiche des Klebstoffs, in denen die Deblockierungstemperatur nicht überschritten wurde, so dass eine Frontfortschrittsreaktion entsteht.In a further advantageous embodiment A2 According to the invention, an adhesive layer made of a reactive adhesive is used which is curable by means of radical polymerization. In addition to at least one reactive monomer and / or at least one reactive resin, the reactive adhesive here comprises both a blocked radical initiator and an activator. The blocked radical initiator is heated at the interface to the radiation-absorbing layer by the stimulus to a temperature above the deblocking temperature and starts the hardening reaction. The activator enables free radical polymerisation even in those areas of the adhesive where the deblocking temperature has not been exceeded, so that a frontal progression reaction occurs.

Als blockierte Radikalinitiatoren gelten solche Radikalinitiatoren, die eine Halbwertszeittemperatur für eine Halbwertzeit von 1 min (im Folgenden auch als 1-Minuten-Halbwertszeittemperatur T(t1/2=1min) bezeichnet) von mehr als 80 °C, bevorzugt mehr als 120 °C, besonders bevorzugt von mehr als 150 °C aufweisen. Eine höhere 1-Minuten-Halbwertszeittemperatur verbessert die Lagerfähigkeit des Klebstoffs. Die Bestimmung der Halbwertszeit bezieht sich dabei auf die im Abschnitt „Prüfmethoden“ angegebene Methode.
Bevorzugt ist weiterhin eine 1-Minuten-Halbwertszeittemperatur von weniger als 200 °C, da damit die Gefahr der Schädigung der Absorptionsschicht geringer ist. Die Zerfallsgeschwindigkeit der Radikalinitiatoren ist ein kennzeichnendes Kriterium für deren Reaktivität und wird durch die Angabe der Halbwertszeiten bei bestimmten Temperaturen [t1/2(T)] quantifiziert, wobei die Halbwertszeit wie üblich die Zeit darstellt, nach der die Hälfte des Peroxids bei den vorgegebenen Bedingungen zerfallen ist. Je höher die Temperatur, desto geringer ist in der Regel die Halbwertszeit des Zerfalls. Je höher also die Zerfallsgeschwindigkeit, desto geringer ist die Halbwertszeit.
Als Halbwertszeittemperatur [T(t1/2)] wird die Temperatur bezeichnet, bei der die Halbwertszeit einem vorgegebenen Wert entspricht, so ist die 1-Minuten-Halbwertszeittemperatur [T(t1/2=1min)] diejenige Temperatur, bei der die Halbwertszeit des untersuchten Stoffs gerade 1 Minute beträgt.
Blocked radical initiators are those radical initiators which have a half-life temperature for a half-life of 1 min (hereinafter also referred to as 1-minute half-life temperature T (t 1/2 = 1min)) of more than 80 ° C, preferably more than 120 ° C , particularly preferably of more than 150 ° C. A higher 1 minute half-life temperature improves the shelf life of the adhesive. The determination of the half-life refers to the method specified in the “Test methods” section.
Furthermore, a 1-minute half-life temperature of less than 200 ° C. is preferred, since this reduces the risk of damage to the absorption layer. The rate of disintegration of the radical initiators is a characteristic criterion for their reactivity and is quantified by specifying the half-lives at certain temperatures [t 1/2 (T)], where the half-life represents the time after which half of the peroxide at the specified temperatures Conditions has fallen apart. As a rule, the higher the temperature, the shorter the half-life of the decay. So the higher the rate of disintegration, the shorter the half-life.
The half-life temperature [T (t 1/2 )] is the temperature at which the half-life corresponds to a predetermined value, so the 1-minute half-life temperature [T (t 1/2 = 1min)] is the temperature at which the Half-life of the substance examined is just 1 minute.

Bevorzugte Radikalinitiatoren für die Erfindungsausführung A2 sind solche Peroxide, Peroxyester, Persulfate und Azoverbindungen, deren Halbwertszeittemperaturen den vorstehenden Bedingungen entsprechen.Preferred free radical initiators for embodiment A2 of the invention are those peroxides, peroxyesters, persulfates and azo compounds whose half-life temperatures correspond to the above conditions.

Weniger geeignet sind Hydroperoxide, da die Lagerstabilität in Kombination mit dem Aktivator stark eingeschränkt ist.Hydroperoxides are less suitable because the storage stability is severely limited in combination with the activator.

Als blockierte Radikalinitiatoren sind bevorzugt auch solche Radikalinitatoren geeignet, deren Self-Accelerating Decomposition Temperature (SADT; Temperatur der selbstbeschleunigenden Zersetzung, Gebinde: 220 I Stahlfass) oberhalb von 70 °C liegt.Also suitable as blocked radical initiators are those radical initiators whose self-accelerating decomposition temperature (SADT; temperature of self-accelerating decomposition, container: 220 l steel drum) is above 70 ° C.

Bevorzugte Initiatoren sind demgemäß 2,2'-Azodi-(2-methylbutyronitril), 2,5-Dimethyl-2,5-di(2-ethylhexanoylperoxy)-hexan, 1,1,3,3-Tetramethylbutyl-peroxy-2-ethylhexanoat, tert.-Amyl-peroxy-2-ethylhexanoat, Dibenzoyl-peroxid, tert.-Butyl-peroxy-2-ethylhexanoat, tert.-Butylperoxydiethylacetat, tert.-Butyl-peroxyisobutyrat, 1,1-Di-(tert.-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexan, 1,1 -Di-(tert.-butylperoxy)-cyclohexan, tert.-Amyl-peroxy-2-ethylhexylcarbonat, rt.-Butyl-peroxy-3,5,5-trimethylhexanoat, 2,2-Di-(tert.-butylperoxy)-butan, tert.-Butylperoxyisopropylcarbonat, tert.-Butyl-peroxy-2-ethylhexylcarbonat, tert.-Butyl-peroxyacetat, tert.-Butyl-peroxybenzoat, Di-tert.-amylperoxid, Dicumyl-peroxid, Di-(2-tert.-butyl-peroxyisopropyl)-benzen, 2,5-Dimethyl-2,5-di-(tert.-butylperoxy)-hexan, tert.-Butylcumyl-peroxid, 2,5-Dimethyl-2,5-di(tert.-butylperoxy)hexyn-3, Di-tert.-butyl-peroxid, 3,6,9-Triethyl-3,6,9-trimethyl-1,4,7-triperoxonan.Preferred initiators are accordingly 2,2'-azodi- (2-methylbutyronitrile), 2,5-dimethyl-2,5-di (2-ethylhexanoylperoxy) -hexane, 1,1,3,3-tetramethylbutylperoxy-2- ethylhexanoate, tert-amyl peroxy-2-ethylhexanoate, dibenzoyl peroxide, tert-butyl peroxy-2-ethylhexanoate, tert-butyl peroxydiethyl acetate, tert-butyl peroxyisobutyrate, 1,1-di- (tert.- butylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,1 -di (tert-butylperoxy) -cyclohexane, tert-amyl-peroxy-2-ethylhexyl carbonate, rt.-butyl-peroxy-3,5,5- trimethylhexanoate, 2,2-di- (tert-butylperoxy) -butane, tert-butylperoxyisopropyl carbonate, tert-butyl peroxy-2-ethylhexyl carbonate, tert-butyl peroxyacetate, tert-butyl peroxybenzoate, di-tert .-amyl peroxide, dicumyl peroxide, di- (2-tert-butyl-peroxyisopropyl) -benzene, 2,5-dimethyl-2,5-di- (tert-butylperoxy) -hexane, tert-butylcumyl-peroxide , 2,5-dimethyl-2,5-di (tert-butylperoxy) hexyn-3, di-tert-butyl-peroxide, 3,6,9-triethyl-3,6,9-trimethyl-1,4 , 7-triperoxonane.

Besonders bevorzugt sind Dilauroyl-peroxid und Di-(4-tert.-butyl-cyclohexyl)-peroxydicarbonat.Dilauroyl peroxide and di- (4-tert-butyl-cyclohexyl) peroxydicarbonate are particularly preferred.

Die Menge des Radikalinitiators liegt beispielsweise im Bereich von etwa 0,5 bis 20 Gew.-%, bevorzugt etwa 1-10 Gew.%, bezogen auf die Gesamtmischung der Bestandteile des reaktiven Klebstoffs. Am stärksten bevorzugt werden etwa 5 bis 10 Gew.-% Radikalinitiator, bezogen auf die Gesamtmischung der Bestandteile des reaktiven Klebstoffs, eingesetzt. Die Gesamtmischung der Bestandteile der reaktiven Klebstoffs steht hier für die gesamte Menge der eingesetzten Komponenten, die die reaktiven Monomere und/oder Reaktivharze, die Aktivatoren, die Radikalinitiatoren, die polymere Filmbildner-Matrix und gegebenenfalls weiterer - optional vorliegender - Komponenten einschließen, die als Summe (in Gew.%) erhalten wird.The amount of the radical initiator is, for example, in the range from about 0.5 to 20% by weight, preferably about 1-10% by weight, based on the total mixture of the constituents of the reactive adhesive. Most preferably about 5 to 10% by weight of free radical initiator, based on the total mixture of the constituents of the reactive adhesive, is used. The total mixture of the constituents of the reactive adhesive stands for the total amount of the components used, which include the reactive monomers and / or reactive resins, the activators, the radical initiators, the polymeric film-forming matrix and, if appropriate, further - optionally present - components which, as a sum (in wt.%) Is obtained.

Wie hierin verwendet, soll die reaktive Komponente - also reaktives Monomer oder Reaktivharz - für ein oder mehrere Monomere und/oder ein oder mehrere Harze stehen, das beziehungsweise die insbesondere zu einer Radikalkettenpolymerisation in der Lage ist. Erfindungsgemäß ist die reaktive Komponente beziehungsweise sind die Bestandteile der reaktiven Komponente ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Acrylsäure, Acrylsäureester, Methacrylsäure, Methacrylsäureester, Diacrylate, Dimethacrylate, Triacrylate, Trimethacrylate, höher funktionelle Acrylate, höher funktionelle Methacrylate, Vinylverbindungen und/oder oligomeren oder polymeren Verbindungen mit Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen.
In vorteilhafter Vorgehensweise der Erfindungsausführung A2 ist die reaktive Komponente beziehungsweise sind die Bestandteile der reaktiven Komponente ausgewählt aus den Vertretern der Gruppe, bestehend aus: Methylmethacrylat (CAS-Nr. 80-62-6), Methacrylsäure (CAS-Nr. 79-41-4 ), Cyclohexylmethacrylat (CAS-Nr. 101-43-9), Tetrahydrofurfuryl-methacrylat (CAS-Nr. 2455-24-5), 2-Phenoxyethylmethacrylat (CASNr. 10595-06-9), Hydroxyalkylmethacrylate, insbesondere 2-Hydroxyethylmethacrylat (CAS-Nr. 868-77-9), 2-Hydroxypropylmethacrylat (CAS-Nr. 923-26-2 und 27813-02-1 ), 4-Hydroxybutylmethacrylat (CAS-Nr. 29008-35-3 und 997-46-6), Di-(ethylenglykol)methylethermethacrylat (CAS-Nr. 45103-58-0) und/oder Ethylenglykoldimethacrylat (CAS-Nr. 97-90-5).
In einer weiteren vorteilhaften Vorgehensweise der Erfindungsausführung A2 enthält der reaktive Klebstoff eine Mischung von Cyclohexylmethacrylat, Tetrahydrofurfurylmethacrylat, Methacrylsäure und Ethylenglykoldimethacrylat als zu polymerisierende, reaktive Monomere. In einer weiteren bevorzugten, erfindungsgemäßen Ausführungsform enthält der reaktive Klebstoff eine Mischung von 2-Phenoxyethylmethacrylat, 2-Hydroxyethylmethacrylat, 2-Hydroxypropylmethacrylat und Ethylenglykoldimethacrylat als zu polymerisierende, reaktive Monomere.
In einer weiteren vorteilhaften Vorgehensweise der Erfindungsausführung A2 enthält der reaktive Klebstoff eine Mischung von 2-Phenoxyethylmethacrylat, 2-Hydroxyethylmethacrylat und Ethylenglykoldimethacrylat als zu polymerisierende, reaktive Monomere. In einer weiteren vorteilhaften Vorgehensweise der Erfindungsausführung A2 enthält der reaktive Klebstoff 2-Phenoxyethylmethacrylat als zu polymerisierendes, reaktives Monomer. In einer weiteren vorteilhaften Vorgehensweise der Erfindungsausführung A2 enthält der reaktive Klebstoff eine Mischung von Methylmethacrylat, Methacrylsäure und Ethylenglykoldimethacrylat als zu polymerisierende, reaktive Monomere.
In einer weiteren vorteilhaften Vorgehensweise der Erfindungsausführung A2 enthält der reaktive Klebstoff eine Mischung von 2-Phenoxyethylmethacrylat und Ethylenglykoldimethacrylat als zu polymerisierende, reaktive Monomere.
In einer weiteren vorteilhaften Vorgehensweise der Erfindungsausführung A2 enthält der reaktive Klebstoff eine Mischung von Di-(ethylenglykol)methylethermethacrylat und Ethylenglykoldimethacrylat als zu polymerisierende, reaktive Monomere.
As used herein, the reactive component - that is, reactive monomer or reactive resin - is intended to stand for one or more monomers and / or one or more resins that are particularly capable of free-radical chain polymerization. According to the invention, the reactive component or the constituents of the reactive component are selected from the group consisting of acrylic acid, acrylic acid esters, methacrylic acid, methacrylic acid esters, diacrylates, dimethacrylates, triacrylates, trimethacrylates, higher functional acrylates, higher functional methacrylates, vinyl compounds and / or oligomeric or polymeric ones Compounds with carbon-carbon double bonds.
In an advantageous procedure of the invention embodiment A2, the reactive component or the constituents of the reactive component are selected from the representatives of the group consisting of: methyl methacrylate (CAS No. 80-62-6), methacrylic acid (CAS No. 79-41- 4), cyclohexyl methacrylate (CAS No. 101-43-9), tetrahydrofurfuryl methacrylate (CAS No. 2455-24-5), 2-phenoxyethyl methacrylate (CAS No. 10595-06-9), hydroxyalkyl methacrylates, especially 2-hydroxyethyl methacrylate (CAS No. 868-77-9), 2-hydroxypropyl methacrylate (CAS No. 923-26-2 and 27813-02-1), 4-hydroxybutyl methacrylate (CAS No. 29008-35-3 and 997-46 -6), di- (ethylene glycol) methyl ether methacrylate (CAS No. 45103-58-0) and / or ethylene glycol dimethacrylate (CAS No. 97-90-5).
In a further advantageous procedure of embodiment A2 of the invention, the reactive adhesive contains a mixture of cyclohexyl methacrylate, tetrahydrofurfuryl methacrylate, methacrylic acid and ethylene glycol dimethacrylate as reactive monomers to be polymerized. In a further preferred embodiment according to the invention, the reactive adhesive contains a mixture of 2-phenoxyethyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate and ethylene glycol dimethacrylate as reactive monomers to be polymerized.
In a further advantageous procedure of embodiment A2 of the invention, the reactive adhesive contains a mixture of 2-phenoxyethyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate and ethylene glycol dimethacrylate as reactive monomers to be polymerized. In a further advantageous procedure of embodiment A2 of the invention, the reactive adhesive contains 2-phenoxyethyl methacrylate as the reactive monomer to be polymerized. In a further advantageous procedure of embodiment A2 of the invention, the reactive adhesive contains a mixture of methyl methacrylate, methacrylic acid and ethylene glycol dimethacrylate as reactive monomers to be polymerized.
In a further advantageous procedure of embodiment A2 of the invention, the reactive adhesive contains a mixture of 2-phenoxyethyl methacrylate and ethylene glycol dimethacrylate as reactive monomers to be polymerized.
In a further advantageous procedure of embodiment A2 of the invention, the reactive adhesive contains a mixture of di- (ethylene glycol) methyl ether methacrylate and ethylene glycol dimethacrylate as reactive monomers to be polymerized.

Als Reaktivharz(e) können oligomere mono-, di-, tri- und höher funktionalisierte (Meth)acrylate ausgewählt werden. Sehr vorteilhaft werden diese im Gemisch mit zumindest einem reaktiven Monomer eingesetzt.Oligomeric mono-, di-, tri- and more highly functionalized (meth) acrylates can be selected as reactive resin (s). These are very advantageously used in a mixture with at least one reactive monomer.

In vorteilhafter Weise umfasst die radikalisch härtbare Klebstoffschicht weiterhin einen Filmbildner, wie eingangs eingeführt. Die vorgenannten Monomere und/oder Reaktivharze können dementsprechend mit einem oder mehreren filmbildenden Polymer(en) - wie z.B. einem thermoplastischen Polyurethan, wie z.B. Desmomelt 530®, oder einem oder mehreren anderen der eingangs genannten Matrixpolymere - kombiniert werden.The free-radically curable adhesive layer advantageously further comprises a film former, as introduced at the beginning. The aforementioned monomers and / or reactive resins can accordingly be mixed with one or more film-forming polymer (s) - e.g. a thermoplastic polyurethane, e.g. Desmomelt 530®, or one or more of the other matrix polymers mentioned at the beginning - can be combined.

Die Menge der reaktiven Komponente(n) liegt vorteilhaft im Bereich von etwa 20 bis 100 Gew.%, bevorzugt etwa 40 bis 80 Gew.%, bezogen auf die Gesamtmischung der Bestandteile des reaktiven Klebstoffs. Am stärksten bevorzugt werden etwa 40 bis 60 Gew. % an reaktiven Komponenten (also des reaktiven Monomers beziehungsweise der reaktiven Monomere beziehungsweise des Reaktivharzes beziehungsweise der Reaktivharze beziehungsweise von Kombinationen hiervon), bezogen auf die Gesamtmischung der Bestandteile des reaktiven Klebstoffs, eingesetzt. Die Gesamtmischung der Bestandteile des reaktiven Klebstoffs ist - wie vorstehend definiert - die gesamte Menge der eingesetzten Komponenten, die die reaktiven Monomere und/oder Reaktivharze, die Aktivatoren, die Radikalinitiatoren, die polymere Filmbildner-Matrix und gegebenenfalls weiterer - optional vorliegender - Komponenten einschließen, die als Summe (in Gew.%) erhalten wird.The amount of the reactive component (s) is advantageously in the range from about 20 to 100% by weight, preferably from about 40 to 80% by weight, based on the total mixture of the constituents of the reactive adhesive. Most preferably about 40 to 60% by weight of reactive components (i.e. of the reactive monomer or the reactive monomers or the reactive resin or the reactive resins or combinations thereof), based on the total mixture of the constituents of the reactive adhesive, are used. The total mixture of the constituents of the reactive adhesive is - as defined above - the total amount of the components used, which include the reactive monomers and / or reactive resins, the activators, the free radical initiators, the polymeric film-forming matrix and, if applicable, further - optionally present - components, which is obtained as the sum (in% by weight).

Als Aktivator für den radikalisch härtbaren Klebstoff wird vorteilhaft ein Mangan(II)-Komplex, ein Eisen(II)-Komplex oder ein Kobalt(II)Komplex, jeweils mit einer Verbindung, ausgewählt aus Porphyrin, Porphyrazin oder Phthalocyanin oder einem Derivat einer dieser Verbindungen, als Ligand bereitgestellt.A manganese (II) complex, an iron (II) complex or a cobalt (II) complex, each with a compound selected from porphyrin, porphyrazine or phthalocyanine or a derivative of one of these compounds, is advantageously used as an activator for the free-radically curable adhesive , provided as a ligand.

In der vorliegenden Erfindung ist dem reaktiven Klebstoff - der bevorzugt als Klebefilm vorliegt - ein Aktivator zugesetzt, der eine Komplexverbindung mit einem Mangan-, Eisen- oder Kobalt-Ion als Zentralatom und einer Kohlenstoff-Stickstoff-Doppelbindungen enthaltenden Verbindung als Liganden umfasst. Die Kohlenstoff-Stickstoff-Doppelbindungen enthaltende Verbindung liegt dabei in der Komplexverbindung anionisch vor. Das Mangan-, Eisen- oder Kobalt-Ion ist in der Komplexverbindung zweifach positiv geladen, während die Kohlenstoff-Stickstoff-Doppelbindungen enthaltende Verbindung zweifach negativ geladen ist. Das Mangan-, Eisen- oder Kobalt-Ion ersetzt in der Komplexverbindung jeweils zwei Wasserstoff-Atome, die der Ligand vor der Umsetzung zur Komplexverbindung an den Stickstoff-Atomen getragen hat.In the present invention, an activator is added to the reactive adhesive - which is preferably present as an adhesive film - which comprises a complex compound with a manganese, iron or cobalt ion as the central atom and a compound containing carbon-nitrogen double bonds as ligand. The compound containing carbon-nitrogen double bonds is present in the complex compound in anionic form. The manganese, iron or cobalt ion is doubly positively charged in the complex compound, while the compound containing carbon-nitrogen double bonds is doubly negatively charged. The manganese, iron or cobalt ion replaces two hydrogen atoms in the complex compound that the ligand carried on the nitrogen atoms before the conversion to the complex compound.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung im Sinne der Ausführungsform A2 hat der Ligand eine cyclische Struktur, bevorzugt eine Porphyrin-, Porphyrazin- oder Phthalocyanin-Ringstruktur. Diese Strukturen sind als Gerüststrukturen zu verstehen. Die Liganden können gegebenenfalls Substituenten anstelle der an Kohlenstoff-Atome gebundenen H-Atome tragen. In diesem Fall spricht man von Derivaten dieser Verbindungen. Geeignete Substituenten sind ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Fluor, Chlor, Brom, lod, Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, Butyl, tert.-Butyl, -OH, -NH2, -N02. Ein besonders geeigneter Aktivator umfasst Eisen(II)-phthalocyanin (CAS-Nr. 132-16-1 ).In a preferred embodiment of the invention in terms of embodiment A2, the ligand has a cyclic structure, preferably a porphyrin, porphyrazine or phthalocyanine ring structure. These structures are to be understood as framework structures. The ligands can optionally carry substituents instead of the H atoms bonded to carbon atoms. In this case one speaks of derivatives of these compounds. Suitable substituents are selected from the group consisting of fluorine, chlorine, bromine, iodine, methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, tert-butyl, -OH, -NH2, -N02. A particularly suitable activator includes iron (II) phthalocyanine (CAS No. 132-16-1).

Die Menge des Aktivators liegt erfindungsgemäß im Bereich von größer 0 bis etwa 10 Gew.%, bevorzugt etwa 0, 1-5,0 Gew.%. Am stärksten bevorzugt werden etwa 0,2-3,0 Gew.%, noch bevorzugter 0,5-2,0 Gew.% Aktivator, bezogen auf die Gesamtmischung der Bestandteile des reaktiven Klebstoffs, eingesetzt. Die Gesamtmischung der Bestandteile des reaktiven Klebstoffs ist wie vorstehend definiert.According to the invention, the amount of activator is in the range from greater than 0 to about 10% by weight, preferably about 0.1-5.0% by weight. Most preferably about 0.2-3.0% by weight, even more preferably 0.5-2.0% by weight, of activator, based on the total mixture of the constituents of the reactive adhesive, are used. The total mixture of the constituents of the reactive adhesive is as defined above.

In bevorzugten Varianten der Ausführung A2 ist der Klebefilm mehrschichtig, bevorzugt aufgebaut aus mehreren Schichten des erfindungsgemäß verwendeten Klebstoffs, und insbesondere in der Art, dass Initiator und/oder Aktivator nicht in allen Schichten des Films enthalten ist. Besonders bevorzugt ist der Initiator in der in der Verklebung der strahlungsabsorbierenden Schicht zugewandten Oberflächenschicht des Klebefilms angeordnet.In preferred variants of embodiment A2, the adhesive film is multilayered, preferably composed of several layers of the adhesive used according to the invention, and in particular such that initiator and / or activator is not contained in all layers of the film. The initiator is particularly preferably arranged in the surface layer of the adhesive film facing the radiation-absorbing layer in the bond.

Zweites SubstratSecond substrate

An das zweite zu verklebende Substrat sind grundsätzlich keine besonderen Anforderungen zu stellen, insbesondere kann dieses alle gewünschten Formen annehmen und auch dreidimensional ausgebildet sein. Das zweite Substrat kann für die eingestrahlte Strahlung vollständig durchlässig, teildurchlässig oder undurchlässig sein.
In einer vorteilhaften Weise ist das zweite Substrat für die verwendete Strahlung, etwa das Laserlicht, undurchlässig. Als Beispiele derartiger Materialien seien entsprechende Keramiken, Metalle und auch entsprechende Kunststoffe genannt.
Besonders bevorzugt ist das zweite Substrat ausgewählt aus Aluminium, insbesondere anodisiertes Aluminium, Edelstahl, Polyamid, Polycarbonat, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer und glasfaserverstärkter Kunststoff.
In principle, there are no special requirements to be placed on the second substrate to be bonded; in particular, it can assume all desired shapes and also be designed in three dimensions. The second substrate can be completely transparent, partially transparent or impermeable to the radiated radiation.
In an advantageous manner, the second substrate is opaque to the radiation used, for example the laser light. Corresponding ceramics, metals and also corresponding plastics may be mentioned as examples of such materials.
The second substrate is particularly preferably selected from aluminum, in particular anodized aluminum, stainless steel, polyamide, polycarbonate, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer and glass fiber reinforced plastic.

Vorteilhafte VerfahrensführungenAdvantageous procedures

Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorteilhaft derart geführt werden, dass die Temperatur in der strahlungsabsorbierenden Schicht mittels eines Pyrometers (Strahlungsthermometers) gemessen wird. Diese Vorgehensweise kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren besonders vorteilhaft eingesetzt werden, da die strahlungsabsorbierende Schicht in der Regel dünn und gut wärmeleitend ist, so dass von der Temperatur dieser Schicht auf die Temperatur an der Grenzfläche geschlossen werden kann, die dort die Frontalpolymerisation initiiert.The method according to the invention can advantageously be carried out in such a way that the temperature in the radiation-absorbing layer is measured by means of a pyrometer (radiation thermometer). This procedure can be used particularly advantageously in the method according to the invention, since the radiation-absorbing layer is usually thin and has good thermal conductivity, so that the temperature of this layer can be used to infer the temperature at the interface that initiates the frontal polymerization there.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Frontalpolymerisation durch Temperaturerhöhung beschleunigt. Die maximal mögliche Temperatur ist dabei eine solche, bei der Substrate, strahlungsabsorbierende Schicht und Klebstoff nicht geschädigt werden. Bevorzugt liegt die im erfindungsgemäßen Verfahren maximal erreichte Temperatur bei 100 °C (so dass die Temperaturregelung also derart gestaltet wird, dass diese Maximaltemperatur nicht überschritten wird).
Bevorzugt bleibt die Temperatur unterhalb von 60 °C, um thermische Spannungen in den verklebten Substraten und der Klebstofffuge, die beim Abkühlen nach der Reaktion durch unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten entstehen, gering zu halten.
In a further advantageous embodiment of the method according to the invention, the frontal polymerization is accelerated by increasing the temperature. The maximum possible temperature is one at which the substrates, radiation-absorbing layer and adhesive are not damaged. The maximum temperature reached in the method according to the invention is preferably 100 ° C. (so that the temperature control is therefore designed in such a way that this maximum temperature is not exceeded).
The temperature preferably remains below 60 ° C. in order to keep the thermal stresses in the bonded substrates and the adhesive joint, which arise during cooling after the reaction due to different thermal expansion coefficients, low.

Experimenteller TeilExperimental part

Prüfmethoden:Test methods:

Ausstoßfestigkeit (Push-out)Push-out resistance

Der Push-Out-Test (1) ermöglicht Aussagen über die Verklebungsfestigkeit eines Klebeprodukts in Richtung der Klebschichtnormalen. Dazu wird ein quadratisches Substrat (1) mit Kantenlänge 21 mm mit der zu untersuchenden Klebstoffschicht auf einem zweiten Substrat (2) verklebt. Das zweite Substrat weist eine kreisförmige Bohrung mit einem Durchmesser von 9 mm auf, das erste Substrat wurde zentriert mit der Klebstoffschicht über dieser Bohrung appliziert. Die Klebstoffschicht hat ebenfalls quadratische Geometrie mit einer Kantenlänge von 21 mm, bedeckt also die gesamte Oberfläche des Substrats (1). Es wurde ein Verbund aus dem Substrat (1) Floatglas (Dicke 5 mm) mit strahlungsabsorbierender Schicht und Substrat (2) Polycarbonat (Macrolon 099, 3 mm dick) ohne strahlungsabsorbierende Schicht untersucht.
Als strahlungsabsorbierende Schicht war UV gehärtete schwarze Tinte (Marabu UVG3C) in einer Schichtdicke von etwa 15 µm mittels Siebdruck auf das Substrat (1) aufgebracht (Corona-Vorbehandlung mittels Tantec Spot-Tec, UV-Härtung mittels Quecksilber-Mitteldruckstrahler in einem UV-Cube der Fa. Hönle (Dosis 300 mJ/cm2)) Die Klebstoffschicht wird bei 23 °C als Transferklebeband auf die strahlungsabsorbierende Schicht auf Substrat (1) auflaminiert und der Verbund (Substrat (1) und Klebeband) anschließend auf Substrat (2) laminiert. Anschließend wird der Gesamtverbund unter Druckeinwirkung (Kraft 50 N, Zeit, 10 s) verpresst.
Mittels eines zylindrischen Stempels (Durchmesser 7 mm), der in eine Zugprüfmaschine eingespannt ist, wird durch das Loch in Substrat (2) auf den Verbund (Substrat (1) und Klebeband) gedrückt und so eine Kraft auf die Klebefuge im Verbund ausgeübt. Substrat (2) wird derart in der Zugprüfmaschine fixiert, dass eine möglichst allseitige, flächige Auflage/Fixierung gewährleistet ist, wobei Substrat (1) frei durch den Stempel herausgedrückt werden kann. Die Prüfgeschwindigkeit liegt bei 10 mm/s. Aufgenommen wird diejenige Kraft, bei der die Verklebung versagt und Substrat (1) von Substrat (2) gelöst wird. Die Kraft wird auf die Verklebungsfläche (377 mm2) bezogen, so dass Push-Out-Festigkeiten in Einheiten von N/mm2 resultieren.
Das Prüfklima ist 23°C und 50% relative Luftfeuchtigkeit, die Prüfkörper werden nach der Laserbestrahlung 120 h im Prüfklima gelagert. Die Ergebnisse sind Mittelwerte aus drei Einzelprüfungen und werden in N/mm2 (MPa) angegeben.
The push-out test ( 1 ) enables statements to be made about the bond strength of an adhesive product in the direction of the normal to the adhesive layer. To do this, a square substrate ( 1 ) with an edge length of 21 mm with the adhesive layer to be examined on a second substrate ( 2 ) glued. The second substrate has a circular hole with a diameter of 9 mm, the first substrate was applied centered with the adhesive layer over this hole. The adhesive layer also has a square geometry with an edge length of 21 mm, i.e. it covers the entire surface of the substrate ( 1 ). A composite was made from the substrate ( 1 ) Float glass (thickness 5 mm) with radiation-absorbing layer and substrate ( 2 ) Polycarbonate (Macrolon 099, 3 mm thick) without a radiation-absorbing layer examined.
The radiation-absorbing layer was UV cured black ink (Marabu UVG3C) in a layer thickness of about 15 µm using screen printing on the substrate ( 1 ) (Corona pretreatment using Tantec Spot-Tec, UV curing using a medium-pressure mercury lamp in a UV cube from Hönle (dose 300 mJ / cm 2 )) The adhesive layer is applied as adhesive transfer tape to the radiation-absorbing layer at 23 ° C on substrate ( 1 ) and the composite (substrate ( 1 ) and tape) then on substrate ( 2 ) laminated. The entire composite is then pressed together under the action of pressure (force 50 N, time, 10 s).
Using a cylindrical punch (diameter 7 mm) clamped in a tensile testing machine, the hole in the substrate ( 2 ) onto the composite (substrate ( 1 ) and adhesive tape) and thus exerted a force on the adhesive joint in the composite. Substrate ( 2 ) is fixed in the tensile testing machine in such a way that a flat support / fixing on all sides is guaranteed, whereby substrate ( 1 ) can be pushed out freely through the stamp. The test speed is 10 mm / s. The force at which the bond fails and the substrate ( 1 ) of substrate ( 2 ) is solved. The force is related to the bond area (377 mm 2 ), so that push-out strengths result in units of N / mm 2 .
The test climate is 23 ° C. and 50% relative humidity, the test specimens are stored in the test climate for 120 h after the laser irradiation. The results are mean values from three individual tests and are given in N / mm 2 (MPa).

KlebkraftBond strength

Die Klebkräfte wurden analog ISO 29862 (Methode 3) bei 23 °C und 50 % relativer Luftfeuchte bei einer Abzugsgeschwindigkeit von 300 mm/min und einem Abzugswinkel von 180° bestimmt. Die Dicke der Klebstoffschicht betrug dabei jeweils 100 µm. Als Verstärkungsfolie wurde eine geätzte PET-Folie mit einer Dicke von 50 µm verwendet, wie sie von der Fa. Coveme (Italien) erhältlich ist. Als Substrat wurden Stahlplatten entsprechend der Norm verwendet. Die Verklebung des Messstreifens wurde dabei mittels einer Anrollmaschine mit 4 kg bei einer Temperatur von 23 °C vorgenommen. Die Klebebänder wurden sofort nach der Applikation abgezogen. Der Messwert (in N/cm) ergab sich als Mittelwert aus drei Einzelmessungen.The bond strengths were determined analogously to ISO 29862 (method 3) at 23 ° C. and 50% relative humidity at a peel speed of 300 mm / min and a peel angle of 180 °. The thickness of the adhesive layer was 100 μm in each case. An etched PET film with a thickness of 50 μm, such as is available from Coveme (Italy), was used as the reinforcement film. Steel plates according to the standard were used as the substrate. The measuring strip was bonded by means of a Rolling machine made with 4 kg at a temperature of 23 ° C. The adhesive tapes were peeled off immediately after application. The measured value (in N / cm) was the mean value from three individual measurements.

Halbwertszeit/HalbwertszeittemperaturenHalf-life / half-life temperatures

Die Gleichung für den thermischen Zerfall von Initiatoren (Reaktion erster Ordnung) lautet: [ l ] = [ l 0 ] e - kt

Figure DE102019208668A1_0001
mit

[I0]
= Ausgangskonzentration des Initiators (zum Zeitpunkt des Starts des I nitiatorzerfalls)
[I]
= Konzentration des Initiators zur Zeit t
t
= Zeit seit Start des Initiatorzerfalls; in s
The equation for the thermal decomposition of initiators (first order reaction) is: [ l ] = [ l 0 ] e - kt
Figure DE102019208668A1_0001
With
[I 0 ]
= Initial concentration of the initiator (at the time of the start of the initiator disintegration)
[I]
= Concentration of the initiator at time t
t
= Time since initiator disintegration started; in s

Die Bestimmung der Aktivierungsenergie Ea des Zerfalls von Initiatoren (Initiator-Dissoziation) und des Frequenzfaktors Z (präexponentieller Faktor) wird mittels dynamischer Differenzkalorimetrie/ Thermischer Aktivitätsüberwachung (englisch-wissenschaftlich: differential scanning calorimetry - thermal activity monitoring, Abkürzung: DSCTAM) nach ASTM E698 - 18 durchgeführt. Für eine Vielzahl von Initiatoren sind die entsprechenden Aktivierungsenergien Ea und Frequenzfaktoren Z zudem in der Literatur beziehungsweise in Listen der betreffenden Anbieter gelistet. Mittels der Aktivierungsenergie Ea der Initiator-Dissoziation und dem Arrhenius-Frequenzfaktor Z wird die Halbwertszeit über die Arrhenius-Gleichung berechnet: t 1 / 2 = ln 2 /k

Figure DE102019208668A1_0002
mit k = Z e - Ea/RT
Figure DE102019208668A1_0003
wobei

k
= Geschwindigkeitskonstante der Dissoziation des Initiators; in s-1
Z
= Arrhenius-Frequenzfaktor; in s-1
Ea
= Aktivierungsenergie der Initiator-Dissoziation; in J/mol
R
= 8.3142 J/(mol.K)
T
= Temperatur, in K
t1/2
= Halbwertszeit, in s
The determination of the activation energy Ea of the decay of initiators (initiator dissociation) and the frequency factor Z (pre-exponential factor) is carried out by means of dynamic differential calorimetry / thermal activity monitoring (English-scientific: differential scanning calorimetry - thermal activity monitoring, abbreviation: DSCTAM) according to ASTM E698 - 18 carried out. For a large number of initiators, the corresponding activation energies Ea and frequency factors Z are also listed in the literature or in lists of the providers concerned. Using the activation energy Ea of the initiator dissociation and the Arrhenius frequency factor Z, the half-life is calculated using the Arrhenius equation: t 1 / 2 = ln 2 / k
Figure DE102019208668A1_0002
with K = Z e - Ea / RT
Figure DE102019208668A1_0003
in which
k
= Rate constant of the dissociation of the initiator; in s -1
Z
= Arrhenius frequency factor; in s -1
Ea
= Activation energy of initiator dissociation; in J / mol
R.
= 8.3142 J / (mol.K)
T
= Temperature, in K
t 1/2
= Half-life, in s

Der Zerfallsprozess und dementsprechend dessen Halbwertszeit ist temperaturabhängig. Entsprechend lassen sich für Zerfallsprozesse solche Temperaturen T(t1/2') (sogenannte Halbwertszeittemperaturen) bestimmen, bei denen die Halbwertszeit t1/2 des entsprechenden Zerfalls gerade eine bestimmte Größe t1/2' (zum Beispiel 1 min) annimmt; also t1/2 = t1/2'. Schreibkonvention für eine Halbwertszeit von 1 min: T(t1/2') = T(t1/2 = 1 min) für t1/2 = t1/2' = 1 min.The decay process and, accordingly, its half-life is temperature-dependent. Correspondingly, such temperatures T (t 1/2 ') (so-called half-life temperatures) can be determined for decay processes at which the half-life t 1/2 of the corresponding decay just assumes a certain size t 1/2 ' (for example 1 min); so t 1/2 = t 1/2 '. Writing convention for a half-life of 1 min: T (t 1/2 ') = T (t 1/2 = 1 min) for t 1/2 = t 1/2 ' = 1 min.

Beispiele:Examples:

Verwendete Rohstoffe.Raw materials used.

Desmomelt 530Desmomelt 530 Weitgehend lineares Hydroxylpolyurethan. Desmomelt 530 ist ein stark kristallisierendes, elastisches Polyurethan sehr geringer Thermoplastizität der Firma Bayer MaterialScience. Die Schmelzenthalpie gemessen mit DSC beträgt 54,7 J/g.Largely linear hydroxyl polyurethane. Desmomelt 530 is a strongly crystallizing, elastic polyurethane with very low thermoplasticity from Bayer MaterialScience. The enthalpy of fusion measured by DSC is 54.7 J / g. Araldite ECN 1299Araldite ECN 1299 festes Epoxy-Kresol-Novolak der Firma Huntsman mit mit einem Gewicht pro Epoxid von 206 - 230 g/eq und einer Erweichungstemperatur (DIN51920) von 85 bis 100 °Csolid epoxy-cresol-novolak from Huntsman with a weight per epoxy of 206-230 g / eq and a softening temperature (DIN51920) of 85 to 100 ° C Epikote 828 LVELEpikote 828 LVEL Destilliertes Difunktionelles Bisphenol-A / epichlorhydrin Flüssigepoxid mit einem Gewicht pro Epoxid von 185 bis 192 g/eq der Firma Hexion. Viskosität bei 25 °C von 10 bis 12 Pa s.Distilled difunctional bisphenol-A / epichlorohydrin liquid epoxide with a weight per epoxide of 185 to 192 g / eq from Hexion. Viscosity at 25 ° C from 10 to 12 Pa s. K-PURE CXC 1614K-PURE CXC 1614 kationischer, thermisch aktivierter Ammoniumtriflat-Initiator von der Firma King-Industries mit einer Aktivierungstemperatur von etwa 123 °CCationic, thermally activated ammonium triflate initiator from King Industries with an activation temperature of about 123 ° C Epiclon N-673Epiclon N-673 Festes o-Cresol-Novolak-Epoxidharz der Firma DIC mit einem Gewicht pro Epoxid von 208 bis 212 g/eq., Erweichungstemperatur (DIN51920) 75 bis 79 °CSolid o-cresol novolak epoxy resin from DIC with a weight per epoxy of 208 to 212 g / eq., Softening temperature (DIN51920) 75 to 79 ° C Voranol P400Voranol P400 Polypropylenglycol-Homopolymer-Diol mit einem gewichtsmitttleren Molekulargewicht von etwa 400 g/molPolypropylene glycol homopolymer diol with a weight average molecular weight of about 400 g / mol PKHBPKHB festes Phenoxyharz (Polymer aus Epichlorhydrin und Bisphenol A mit endständigen und an der Kette wiederholten Hydroxylgruppen) der Firma Inchem; gewichtsmittleres Molekulargewicht von etwa 32.000 g/molsolid phenoxy resin (polymer made from epichlorohydrin and bisphenol A with terminal hydroxyl groups that are repeated on the chain) from Inchem; weight average molecular weight of about 32,000 g / mol Ajicure PN-23Ajicure PN-23 fester Amin-Adduct-Härter der Fa. Ajinomoto aus Bisphenol-A-Epoxidharz (epoxy equivalent 184-194 g/eq), 2-ethyl-4-methylimidazole and phthalic anhydride, mit einem Erweichungspunkt von 100 - 105 °C.Solid amine adduct hardener from Ajinomoto made from bisphenol A epoxy resin (epoxy equivalent 184-194 g / eq), 2-ethyl-4-methylimidazole and phthalic anhydride, with a softening point of 100-105 ° C. Polymer APolymer A Homopolymer aus 3,4-Epoxycyclohexylmethylmethacrylat mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von 15.900 g/mol, hergestellt entsprechend Beispiel A in der DE 10 2016 207 548 A1 ; Die Glasübergangstemperatur des ungehärteten Polymers betrug 32 °C (erste Aufheizrampe) beziehungsweise 72 °C (zweite Aufheizrampe )Homopolymer of 3,4-epoxycyclohexylmethyl methacrylate with a weight average molecular weight of 15,900 g / mol, prepared according to Example A in FIG DE 10 2016 207 548 A1 ; The glass transition temperature of the uncured polymer was 32 ° C (first heating ramp) and 72 ° C (second heating ramp) Dynasilan GLYEODynasilan GLYEO 3-Glycidyloxypropyltriethoxysilan der Fa. Evonik3-glycidyloxypropyltriethoxysilane from Evonik 2-Phenoxyethylmethacrylat2-phenoxyethyl methacrylate Sigma-AldrichSigma-Aldrich 2-Hydroxyethylmethacrylat2-hydroxyethyl methacrylate Sigma-AldrichSigma-Aldrich 2-Hydroxypropylmethacrylat2-hydroxypropyl methacrylate Sigma-AldrichSigma-Aldrich N-VinylcaprolactamN-vinyl caprolactam Sigma-AldrichSigma-Aldrich EthylenglykoldimethacrylatEthylene glycol dimethacrylate Sigma-AldrichSigma-Aldrich Eisen(II)-phthalocyaninIron (II) phthalocyanine Sigma-Aldrich, Reinheit ca. 90%Sigma-Aldrich, purity approx. 90% Pergan LPPergan LP Dilauroyl-Peroxid mit einer Halbwertszeittemperatur (1 min) von 117 °CDilauroyl peroxide with a half-life temperature (1 min) of 117 ° C UVG3CUVG3C UV gehärtete schwarze Tinte der Firma Marabu, Spezifikationen gemäß ,Technical Data Sheet Ultra Glass UVG3C, Vers. 4, 08.12.2015, Marabu GmbH, Tamm'UV cured black ink from Marabu, specifications according to, Technical Data Sheet Ultra Glass UVG3C, Vers. 4, December 8th, 2015, Marabu GmbH, Tamm '

Erfindungsgemäße Klebmassen (Beispiele E1 bis E3 und A1) und Vergleichsklebmassen (Beispiele V1 bis V3) wurden gemäß den in untenstehender Tabelle angegebenen Zusammensetzungen wie folgt hergestellt und den angegebenen Prüfmethoden unterzogen.Adhesives according to the invention (Examples E1 to E3 and A1) and comparative adhesives (Examples V1 to V3) were prepared as follows in accordance with the compositions given in the table below and subjected to the test methods given.

Klebstoffe:Adhesives:

Epoxidbasierter Klebstoff:Epoxy based adhesive:

Die Herstellung der Haftklebemassen beziehungsweise Klebemassen (Vergleichsbeispiel 2 nicht haftklebrig) erfolgte im Labor durch Lösen des Polyurethans in Butanon bei 23 °C. Anschließend wurde(n) das beziehungsweise die Reaktivharz(e) und gegebenenfalls vorhandenen weiteren Komponenten (vgl. Tabelle) zugegeben. Im Anschluss wurde der Härter unter starker Scherung mittels Rühren zugegeben.The PSAs or adhesives (Comparative Example 2 not pressure-sensitive) were produced in the laboratory by dissolving the polyurethane in butanone at 23 ° C. The reactive resin (s) and any further components present (see table) were then added. The hardener was then added by stirring under strong shear.

Zur Herstellung von Klebemasseschichten wurden die verschiedene Klebemassen aus einer Lösung auf einen konventionellen Liner (silikonisierte Polyesterfolie) mittels eines Laborstreichgeräts aufgebracht und getrocknet. Die Klebemassenschichtdicke nach dem Trocknen beträgt 100 ± 10 µm. Die Trocknung erfolgte jeweils zunächst bei RT für 10 Minuten und 30 Minuten bei 65 °C in einem Labortrockenschrank. Die getrockneten Klebemasseschichten wurden jeweils unverzüglich nach dem Trocknen mit einem zweiten Liner (silikonisierte Polyesterfolie mit geringerer Trennkraft) auf der offenen Seite laminiert.To produce layers of adhesive, the various adhesives were applied from a solution to a conventional liner (siliconized polyester film) using a laboratory spreader and dried. The thickness of the adhesive layer after drying is 100 ± 10 μm. The drying took place each first at RT for 10 minutes and 30 minutes at 65 ° C. in a laboratory drying cabinet. The dried layers of adhesive were each laminated immediately after drying with a second liner (siliconized polyester film with lower release force) on the open side.

Es wurde die Ausstoßfestigkeit nach Härtung der Klebemasseschicht (Lagerzeit nach Bestrahlung 5 min und 120 h, Lagerung bei 23 °C, 50 % rF) bestimmt.The ejection resistance after curing of the adhesive layer (storage time after irradiation 5 min and 120 h, storage at 23 ° C., 50% relative humidity) was determined.

Die Härtung erfolgte mittels Erwärmung der strahlungsabsorbierenden Schicht mit einem Contineous Wave Diodenlaser LD-HEATER L10060-4 der Hamamatsu-Photonics Corporation mit einer Wellenlänge von 940 nm. Soweit nicht anders beschrieben wurden folgende Parameter eingestellt

  • • Leistung: 20 W
  • • Vorschubgeschwindigkeit 100 mm/s
  • • 1 Scan-Zyklus mit einem Strahldurchmesser von 3,2 mm und einer Spurüberlappung von 0,2 mm. Der Laser war in einem Abstand von etwa 90 mm oberhalb der Probe angeordnet.
The curing took place by heating the radiation-absorbing layer with a Contineous Wave diode laser LD-HEATER L10060-4 from Hamamatsu-Photonics Corporation with a wavelength of 940 nm. Unless otherwise described, the following parameters were set
  • • Power: 20 W
  • • Feed rate 100 mm / s
  • • 1 scan cycle with a beam diameter of 3.2 mm and a track overlap of 0.2 mm. The laser was positioned about 90 mm above the sample.

Während der Erwärmung erfolgte kein weiteres Verpressen. Beispiel: E1 E2 E3 V1 V2 Zusammensetzung Gew.-teile Gew.-teile Gew.-teile Gew.-teile Gew.-teile Desmomelt 530 20 20 15 20 50 Polymer A 50 Epon Resin 828 Epikote 828 LVEL 20 40 32,5 20 Araldite ECN1299 60 40 60 Epiclon N-673 32,5 Voranol P400 10 PKHB 10 K-PURE CXC 1614 2 2 2 1 Ajicure PN-23 15 GLYEO 3 Eigenschaften: Klebkraft ungehärtet (Stahl) [N/cm] 9 6,1 10,2 8,1 0 Ausstoßfestigkeit ungehärtet [MPa] 0,6 0,4 0,7 0,6 <0,1 Ausstoßfestigkeit 5 min [MPa] 0,7 0,4 0,7 0,6 <0,1 Ausstoßfestigkeit 120 h [MPa] 4,1 3,4 2,8 0,7 <0,1 No further pressing took place during the heating. Example: E1 E2 E3 V1 V2 composition Parts by weight Parts by weight Parts by weight Parts by weight Parts by weight Desmomelt 530 20th 20th 15th 20th 50 Polymer A 50 Epon Resin 828 Epikote 828 LVEL 20th 40 32.5 20th Araldite ECN1299 60 40 60 Epiclon N-673 32.5 Voranol P400 10 PKHB 10 K-PURE CXC 1614 2 2 2 1 Ajicure PN-23 15th GLYEO 3 Characteristics: Adhesive strength unhardened (steel) [N / cm] 9 6.1 10.2 8.1 0 Ejection strength unhardened [MPa] 0.6 0.4 0.7 0.6 <0.1 Ejection strength 5 min [MPa] 0.7 0.4 0.7 0.6 <0.1 Ejection strength 120 h [MPa] 4.1 3.4 2.8 0.7 <0.1

Es zeigte sich, dass in den Beispielen E1, E2 und E3 die Ausstoßfestigkeiten 5 min nach der Härtung im wesentlichen der der ungehärteten Klebemasse entsprechen, während nach dem Durchlaufen der kationischen Frontalpolymerisation strukturelle Festigkeiten von mehreren MPa erreicht werden.It was found that in Examples E1, E2 and E3 the ejection strengths 5 min after curing essentially correspond to that of the uncured adhesive, while structural strengths of several MPa are achieved after passing through the cationic frontal polymerization.

Vergleichsbeispiel V1 realisiert eine Imidazolhärtung, die eine vollständige Erwärmung der Klebstoffschicht erfordert, da sie keine Frontalpolymerisation darstellt. Daher ist auch nach 5 Tagen die Polymerisation nicht weiter fortgeschritten, strukturelle Festigkeiten werden nicht erreicht.Comparative example C1 realizes an imidazole hardening which requires complete heating of the adhesive layer, since it does not represent a frontal polymerization. Therefore, even after 5 days, the polymerization has not progressed any further and structural strengths are not achieved.

Vergleichsbeispiel V2 realisiert eine kationische Frontalpolymerisation, der Klebstoff ist jedoch keine Haftklebemasse. Daher wird vor der Härtung keine nennenswerte Bindung zu den Substraten aufgebaut, die auch während des Härtungsprozesses nicht nennenswert erhöht wird. Erfindungsgemäß wurde ein 21 × 21 mm2 großer Abschnitt V2 in einem weiteren Versuch mit dem Substrat (2) bei einer Temperatur von 85 °C vorlaminiert (Kraft 50 N, Zeit, 10 s). Ein über den Rand des Klebebandabschnitts hinausreichendes Substrat (1) mit strahlungsabsorbierender Schicht wurde aufgelegt und an den über den Klebebandabschnitt hinausragenden Rändern mit einem Druck beaufschlagt, ohne dass die Fläche über dem Klebebandabschnitt durch die Druckvorrichtung verdeckt wurde. Sodann wurde mit dem Laser bestrahlt, wobei der Druck (Kraft 50 N) gehalten wurde. Nach Abschluss der Bestrahlung wurde der Druck weitere 30 s aufrechterhalten. Die Ausstoßfestigkeit 5 min nach der Bestrahlung betrug 1,2 MPa, die nach 5 Tagen 4,2 MPa.Comparative example V2 realizes a cationic frontal polymerization, but the adhesive is not a pressure-sensitive adhesive. Therefore, prior to curing, no significant bond is established with the substrates, which bond is not noticeably increased during the curing process. According to the invention, a 21 × 21 mm 2 section V2 was tested with the substrate ( 2 ) pre-laminated at a temperature of 85 ° C (force 50 N, time, 10 s). A substrate that extends beyond the edge of the tape section ( 1 ) with a radiation-absorbing layer was applied and the edges projecting beyond the adhesive tape section were subjected to pressure without the area above the adhesive tape section being covered by the printing device. The laser was then irradiated while maintaining the pressure (force 50 N). After the irradiation was complete, the pressure was maintained for an additional 30 seconds. The ejection strength 5 minutes after the irradiation was 1.2 MPa, that after 5 days was 4.2 MPa.

Acrylatbasierter Klebstoff:Acrylate-based adhesive:

150,0 g der 20%igen acetonischen Lösung von Desmomelt 530® (PU-Lösung) werden mit 18,2 g 2-Phenoxyethylmethacrylat, 16,7 g 2-Hydroxyethylmethacrylat, 11,1 g 2-Hydroxypropylmethacrylat 3,0 g, 7 g N-Vinylcaprolactam, 3 g Ethylenglykoldimethacrylat und 9,0 g Dilauroyl-peroxid mit einem handelsüblichen Laborrührer 10 Minuten gemischt, so dass eine Mischung mit gelösten Anteilen entsteht.
Für das Beispiel wird 1 g Eisen(II)-phthalocyanin hinzugegeben.
Die Gewichtsteile der Zusammensetzung ist in der folgenden Tabelle aufgeführt: Beispiel A1 V3 Zusammensetzung Gewichtsteile Gewichtsteile Desmomelt 530 (20 Gew.% in Aceton) 30,0 30,0 2-Phenoxyethylmethacrylat 18,2 18,2 2-Hydroxyethylmethacrylat 16,7 16,7 2-Hydroxypropylmethacrylat 11,1 11,1 N-Vinylcaprolactam 12,0 12,0 Ethylenglykoldimethacrylat 3,0 3,0 Eisen(II)-phthalocyanin 1,0 - Dilauroyl-peroxid 9,0 9,0 Summe 101,0 100,0 Eigenschaften: Klebkraft ungehärtet (Stahl) [N/cm] 9 6,1 Ausstoßfestigkeit ungehärtet [MPa] 0,3 0,3 Ausstoßfestigkeit 5 min [MPa] 0,3 0,3 Ausstoßfestigkeit 120 h [MPa] 2,3 0,8
150.0 g of the 20% acetone solution of Desmomelt 530® (PU solution) are mixed with 18.2 g of 2-phenoxyethyl methacrylate, 16.7 g of 2-hydroxyethyl methacrylate, 11.1 g of 2-hydroxypropyl methacrylate, 3.0 g, 7 g of N-vinylcaprolactam, 3 g of ethylene glycol dimethacrylate and 9.0 g of dilauroyl peroxide are mixed for 10 minutes with a commercially available laboratory stirrer, so that a mixture with dissolved components is formed.
For the example, 1 g of iron (II) phthalocyanine is added.
The parts by weight of the composition are shown in the following table: example A1 V3 composition Parts by weight Parts by weight Desmomelt 530 (20% by weight in acetone) 30.0 30.0 2-phenoxyethyl methacrylate 18.2 18.2 2-hydroxyethyl methacrylate 16.7 16.7 2-hydroxypropyl methacrylate 11.1 11.1 N-vinyl caprolactam 12.0 12.0 Ethylene glycol dimethacrylate 3.0 3.0 Iron (II) phthalocyanine 1.0 - Dilauroyl peroxide 9.0 9.0 total 101.0 100.0 Characteristics: Adhesive strength unhardened (steel) [N / cm] 9 6.1 Ejection strength unhardened [MPa] 0.3 0.3 Ejection strength 5 min [MPa] 0.3 0.3 Ejection strength 120 h [MPa] 2.3 0.8

Durch das erfindungsgemäß geeignete Peroxid ist die Formulierung stabil und kann für das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt werden. Das Peroxid wird durch die Erwärmung der strahlungsabsorbierenden Schicht mittels Strahlung lediglich an der Grenzfläche der Klebstoffschicht zur strahlungsabsorbierenden Schicht aktiviert/deblockiert und es entstehen Radikale. Durch den Eisenkomplex wird die Reaktion als Frontalpolymerisation durch die gesamte Schicht weitergetragen, ohne dass das Peroxid in den tieferen Bereichen der Klebstoffschicht aktiviert werden muss. Im Vergleichsbeispiel ist der die Frontalpolymerisation ermöglichende Formulierungsbestandteil, der Eisenkomplex, weggelassen, so dass die Frontalpolymerisation nicht auftritt.Due to the peroxide which is suitable according to the invention, the formulation is stable and can be used for the process according to the invention. By heating the radiation-absorbing layer by means of radiation, the peroxide is only activated / unblocked at the interface between the adhesive layer and the radiation-absorbing layer, and radicals are formed. Due to the iron complex, the reaction is carried on through the entire layer as frontal polymerization without the peroxide having to be activated in the deeper areas of the adhesive layer. In the comparative example, the formulation constituent that enables frontal polymerization, the iron complex, is omitted so that frontal polymerization does not occur.

Zur Herstellung von Klebemasseschichten wurden die Klebemassen auf einen konventionellen Liner (silikonisierte Polyesterfolie) mittels eines Laborstreichgeräts aufgebracht und getrocknet. Die Klebemassenschichtdicke nach dem Trocknen beträgt 100 ± 10 µm. Die Trocknung erfolgte jeweils zunächst bei RT für 10 Minuten und 60 Minuten bei 50 °C in einem Labortrockenschrank. Die getrockneten Klebemasseschichten wurden jeweils unverzüglich nach dem Trocknen mit einem zweiten Liner (silikonisierte Polyesterfolie mit geringerer Trennkraft) auf der offenen Seite laminiert.To produce layers of adhesive, the adhesives were applied to a conventional liner (siliconized polyester film) using a laboratory spreader and dried. The thickness of the adhesive layer after drying is 100 ± 10 μm. The drying was carried out first at RT for 10 minutes and 60 minutes at 50 ° C. in a laboratory drying cabinet. The dried adhesive layers were each laminated immediately after drying with a second liner (siliconized polyester film with lower release force) on the open side.

Es wurde die Ausstoßfestigkeit nach Härtung der Klebemasseschicht (nach 5 min und 120 h Lagerung bei 23°C, 50 % rF) bestimmt.The ejection resistance was determined after the adhesive layer had cured (after storage for 5 minutes and 120 hours at 23 ° C., 50% relative humidity).

Die Härtung erfolgte mittels Erwärmung der strahlungsabsorbierenden Schicht mit einem Contineous Wave Diodenlaser LD-HEATER L10060-4 der Hamamatsu-Photonics Corporation mit einer Wellenlänge von 940 nm. Soweit nicht anders beschrieben wurden folgende Parameter eingestellt

  • • Leistung: 20 W
  • • Vorschubgeschwindigkeit 100 mm/s
  • • 1 Scan-Zyklus mit einem Strahldurchmesser von 3,2 mm und einer Spurüberlappung von 0,2 mm. Der Laser war in einem Abstand von etwa 90 mm oberhalb der Probe angeordnet.
The curing took place by heating the radiation-absorbing layer with a Contineous Wave diode laser LD-HEATER L10060-4 from Hamamatsu-Photonics Corporation with a wavelength of 940 nm. Unless otherwise described, the following parameters were set
  • • Power: 20 W
  • • Feed rate 100 mm / s
  • • 1 scan cycle with a beam diameter of 3.2 mm and a track overlap of 0.2 mm. The laser was positioned about 90 mm above the sample.

Während der Erwärmung erfolgte kein weiteres Verpressen.No further pressing took place during the heating.

Erreichte Ausstoßfestigkeiten siehe in Tabelle oben.Achieved ejection strengths see table above.

Es zeigte sich, dass im Beispiel die Ausstoßfestigkeit nach 5 min nach der Härtung im wesentlichen der der ungehärteten Klebemasse entspricht, während nach dem Durchlaufen der Frontalpolymerisation strukturelle Festigkeiten von mehreren MPa erreicht werden.It was found that in the example the ejection strength after 5 min after curing essentially corresponds to that of the uncured adhesive, while structural strengths of several MPa are achieved after the frontal polymerization.

Vergleichsbeispiel V3 realisiert eine radikalische Härtung, die eine vollständige Erwärmung der Klebstoffschicht zur Deblockierung des Peroxids erfordert, da sie keine Frontalpolymerisation darstellt. Diese vollständige Erwärmung wird durch den erfindungsgemäßen Prozess nicht erreicht. Daher ist auch nach 5 Tagen die Polymerisation nicht wesentlich fortgeschritten, strukturelle Festigkeiten werden nicht erreicht.Comparative example C3 realizes radical curing which requires complete heating of the adhesive layer to unblock the peroxide, since it does not represent frontal polymerization. This complete heating is not achieved by the process according to the invention. Therefore, even after 5 days, the polymerization has not progressed significantly and structural strengths are not achieved.

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • JP 6046329 B [0002, 0007]JP 6046329 B [0002, 0007]
  • JP 2011156858 A [0002, 0007]JP 2011156858 A [0002, 0007]
  • JP 2012218316 A [0003]JP 2012218316 A [0003]
  • JP 2014091755 A [0006]JP 2014091755 A [0006]
  • JP 06046329 B [0006]JP 06046329 B [0006]
  • WO 2017035551 A [0019]WO 2017035551 A [0019]
  • US 2004225025 A [0079]US 2004225025 A [0079]
  • US 3117099 [0081]US 3117099 [0081]
  • US 3018262 [0081]US 3018262 [0081]
  • US 2014/0367670 A [0085]US 2014/0367670 A [0085]
  • US 5242715 A [0085]US 5242715 A [0085]
  • EP 393893 A [0085]EP 393893 A [0085]
  • WO 2013/156509 A [0085]WO 2013/156509 A [0085]
  • JP 2014062057 A [0085]JP 2014062057 A [0085]
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Claims (13)

Verfahren zur Herstellung einer Klebverbindung eines ersten Substrats mit einem zweiten Substrat mittels Aktivierung einer wärmeaktivierbaren Klebstoffschicht, wobei die für die Aktivierung erforderliche Wärme in einer der wärmeaktivierbaren Klebstoffschicht benachbarten strahlungsabsorbierenden Schicht, die zumindest elektromagnetische Strahlung einer bestimmten Wellenlänge absorbieren kann, erzeugt wird, wobei - die wärmeaktivierbare Klebstoffschicht zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat angeordnet ist, - die strahlungsabsorbierende Schicht zwischen der wärmeaktivierbaren Klebstoffschicht und dem ersten Substrat angeordnet ist und in Kontakt zur wärmeaktivierbaren Klebstoffschicht steht, - das erste Substrat für in der strahlungsabsorbierenden Schicht absorbierbare Strahlung zumindest teildurchlässig ist, und wobei die strahlungsabsorbierende Schicht durch das erste Substrat hindurch mit absorbierbarer Strahlung beaufschlagt wird, wobei die strahlungsabsorbierende Schicht bis auf eine maximale Temperatur erwärmt wird, bei der keine Schädigung und kein Aufschmelzen der Absorptionsschicht eintritt, so dass die Klebstoffschicht mittels der in der strahlungsabsorbierenden Schicht erzeugten Wärme im Kontaktbereich erwärmt und aktiviert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebstoffschicht eine reaktive hitzeaktiviert verklebende Klebstoffschicht ist und durch die Wärmeaktivierung eine Härtungsreaktion initiiert wird, die eine Frontfortschrittsreaktion umfasst.A method for producing an adhesive bond of a first substrate to a second substrate by means of activation of a heat-activatable adhesive layer, the heat required for activation being generated in a radiation-absorbing layer adjacent to the heat-activatable adhesive layer, which can absorb at least electromagnetic radiation of a certain wavelength, wherein - the heat-activatable adhesive layer is arranged between the first and the second substrate, - the radiation-absorbing layer is arranged between the heat-activatable adhesive layer and the first substrate and is in contact with the heat-activatable adhesive layer, - the first substrate is at least partially transparent to radiation that can be absorbed in the radiation-absorbing layer, and wherein the radiation-absorbing layer is exposed to absorbable radiation through the first substrate, the radiation-absorbing layer to is heated to a maximum temperature at which no damage and no melting of the absorption layer occurs, so that the adhesive layer is heated and activated in the contact area by means of the heat generated in the radiation-absorbing layer, characterized in that the adhesive layer is a reactive, heat-activated adhesive layer and the heat activation initiates a hardening reaction which includes a frontal progression reaction. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebstoffschicht zudem bei Raumtemperatur eine Haftklebemasse ist.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the adhesive layer is also a pressure-sensitive adhesive at room temperature. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebstoffschicht in Filmform bereitgestellt und zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat angeordnet wird, insbesondere als selbsttragender Klebefilm.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the adhesive layer is provided in film form and is arranged between the first and the second substrate, in particular as a self-supporting adhesive film. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Härtungsreaktion auch nach Entfernen der absorbierbaren Strahlung durch die Klebstoffschicht hindurch voranschreitet.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the curing reaction also proceeds through the adhesive layer after the absorbable radiation has been removed. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als elektromagnetische Strahlung ganz oder teilweise UV-Strahlung, sichtbares Licht und/oder Infrarotstrahlung eingesetzt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that UV radiation, visible light and / or infrared radiation is used entirely or in part as electromagnetic radiation. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als elektromagnetischen Strahlung ganz oder teilweise Laserstrahlung eingesetzt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the electromagnetic radiation used is wholly or partially laser radiation. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als absorbierbare Strahlung - Strahlung einer isolierten Wellenlänge im Bereich von 400 bis 2700 nm, - Strahlung mehrerer isolierter Wellenlängen im Bereich von 400 bis 2700 nm, - und/oder ein oder mehrere zusammenhängende Abschnitte im Wellenlängenbereich von 400 bis 2700 nm - bis hin zum vollen Wellenlängenbereich - genutzt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that as absorbable radiation - radiation of an isolated wavelength in the range from 400 to 2700 nm, - radiation of several isolated wavelengths in the range from 400 to 2700 nm, - and / or one or more contiguous sections in the Wavelength range from 400 to 2700 nm - up to the full wavelength range - is used. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Die strahlungsabsorbierende Schicht auf die der Klebmasse zugewandten Oberfläche des ersten Substrats beschichtet, insbesondere aufgedruckt, ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the radiation-absorbing layer is coated, in particular printed, on the surface of the first substrate facing the adhesive. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der reaktive hitzeaktiviert verklebende Klebstoff auf zumindest einem Matrixpolymer und zumindest einem Modifikationsharz basiert.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the reactive, heat-activated adhesive bonding is based on at least one matrix polymer and at least one modification resin. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Frontfortschrittsreaktion eine hitzeaktivierte kationische Polymerisation, bevorzugt eine radikalisch induzierte kationische Polymerisation ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the front progress reaction is a heat-activated cationic polymerization, preferably a free-radically induced cationic polymerization. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Frontfortschrittsreaktion eine hitzeaktivierte radikalische Polymerisation ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the front progress reaction is a heat-activated radical polymerization. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Frontfortschrittsreaktion im Bereich der Raumtemperatur fortschreitet.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the front progress reaction proceeds in the region of room temperature. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während der Initiierung und während des Voranschreitens der Frontfortschrittsreaktion kein 42 Druck auf die Verklebung aufgebracht ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that no pressure is applied to the bond during the initiation and during the progress of the front progression reaction.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022214416A1 (en) 2022-12-27 2024-06-27 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Method for applying adhesive layers to a component surface and component composite

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010002501A1 (en) * 2010-03-02 2011-09-08 Tesa Se Method for bonding substrates
DE102011005901A1 (en) * 2011-03-22 2012-09-27 Lisa Dräxlmaier GmbH Cold lamination with radiation
US20150152215A1 (en) * 2013-11-30 2015-06-04 Hrl Laboratories, Llc Formulations, methods, and apparatus for remote triggering of frontally cured polymers

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3018262A (en) 1957-05-01 1962-01-23 Shell Oil Co Curing polyepoxides with certain metal salts of inorganic acids
NL259330A (en) 1959-12-24
JPS6046329B2 (en) 1980-03-06 1985-10-15 東芝熱器具株式会社 Rotary atomization burner device
JPH0646329B2 (en) 1985-08-31 1994-06-15 株式会社リコー Electrostatic transfer recording device
CA2014047A1 (en) 1989-04-08 1990-10-08 Yoshinari Yamamoto Sulfonium compound and polymerization initiator comprising the sulfonium compound as the main ingredient
KR100189642B1 (en) 1991-02-18 1999-06-01 디어터 크리스트 Method of coating or sealing of electronic components or component groups
WO2003011939A1 (en) 2001-08-03 2003-02-13 Dsm N.V. Curable compositions for display devices
DE102008041262A1 (en) * 2007-10-26 2009-04-30 Carl Zeiss Smt Ag Arrangement of optical element in mount using adhesive, comprises connecting the optical element and part of the mount, and heating component provided in the element/mount for hardening, modifying, drying and/or aging the adhesive
JP6046329B2 (en) * 2010-01-08 2016-12-14 早川ゴム株式会社 Joining method using laser light
JP5706651B2 (en) 2010-09-13 2015-04-22 サンアプロ株式会社 Fluorinated alkyl phosphate sulfonium salt, acid generator and curable composition
JP6126326B2 (en) 2011-04-11 2017-05-10 早川ゴム株式会社 Method of bonding members using laser light
JPWO2013118509A1 (en) 2012-02-10 2015-05-11 三井化学株式会社 Surface sealant for organic EL element, organic EL device using the same, and manufacturing method thereof
CN104379628B (en) 2012-04-19 2016-11-16 巴斯夫欧洲公司 Sulfonium compound, it prepares and application thereof
JP5918670B2 (en) 2012-09-20 2016-05-18 三新化学工業株式会社 Method for producing acetylated sulfonium compound
CA2887304A1 (en) * 2012-10-09 2014-04-17 Avery Dennison Corporation Adhesives and related methods
JP5976503B2 (en) * 2012-11-01 2016-08-23 早川ゴム株式会社 Laser bonding adhesive tape
GB201507477D0 (en) * 2015-04-30 2015-06-17 Powdertech Bicester Ltd Adhesive compositions
AT517640A2 (en) * 2015-09-02 2017-03-15 Univ Wien Tech Method for frontal polymerization
DE102015217833A1 (en) * 2015-09-17 2017-03-23 Tesa Se Flexible pressure-sensitive adhesive tape for structural bonding
DE102016224169A1 (en) * 2016-12-05 2018-06-07 Tesa Se Reactive 2-component adhesive system in film form with improved moist heat resistance

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010002501A1 (en) * 2010-03-02 2011-09-08 Tesa Se Method for bonding substrates
DE102011005901A1 (en) * 2011-03-22 2012-09-27 Lisa Dräxlmaier GmbH Cold lamination with radiation
US20150152215A1 (en) * 2013-11-30 2015-06-04 Hrl Laboratories, Llc Formulations, methods, and apparatus for remote triggering of frontally cured polymers

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022214416A1 (en) 2022-12-27 2024-06-27 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Method for applying adhesive layers to a component surface and component composite

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