EP1913108A1 - Doppelseitige haftklebebänder zur herstellung von lc-displays mit lichtreflektierenden und absorbierenden eigenschaften - Google Patents

Doppelseitige haftklebebänder zur herstellung von lc-displays mit lichtreflektierenden und absorbierenden eigenschaften

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Publication number
EP1913108A1
EP1913108A1 EP05850430A EP05850430A EP1913108A1 EP 1913108 A1 EP1913108 A1 EP 1913108A1 EP 05850430 A EP05850430 A EP 05850430A EP 05850430 A EP05850430 A EP 05850430A EP 1913108 A1 EP1913108 A1 EP 1913108A1
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EP
European Patent Office
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sensitive adhesive
pressure
white
layer
light
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP05850430A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Marc Husemann
Reinhard Storbeck
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Tesa SE
Original Assignee
Tesa SE
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Filing date
Publication date
Application filed by Tesa SE filed Critical Tesa SE
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • Y10T428/2848—Three or more layers

Definitions

  • the invention relates to double-sided PSA tapes with multilayer carrier structures and with light-reflecting and absorbing properties for the production of liquid crystal displays (LCDs).
  • LCDs liquid crystal displays
  • Pressure sensitive adhesive tapes are widely used processing aids in the age of industrialization. Especially for use in the computer industry very high demands are placed on pressure-sensitive adhesive tapes. In addition to a low outgassing behavior, the pressure-sensitive adhesive tapes should be usable over a wide temperature range and fulfill certain optical properties.
  • a field of application are LCD displays that are needed for computers, televisions, laptops, PDAs, mobile phones, digital cameras, etc.
  • a concept for the production of black double-sided pressure-sensitive adhesive tapes consists in the coloring of the carrier material.
  • Double-sided pressure-sensitive adhesive tapes with polyester film carriers (PET) are used because they can be punched very well.
  • PET supports can be dyed, for example, with carbon black or black color pigments in order to achieve absorption of the light.
  • the disadvantage of this concept is the low absorption of the light. In very thin carrier layers, only a relatively small number of carbon black particles or other black pigment particles can be introduced, with the result that complete absorption of the light is not achieved. With the eye and also with more intense light sources (light intensity greater than 600 candela) then the lack of absorption can be determined.
  • Another concept for producing black double-sided pressure-sensitive adhesive tapes relates to the production of a two-layered support material by means of coextrusion.
  • Carrier films are usually produced by extrusion.
  • Coextrusion coextrudes, in addition to the conventional support material, a second, black layer which fulfills the function of light absorption.
  • This concept also has several disadvantages. For example, anti-blocking agents must be used for the extrusion, which then lead to the so-called pinholes in the product. These pinholes are optical defects (light transmission at these holes) and negatively affect the operation in the LCD.
  • Another problem is the layer thicknesses, since the two layers are first formed individually in the nozzle and thus can be realized in total only relatively thick carrier layers, with the result that the film is relatively thick and inflexible and thus to the surfaces to be bonded only still badly fits.
  • the black layer must also be relatively thick, otherwise no complete absorption can be realized.
  • Another disadvantage is the changed mechanical properties of the carrier material, since the black layer has different mechanical properties than the original carrier material (eg pure PET).
  • Another disadvantage for the two-layer version of the carrier material is the different anchoring of the adhesive on the coextruded carrier material. In this case, there is always a weak spot in the double-sided tape.
  • a black color coat is coated on the support material. This can be done on one or both sides of the carrier.
  • This concept also has several disadvantages. On the one hand, there are also slight imperfections (pinholes) caused by anti-blocking agents during the film extrusion process be registered. These are not acceptable for use in the LC display. Furthermore, the maximum absorption properties do not meet the requirements, since only relatively thin paint layers can be applied. Also, one is limited in the layer thicknesses upwards, otherwise the mechanical properties of the support material would change.
  • double-sided pressure-sensitive adhesive tapes which have on one side a white or a metallic layer and a black light-absorbing layer on the other side.
  • Fig. 1 shows the concept of a double-sided adhesive tape with a gray layer for
  • the object of the invention is therefore to provide a double-sided pressure-sensitive adhesive tape which dispenses with the abovementioned processes and is able to completely absorb light, thereby enabling a reflection of light by means of a gray color side.
  • the main claim accordingly relates to a pressure-sensitive adhesive tape, in particular for the production or bonding of optical liquid crystal data displays (LCDs), comprising a carrier film and two pressure-sensitive adhesive layers, the carrier film having translucent properties and between the carrier film and at least one of the pressure-sensitive adhesive layers a metallic layer and a white colored Layer are provided.
  • LCDs optical liquid crystal data displays
  • Translucency or translucent properties are the translucent properties (compared to transparency, which describes transparency). Translucent bodies appear cloudy but may appear clear when in contact with a substrate (clarity of contact).
  • the carrier films are designated in particular as translucent if they have a transmission, measured by measuring method A, in the range between a minimum of 5% and a maximum of 95%, in particular between 50 and 70%.
  • double-sided pressure-sensitive adhesive tapes may be mentioned, which consist of a single-layer or multi-layered carrier material and two identical or different pressure-sensitive adhesive compositions.
  • the pressure-sensitive adhesive tape according to the invention consists of a translucent carrier film layer (a) filled with white color pigments, wherein the degree of translucency can be variably adjusted by the degree of filling of white pigments, a white lacquer layer (c), a metallic layer ( d) and two pressure-sensitive adhesive layers (b) and (b 1 ), wherein the pressure-sensitive adhesives may be identical or differ from one another.
  • the pressure-sensitive adhesive tape according to the invention has the product structure shown in FIG. 3, in which the pressure-sensitive adhesive tape consists of a translucent carrier film layer filled with white color pigments, a white primer layer (s), a metallic one, as is variably adjustable in the translucency above Layer (d) and two pressure-sensitive adhesive layers (b) and (b '), wherein the PSAs may in turn be identical or different from each other.
  • the carrier film (a) is preferably between 5 and 250 ⁇ m, more preferably between 8 and
  • Pigments can be chosen variably, so that different degrees of
  • the layer (e) is a white primer layer.
  • the layer thickness is advantageously between 1 and 15 .mu.m: preferably between 3 and 10 .mu.m.
  • the pressure-sensitive adhesive layers (b) and (b ') preferably have a thickness of 5 ⁇ m each up to 250 ⁇ m, independently of each other.
  • the layers can also be made equally thick.
  • the layer thickness of the layer (d) is preferably between 0.01 ⁇ m and 5 ⁇ m. In a particularly preferred procedure, the production of the metallic layer
  • the lacquer layers (c) are light-reflecting and at the same time light-absorbing and white.
  • the layer thickness of the layer (c) is preferably between 1 .mu.m and 15 .mu.m. In the sense of the
  • Layer (c) can also be provided a plurality of superposed paint layers.
  • the individual layers (b), (b 1 ), (c), (d) and (e) within the double-sided pressure-sensitive adhesive tape may be designed differently with regard to the layer thickness, but advantageously some or all of these layers may be equally thick. Thus, for example different thicknesses or equal thick pressure-sensitive adhesive layers (b) and applied (b 1).
  • filmic polymer supports which can be dyed white (during and / or after their production) and have a light translucency can be used as film supports.
  • Polyethylene, polypropylene, polyimide, polyester, polyamide, polymethacrylate, etc. use.
  • polyester films are used, most preferably PET films (polyethylene terephthalate).
  • PET films polyethylene terephthalate
  • the films may be relaxed or have one or more preferred directions. Preferred directions are achieved by stretching in one or two directions.
  • PET films are very preferred because they leave very good adhesive properties for the double-sided adhesive tape, since the film is very flexible and can easily adapt to the surface roughness of the substrates to be bonded.
  • the translucency moves within a balanced framework, which is very advantageous for the function used for the invention.
  • the films may be etched (eg with trichloroacetic acid or trifluoroacetic acid), pretreated with corona or plasma or equipped with a primer (eg saran).
  • the film contains white color pigments or white color-bearing particles.
  • the pigments or particles familiar to the person skilled in the art are suitable. Examples are, for example, all customary titanium dioxide particles or barium sulfate particles for whitening. However, the pigments or particles should always be smaller in diameter than the final layer thickness of the carrier film. The degree of whitening is controlled by the film thickness and the transmission.
  • the light transmission of the white film should preferably be at most 95% and at least 50% in order to achieve a subsequent gray coloration of the page.
  • the optimum degree of filling with white color particles depends on the chemical composition and the total layer thickness of the film. Optimal colorations can be achieved with 2 to 20 wt .-% of particles based on the film material.
  • the primer layer (e) performs various functions.
  • a function is the additional absorption of the outside light. Therefore, in an advantageous embodiment of the invention which makes use of this function in particular, for the double-sided pressure-sensitive adhesive tape the transmission should be in a wavelength range of 300-800 nm at ⁇ 0.5%, more preferably at ⁇ 0.1%, very preferably at ⁇ 0.01% lie.
  • the primer layer (e) fulfills the light reflection. The light reflection should preferably be greater than 65% according to test method c.
  • the primer layer (e) improves the anchoring of the pressure-sensitive adhesive composition (b) or (b 1 ) on the carrier film (a).
  • a white primer layer is used according to the invention.
  • Primers can be coated as 100% systems, solution or dispersion.
  • primers consist of an adhesion-promoting matrix, which is particularly preferably blended with a reactive component.
  • white color pigments or white color-bearing substances are added to the primer.
  • the adhesion-promoting matrix used can be, for example, polyesters, polyurethanes, polyacrylates, silicones and polymethacrylates.
  • the reactive component it is possible to use, for example, difunctional or polyfunctional isocyanates, difunctional or polyfunctional aziridines, difunctional or polyfunctional hydrazines, di- or polyfunctional oxazolidines and polyfunctional aromatic dicarboxylic acid anhydrides.
  • the reactive components are chosen so that a reaction with the pressure-sensitive adhesive (b) and (b 1 ) can take place.
  • multifunctional aziridines are Crosslinker CX-100 TM from ICI, XAMA TM 7, XAMA TM 2, and XAMA TM 22Q from Ichemco, and for multifunctional isocyanates the Desmodur series of the company Lanxess and Curing Agent W, W3, WS5, D, 100D, RF-AE of the company Ichemco.
  • Bi- or multifunctional oxazolidines are commercially available and trade name EPOROS from Nippon Shokubai; also hydrazines and aromatic dicarboxylic acid anhydrides.
  • aqueous polyacrylate dispersion such as. Neocryl A-45 TM from Zeneca, or SK 1800 from Nippon Shokubai.
  • the dispersion incorporates the reactive primer and thus facilitates the handling of the coating of the substrate as a smear or with the aid of the transfer technique.
  • primer dispersions it may be advantageous to use further additives, e.g. for improving the coatability by reducing the foaming or additives for improving the stability or the durability of dispersions.
  • the additives known to the person skilled in the art can be used.
  • solvent-based adhesion-promoting matrices are used in a further advantageous variant.
  • Commercial examples of this are e.g. Primer Unisol 11 of the company Ichemco, or NX 350 and NX 380 of the company Nippon Shokubai.
  • the adhesion-promoting component and / or the reactive component titanium dioxide or barium sulfate are admixed as color-carrying particles. Due to this additivation, in addition to the function of complete light absorption, a light reflection is additionally effected at a very high additive content (in particular> 20% by weight).
  • the particle size distribution of the white color pigments is of great importance.
  • the particles should be at least smaller than the total layer thickness of the primer layer (e). Preference is given to using particles having an average diameter of 50 nm to 5 ⁇ m, more preferably between 100 nm and 3 ⁇ m, most preferably between 200 nm and 1 ⁇ m.
  • Such size qualities can be achieved, for example, by targeted grinding in ball mills with subsequent targeted sieving.
  • a homogeneous distribution of the color particles in the primer matrix is very advantageous for the quality of the coloring.
  • an intensive mixing process is preferably used which mixes in an optimal procedure by means of an Ultraturrax (high performance homogenizer). With this step, the color particles can then be disrupted again and homogenized in the primer matrix.
  • the lacquer layer (c) fulfills various functions.
  • a function of the color layer is the additional absorption of the outside light. Therefore, in an advantageous embodiment of the invention which makes use of this function in particular, for the double-sided pressure-sensitive adhesive tape, transmission in a wavelength range of 300 to 800 nm at ⁇ 0.5%, more preferably ⁇ 0.1%, should be extremely preferred are ⁇ 0.01%.
  • the lacquer layer (c) fulfills the function of light reflection.
  • the light reflection should preferably be greater than 65% according to test method c. Very preferably, this is achieved with a white lacquer layer.
  • Paints can be coated as 100% systems, solution or dispersion. Paints consist of a hardening binder matrix (preferably thermosetting system, but also radiation-curing system) and white color pigments and are then applied with a printing unit (eg in flexographic printing). In order to achieve a sufficient opacity, the application can also take place in several steps, so that several layers of ink are applied. Furthermore, the ink can also be applied with an anilox roller applicator. With this, higher layer thicknesses of color can be applied in one step.
  • the paints may be based on, for example, polyesters, polyurethanes, polyacrylates and / or polymethacrylates. Furthermore, further known coating additives may be added.
  • the paint preferably further contains a crosslinking component, which serves in particular for curing. It can be activated either by radiation curing (electron beam curing, eg by means of di- or multifunctional vinylic compounds, UV curing, for example either by means of UV photocation generators, in particular in combination with di- or multifunctional epoxides, or by means of UV radical generators of the Norrish type -I or Norrish-II, in particular in conjunction with dioder multifunctional vinylic compounds, such as acrylates or methacrylates) or by thermally activatable compounds, such as di- or multifunctional isocyanates, di- or multifunctional epoxides, and / or di- or multifunctional hydroxides , depending on the dependence of the base matrix of the paint.
  • radiation curing electron beam curing, eg by means of di- or multifunctional vinylic compounds
  • UV curing for example either by means of UV photocation generators, in particular in combination with di- or multifunctional epoxides
  • the particles should be at least smaller than the total layer thickness of the lacquer layer (c). Preference is given to using particles having an average diameter of 50 nm to 5 ⁇ m, more preferably between 100 nm and 3 ⁇ m, most preferably between 200 nm and 1 ⁇ m. For obtaining such size qualities, see above.
  • a silver-colored lacquer can be applied to the film layer (a) and / or the film layer (a) can be coated on one or both sides with a metal, e.g. Aluminum or silver, to be vaporized.
  • a binder matrix is mixed with silver color pigments.
  • the binder matrix e.g. Polyurethanes or polyesters which have a high refractive index and a high transparency.
  • the color pigments can also be incorporated in a polyacrylate or polymethacrylate matrix and then cured as a lacquer.
  • the film layer (a) is vapor-deposited on both sides with aluminum or silver.
  • the sputtering process should be controlled so that the aluminum or silver is applied very evenly to achieve optimum reflection (avoidance of scattering effects).
  • the PET film is pretreated with plasma or corona before being steamed with aluminum or silver.
  • the pressure-sensitive adhesives (b) and (b 1 ) are identical in a preferred embodiment on both sides of the pressure-sensitive adhesive tape. However, in a specific embodiment it may also be advantageous if the pressure-sensitive adhesives (b) and (b 1 ) differ from one another, in particular by their layer thickness and / or their chemical properties Composition. Thus, for example, different adhesive properties can be set in this way.
  • pressure-sensitive adhesive systems for the inventive double-sided pressure-sensitive adhesive tape preference is given to using acrylate, natural rubber, synthetic rubber, silicone or EVA adhesive.
  • the PSA preferably has a high transparency or is optionally colored white.
  • the natural rubber is preferably ground to a molecular weight (weight average) not less than about 100,000 daltons, preferably not less than 500,000 daltons, and additized.
  • Natural rubbers or synthetic rubbers or any blends of natural rubbers and / or synthetic rubbers can be used, the natural rubber or the natural rubbers in principle from all available qualities such as Crepe, RSS, ADS, TSR or CV types, depending on the required purity and viscosity level, and the synthesis of rubber or the synthetic rubbers from the group of the random copolymerized styrene-butadiene rubbers (SBR), the butadiene rubbers (BR), the synthetic polyisoprenes (IR), the butyl rubbers (NR), the halogenated butyl rubbers (XIIR), the acrylate rubbers (ACM), the ethylene-vinyl acetate copolymers (EVA) and the polyurethanes and / or their blends can be selected.
  • SBR random copolymerized styrene-butadiene rubbers
  • BR butadiene rubbers
  • IR synthetic polyisoprenes
  • NR butyl rubbers
  • thermoplastic elastomers having a weight proportion of 10 to 50% by weight, based on the total elastomer content.
  • SIS styrene-isoprene-styrene
  • SBS styrene-butadiene-styrene
  • (Meth) acrylate PSAs used according to the invention which are obtainable by free-radical polymerization, are preferably based to at least 50% by weight on at least one acrylic monomer from the group of compounds of the following general formula:
  • radical R 1 H or CH 3 ; and the radical R 2 is H or CH 3 or is selected from the group comprising the branched and unbranched, saturated alkyl groups having 1-30 carbon atoms.
  • the monomers are preferably chosen such that the resulting polymers can be used as pressure-sensitive adhesives at room temperature or higher temperatures, in particular such that the resulting polymers have pressure-sensitive adhesive properties according to the Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology by Donatas Satas (van Nostrand, New York 1989).
  • the comonomer composition is selected such that the PSAs can be used as heat-activable PSAs.
  • the molecular weights M w (weight average) of the polyacrylates used are preferably M w ⁇ 200,000 g / mol.
  • acrylic or methacrylic monomers which consist of acrylic and methacrylic acid esters having alkyl groups of 4 to 14 carbon atoms, preferably 4 to 9 carbon atoms.
  • Specific examples are methacrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, n-butyl methacrylate, n-pentyl acrylate, n-hexyl acrylate, n-heptyl acrylate, n-octyl acrylate, n-octyl methacrylate, n-nonyl acrylate, lauryl acrylate, stearyl acrylate, behenyl acrylate, and their branched isomers, such as Isobutyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, isoocty
  • cycloalkyl alcohols consisting of at least 6 C atoms.
  • the cycloalkyl alcohols may also be substituted, for example by C 1-6 alkyl groups, halogen atoms or cyano groups.
  • Specific examples are cyclohexyl methacrylate, isobornyl acrylate, isobornyl methacrylate and 3,5-dimethyl adamantyl acrylate.
  • monomers which contain polar groups such as carboxyl radicals, sulfonic and phosphonic acids, hydroxy radicals, lactam and lactan, N-substituted amide, N-substituted amine, carbamate, epoxy, thiol, alkoxy, cyano radicals, ethers or something similar.
  • polar groups such as carboxyl radicals, sulfonic and phosphonic acids, hydroxy radicals, lactam and lactan, N-substituted amide, N-substituted amine, carbamate, epoxy, thiol, alkoxy, cyano radicals, ethers or something similar.
  • Moderate basic monomers are N, N-dialkyl-substituted amides, such as N 1 N-dimethylacrylamide, NN-Dimethylmethylmethacrylamid, N-tert-butylacrylamide, N-vinylpyrrolidone, N-vinyllactam, dimethylaminoethyl methacrylate, dimethylaminoethyl acrylate, diethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl acrylate, NMethylol - methacrylamide, N- (buthoxymethyl) methacrylamide, N-methylolacrylamide, N (ethoxymethyl) acrylamide, N-isopropylacrylamide, although this list is not exhaustive.
  • amides such as N 1 N-dimethylacrylamide, NN-Dimethylmethylmethacrylamid, N-tert-butylacrylamide, N-vinylpyrrolidone, N-viny
  • the monomers used are vinyl esters, vinyl ethers, vinyl halides, vinylidene halides, vinyl compounds having aromatic rings and heterocycles in the ⁇ -position.
  • photoinitiators with a copolymerizable double bond used.
  • Suitable photoinitiators are Norrish I and Norrish II photoinitiators. Examples include benzoin and an acrylated benzophenone from. UCB (Ebecryl ® P 36)
  • UCB Ebecryl ® P 36
  • all photoinitiators known to those skilled be copolymerized which can crosslink via a free-radical under UV irradiation the polymer.
  • An overview of possible usable photoinitiators which can be functionalized with a double bond is given in Fouassier: "Photoinitiation, Photopolymerization and Photocuring: Fundamentals and Applications", Hanser Verlag, Kunststoff 1995.
  • Carroy et al. In “Chemistry and Technology of UV and EB Formulation for Coatings, Inks and Paints ", Oldring (ed.), 1994, SITA, London.
  • monomers which have a high static glass transition temperature are added to the comonomers described.
  • Suitable components are aromatic vinyl compounds, such as, for example, styrene, the aromatic nuclei preferably consisting of C 4 to cis building blocks and also containing heteroatoms.
  • Particularly preferable examples are 4-vinylpyridine, N-vinylphthalimide, methylstyrene, 3,4-dimethoxystyrene, 4-vinylbenzoic acid, benzylacrylate, benzylmethacrylate, phenylacrylate, phenylmethacrylate, t-butylphenylacrylate, t-butylphenylmethacrylate, 4-biphenylacrylate and -methacrylate, 2-naphthylacrylate and methacrylate and mixtures of the aforementioned monomers, this list is not meant to be exhaustive.
  • the refractive index of the PSA increases, and the scattering between the LCD glass and the PSA, e.g. by extraneous light is minimized.
  • the PSAs may be mixed with resins.
  • Suitable tackifying resins to be added are the previously known adhesive resins described in the literature. Mention may be made representative of the pinene, indene and rosin resins, their disproportionated, hydrogenated, polymerized, esterified derivatives and salts, the aliphatic and aromatic hydrocarbon resins, terpene resins and terpene phenolic resins and C5, C9 and other hydrocarbon resins. Any combination of these and other resins can be used to adjust the properties of the resulting adhesive as desired. In general, all with the appropriate Polyacr ⁇ lat in particular, reference is made to all aliphatic, aromatic, alkylaromatic hydrocarbon resins,
  • Hydrocarbon resins based on pure monomers, hydrogenated hydrocarbon resins, functional hydrocarbon resins and natural resins.
  • the presentation of the state of knowledge in the "Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology" by Donatas Satas (van Nostrand, 1989) is expressly pointed out.
  • plasticizers plasticizers
  • other fillers such as fibers, carbon black, zinc oxide, chalk, solid or hollow glass spheres, microspheres of other materials, silicic acid, silicates
  • nucleating agents electrically conductive materials, e.g. conjugated polymers, doped conjugated polymers, metal pigments, metal particles, metal salts, graphite, blowing agents, compounding agents and / or anti-aging agents, e.g. be added in the form of primary and secondary antioxidants or in the form of sunscreens.
  • the pressure-sensitive adhesive (b 1 ) contains light-reflecting particles, such as, for example, white color pigments (titanium dioxide or barium sulfate) as a filler.
  • crosslinkers and promoters can be mixed for crosslinking.
  • Suitable crosslinkers for electron beam crosslinking and UV crosslinking are, for example, difunctional or polyfunctional acrylates, difunctional or polyfunctional isocyanates (also in blocked form) or difunctional or polyfunctional epoxides.
  • thermally activatable crosslinkers such as e.g. Lewis acid, metal chelates or multifunctional isocyanates may be added.
  • UV-absorbing photoinitiators can be added to the PSAs.
  • Useful photoinitiators which are very useful are benzoin ethers, such as benzoin ethers.
  • B. 2-methoxy-2-hydroxypropiophenone aromatic sulfonyl chlorides, such as. For example, 2-naphthyl sulfonyl chloride, and photoactive oximes, such as. B. 1-phenyl-1,2-propanedione-2- (O-ethoxycarbonyl) oxime.
  • the above-mentioned and other usable photoinitiators and others of the Norrish-I or Norrish-II type may contain the following radicals: benzophenone, acetophenone, benzil, benzoin, hydroxyalkylphenone, phenylcyclohexylketone, anthraquinone, trimethylbenzoylphosphine oxide, methylthiophenylmorpholine ketone, Aminoketone, azobenzoin, thioxanthone, hexarylbisimidazole, triazine or fluorenone, where each of these radicals may additionally be substituted by one or more halogen atoms and / or one or more alkoxy groups and / or one or more amino groups or hydroxy groups.
  • the monomers are advantageously chosen such that the resulting polymers can be used as PSAs at room temperature or higher temperatures, in particular in such a way that the resulting polymers have pressure-sensitive adhesive properties in accordance with Donatas Satas' Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology (van Nostrand, vol. New York 1989).
  • T G of the polymers of T G ⁇ 25 0 C in accordance with the above the monomers predicted very preferably selected, and the quantitative composition of the monomer mixture advantageously chosen such that analogue according to an equation (G1) to the Fox Equation (G1) (see TG Fox, Bull. Am. Phys Soc., 1 (1956) 123) gives the desired T G value for the polymer.
  • n represents the number of runs via the monomers used
  • W n the mass fraction of the respective monomer n (wt .-%)
  • T G , n the respective glass transition temperature of the homopolymer of the respective monomers n in K.
  • radical sources are peroxides, hydroperoxides and azo compounds
  • typical free-radical initiators are potassium peroxodisulfate, dibenzoyl peroxide, cumene hydroperoxide, cyclohexanone peroxide, di-t-butyl peroxide, Azodiisoklarebutyronitril, Cyclohexylsulfonylacetylperoxid, diisopropyl percarbonate, t-butyl peroctoate, Benzpinacol.
  • 1, 1'-azobis cyclohexanecarboxylic acid nitrile
  • Vazo 88 TM from DuPont
  • AIBN azodisobutyronitrile
  • the average molecular weights M w of the PSAs formed in the free-radical polymerization are very preferably selected such that they are in a range from 200,000 to 4,000,000 g / mol; In particular, pressure-sensitive adhesives having average molecular weights M w of 400,000 to 1,400,000 g / mol are produced.
  • the determination of the average molecular weight is carried out by size exclusion chromatography (GPC) or matrix-assisted laser desorption / ionization mass spectrometry (MALDI-MS).
  • the polymerization may be carried out neat, in the presence of one or more organic solvents, in the presence of water or in mixtures of organic solvents and water.
  • Suitable organic solvents are pure alkanes (eg hexane, heptane, octane, isooctane), aromatic hydrocarbons (eg benzene, toluene, xylene), esters (eg ethyl acetate, Propyl, butyl or hexyl acetate), halogenated hydrocarbons (eg, chlorobenzene), alkanols (eg, methanol, ethanol, ethylene glycol,
  • Ethylene glycol monomethyl ether Ethylene glycol monomethyl ether
  • ethers e.g., diethyl ether, dibutyl ether
  • the aqueous polymerization reactions can be treated with a water-miscible or hydrophilic cosolvent to ensure that the reaction mixture is in the form of a homogeneous phase during the monomer conversion.
  • cosolvents for the present invention are selected from the following group consisting of aliphatic alcohols, glycols, ethers, glycol ethers, pyrrolidines, N-alkylpyrrolidinones, N-alkylpyrrolidones, polyethylene glycols, polypropylene glycols, amides, carboxylic acids and salts thereof, esters, organosulfides, Sulfoxides, sulfones, alcohol derivatives, hydroxy ether derivatives, aminoalcohols, ketones and the like, as well as derivatives and mixtures thereof.
  • the polymerization time is - depending on the conversion and temperature - between 2 and 72 hours.
  • the polymerization can be initiated for the thermally decomposing initiators by heating to 50 to 160 ° C., depending on the type of initiator.
  • the preparation it may also be advantageous to polymerize the (meth) acrylate PSAs in substance.
  • the recuperymerisationstechnik is suitable here.
  • the polymerization is initiated with UV light, but only to a low conversion about 10 - 30% out.
  • this polymer syrup for example, be shrink-wrapped in films (in the simplest case, ice cubes) and then polymerized in water to high conversion.
  • These pellets can then be used as acrylate hotmelt adhesives, with film materials which are compatible with the polyacrylate being used with particular preference for the melting process.
  • the thermally conductive material additives can be added before or after the polymerization.
  • poly (meth) acrylate pressure-sensitive adhesive compositions is anionic polymerization.
  • inert inert solvents are preferably used as the reaction medium, such as aliphatic and cycloaliphatic hydrocarbons, or aromatic hydrocarbons.
  • the living polymer in this case is generally represented by the structure P L (A) -Me, where Me is a Group I metal, such as lithium, sodium or potassium, and P L (A) is a growing polymer of the acrylate monomers ,
  • the molecular weight of the polymer to be prepared is controlled by the ratio of initiator concentration to monomer concentration.
  • Suitable polymerization initiators are, for example, n-propyllithium, n-butyllithium, sec-butyllithium, 2-naphthyllithium, cyclohexyl lithium or octyllithium, although this list is not exhaustive.
  • initiators based on samarium complexes for the polymerization of acrylates are known (Macromolecules, 1995, 28, 7886) and can be used here.
  • difunctional initiators for example 1,1,1,4,4-tetraphenyl-1,4-dilithiobutane or 1,1,1,4,4-tetraphenyl-1,4-dilithioisobutane.
  • Co-initiators can also be used. Suitable coinitiators include lithium halides, alkali metal alkoxides or alkylaluminum compounds.
  • the ligands and coinitiators are chosen such that acrylate monomers, e.g. n-butyl acrylate and 2-ethylhexyl acrylate, can be polymerized directly and need not be generated in the polymer by transesterification with the corresponding alcohol.
  • control reagent of the general formula is then preferably used:
  • R and R 1 are independently selected or the same and
  • Ci 8 -alkyl radicals C 3 to C 8 alkenyl radicals; C 3 to Cis alkynyl radicals;
  • Cis-alkyl radicals C 3 -C 8 -alkenyl radicals, C 3 -C 8 -alkynyl radicals; C 3 -C 2 -cycloalkyl radicals
  • Control reagents of type (I) preferably consist of the following compounds:
  • Halogen atoms are in this case preferably F, Cl, Br or I, more preferably Cl and Br.
  • Alkyl, alkenyl and alkynyl radicals in the various substituents are outstandingly suitable for both linear and branched chains.
  • alkyl radicals containing 1 to 18 carbon atoms are methyl, ethyl,
  • alkenyl radicals having 3 to 18 carbon atoms are propenyl, 2-butenyl, 3
  • alkynyl of 3 to 18 carbon atoms examples include propynyl, 2-butynyl, 3-butynyl, n-2-octynyl and n-2-octadecynyl.
  • hydroxy-substituted alkyl radicals are hydroxypropyl, hydroxybutyl or
  • halogen-substituted alkyl radicals are dichlorobutyl, monobromobutyl or
  • Carbon chain is, for example, -CH 2 -CH 2 -O-CH 2 -CH 3 .
  • C 3 -C 2 cycloalkyl radicals for example, cyclopropyl, cyclopentyl, cyclohexyl or trimethylcyclohexyl serve.
  • C 6 -C 8 -aryl radicals serve, for example, phenyl, naphthyl, benzyl, 4-tert-butylbenzyl or other substituted phenyl, such as ethyl, toluene, xylene, mesitylene, isopropylbenzene,
  • R 2 can also be selected independently of R and R 1 from the above-mentioned group for these radicals.
  • polymerisation is usually carried out only to low conversions (WO 98/01478 A1) in order to realize the narrowest possible molecular weight distributions. Due to the low conversions, however, these polymers can not be used as pressure-sensitive adhesives and in particular not as hotmelt PSAs, since the high proportion of residual monomers adversely affects the adhesive properties, the residual monomers in the concentration process contaminate the solvent recycled and the corresponding self-adhesive tapes show a very high outgassing behavior. In order to avoid this disadvantage of lower conversions, in a particularly preferred procedure the polymerization is initiated several times. As a further controlled radical polymerization method, nitroxide-controlled polymerizations can be carried out. For radical stabilization nitroxides of the type (Va) or (Vb) are used in a favorable procedure:
  • R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , R 10 independently represent the following compounds or atoms: i) halides, such as chlorine, bromine or iodine ii) linear, branched, cyclic and heterocyclic hydrocarbons having 1 to
  • Compounds of (Va) or (Vb) may also be bound to polymer chains of any kind (primarily in the sense that at least one of the above radicals represents such a polymer chain) and thus be used for the construction of polyacrylate PSAs.
  • controlled regulators are chosen for the polymerization of compounds of the type:
  • TEMPO 2,2,6,6-tetramethyl-piperidine-1-oxyl
  • 4-benzoyloxy-TEMPO 4-methoxy-TEMPO
  • 4-chloro-TEMPO 4-hydroxy-TEMPO
  • 4-oxo-TEMPO 4-amino-TEMPO, 2,2,6,6, -tetraethyl-1-piperidinyloxy, 2,2,6-trimethyl-6-ethyl-1-piperidinyloxy
  • No. 4,581,429 A discloses a controlled-free radical polymerization process which uses as initiator a compound of the formula R'R "NOY, in which Y is a free radical species capable of polymerizing unsaturated monomers, but the reactions generally have low conversions WO 98/13392 A1 describes open-chain alkoxyamine compounds which have a symmetrical substitution pattern
  • EP 735 052 A1 discloses a process for the preparation of thermoplastic elastomers having narrow molecular weight distributions
  • WO 96/24620 A1 describes a polymerization process employing very specific radical compounds such as phosphorus-containing nitroxides based on imidazolidine
  • WO 98/44008 A1 discloses specific nitroxyls based on morpholines, piperazinones and piperazine diones DE 199 49 352 A1 describes heterocyclic compounds al koxyamine as regulators in controlled radical polymerizations.
  • ATRP polyacrylate PSA atom transfer radical polymerization
  • initiator preferably monofunctional or difunctional secondary or tertiary halides and for the abstraction of the (r) halide (s) Cu, Ni , Fe, Pd, Pt, Ru, Os, Rh, Co, Ir, Ag or Au complexes (EP 0 824 111 A1, EP 826 698 A1, EP 824 110 A1, EP 841 346 A1, EP 850 957 A1).
  • s atom transfer radical polymerization
  • the PSA is coated from solution onto the carrier material in a preferred procedure.
  • layers (a) and / or (b) can optionally be pretreated.
  • pretreated with corona or with plasma it can be applied from the melt or from solution, a primer or it can be chemically etched.
  • heat is applied via e.g. in a drying channel, the solvent is removed and optionally initiated the crosslinking reaction.
  • the polymers described above can furthermore also be coated as hotmelt systems (ie from the melt). For the production process, it may therefore be necessary to remove the solvent from the PSA.
  • a very preferred method is concentration over a single or twin screw extruder.
  • the twin-screw extruder can be operated in the same direction or in opposite directions.
  • the solvent or water is preferably distilled off over several vacuum stages. In addition, depending on the distillation temperature of the solvent is heated counter.
  • the residual solvent contents are preferably ⁇ 1%, more preferably ⁇ 0.5% and very preferably ⁇ 0.2%.
  • twin-screw extruder can also be used for compounding with the carbon black.
  • the carbon black can be distributed very finely distributed in the pressure-sensitive adhesive matrix.
  • the hotmelt is very preferably processed from the melt.
  • the PSAs are coated by a roll coating process. Different roll coating methods are described in Donatas Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology Satas (van Nostrand, New York 1989) described. In a further embodiment is coated via a melt nozzle. In another preferred method is coated by extrusion.
  • the extrusion coating is preferably carried out with an extrusion die.
  • the extrusion dies used can advantageously come from one of the following three categories: T die, fishtail die and ironing nozzle. The individual types differ in the shape of their flow channel.
  • the coating can also give the PSAs orientation.
  • crosslinking is effected with electron and / or UV radiation.
  • UV crosslinking is irradiated by short-wave ultraviolet irradiation in a wavelength range of 200 to 400 nm, depending on the UV photoinitiator used, in particular using high-pressure or medium-pressure mercury lamps at a power of 80 to 240 W / cm ,
  • the irradiation intensity is adapted to the respective quantum yield of the UV photoinitiator and the degree of crosslinking to be set.
  • the PSAs are crosslinked in an advantageous embodiment of the invention with electron beams.
  • Typical irradiation devices which are advantageously used are linear cathode systems, scanner systems or segment cathode systems, if they are electron beam accelerators.
  • the typical acceleration voltages are in the range between 50 kV and 500 kV, preferably 80 kV and 300 kV.
  • the applied waste cans range between 5 and 150 kGy, in particular between 20 and 100 kGy. Both crosslinking methods or other methods enabling high-energy irradiation can also be used.
  • the invention further relates to the use of the inventive double-sided pressure-sensitive adhesive tapes for bonding or manufacturing of liquid crystal optical data displays (LCDs), the use of LCD glasses and liquid crystal data displays and devices with liquid crystal data displays, which have inventive pressure-sensitive adhesive tape in their product structure.
  • the double-sided pressure-sensitive adhesive tapes may be covered with one or two release films and / or release papers.
  • siliconized PET films are used as the cover.
  • Particularly advantageous are the pressure-sensitive adhesive tapes according to the invention for bonding light-emitting diodes (LED) as a light source with the LCD module.
  • LED light-emitting diodes
  • a commercially very strong light source eg overhead projector type Liesegangtrainer 400 KC type 649, halogen lamp 36 V, 400 W
  • This mask contains in the middle a circular opening with a diameter of 5 cm.
  • the double-sided LCD tape is placed on this circular opening.
  • the number of Pinholes electronically or visually counted. These are recognizable as translucent dots when the light source is switched on.
  • the reflection test is carried out according to DIN standard 5036 part 3, DIN 5033 part 3 and DIN 5033 part 4.
  • the measuring instrument was an Ulbricht sphere type. LMT (50 cm diameter) used in conjunction with a digital indicator TYP LMT Tau-p meter.
  • the integral measurements are made with a light source according to standard light A and V (A) - matched Si photoelement. It was measured against a glass reference sample. The reflectance is given as the sum of directed and scattered light fractions in%.
  • a 200 L reactor conventional for radical polymerizations was charged with 2400 g of acrylic acid, 64 kg of 2-ethylhexyl acrylate, 6.4 kg of N-isopropylacrylamide and 53.3 kg of acetone / isopropanol (95: 5). After 45 minutes, passing nitrogen gas while stirring, the reactor was heated to 58 0 C and added 40 g of 2,2 1 -Azoisobutter Aciditril (AIBN). Subsequently, the outer heating bath was heated to 75 ° C and the reaction was carried out constantly at this external temperature. After 1 h reaction time again 40 g of AIBN was added.
  • AIBN 2,2 1 -Azoisobutter Acid
  • Titanium dioxide ( ⁇ 5 ⁇ m, 99.9+, mainly rutile structure) mixed thoroughly with a stirrer for 1 h. Subsequently, the mixture is further homogenized with an Ultraturrax (for about 30 minutes). The primer mass 1 is coated immediately thereafter. Lacquer i
  • a polyethylene terephthalate copolymer was mixed with 10% by weight of titanium dioxide (average diameter 0.25 ⁇ m) in a kneader for 2 hours at 180 ° C and dried under vacuum. Subsequently, in a single-screw extruder, the film material was extruded through a slot die (T-shape, 300 ⁇ m slot gap) at 280 ° C. The film is applied to a mirrored chill roll. It is then stretched by tempering to 90 to 95 ° C 3.5 times in the longitudinal direction. Then the film is driven into a tensioning device. There is stretched by means of brackets at temperatures between 100 ° C and 110 ° C 4-fold in the transverse direction. The mixture is then postcured again for 10 s at 210.degree. The white PET film has a total thickness of 36 ⁇ m. The transmission of the film according to test method A is 55%.
  • a polyethylene terephthalate copolymer was mixed with 5% by weight of titanium dioxide (average diameter 0.25 ⁇ m) in a kneader for 2 hours at 180 ° C and dried under vacuum. Subsequently, in a single-screw extruder, the film material was extruded through a slot die (T-shape, 300 ⁇ m slot gap) at 280 ° C. The film is applied to a mirrored chill roll. It is then stretched by tempering to 90 to 95 ° C 3.5 times in the longitudinal direction. Then the film is driven into a tensioning device. There is stretched by means of brackets at temperatures between 100 ° C and 110 ° C 4-fold in the transverse direction.
  • the mixture is then postcured again for 10 s at 210.degree.
  • the white PET film has a total thickness of 36 ⁇ m.
  • the transmission of the film according to test method A is 70%.
  • the white PET films a) and b) are aluminum-coated on one side until a full-surface aluminum layer has been applied [the aluminum-aluminised films a * are formed from a) or b *) from b)].
  • the film was vapor-deposited at a width of 300 mm by the sputtering method.
  • positively charged, ionized argon gas is fed into a high-vacuum chamber.
  • the charged ions then strike a negatively charged Al plate and dissolve aluminum particles at the molecular level, which then deposit on the polyester film passed over the plate.
  • the film metallized on one side with aluminum a *) is coated flat on the AI side with the white primer composition 1 and dried at 120 ° C for 30 minutes.
  • the side coated with the white primer is completely and uniformly white.
  • the application is about 10 g / m 2 .
  • the film metallized on one side with aluminum b *) is coated flat on the AI side with the white primer composition 1 and dried at 120 ° C. for 30 minutes.
  • the side coated with the white primer is completely and uniformly white.
  • the application is about 10 g / m 2 .
  • the film metallized on one side with aluminum a *) is coated on the AI side with the white paint 1 area and dried at 120 0 C for 30 minutes.
  • the side coated with the white varnish is completely and evenly white.
  • the application is about 10 g / m 2 .
  • the film metallized on one side with aluminum b *) becomes on the AI side with the white one
  • the one with the white Paint coated side is completely and evenly white.
  • the application is about 10 g / m 2 .
  • Examples 1 to 4 were tested according to test methods A, B and C.
  • the test method A provides information about the total transmission of the double-sided adhesive tape and thus information about the degree of light absorption.
  • the test method B determines whether the film contains optical defects. In contrast, the reflection (test C) must not exceed values of 65%, since otherwise the gray side would be too reflective and would appear too white.
  • the results for the inventive examples are shown in Table 1.
  • Examples 1 to 4 have excellent light-absorbing properties. Furthermore, Examples 1 to 4 show that the reflection and thus the gradation of the white / metallic shading can be controlled by the filler content.
  • the white film with the lowest filler content and the thinnest layer thickness reflects the least and has the grayest color. By contrast, Examples 1 and 2 show that the film a *) with the highest white particle content has the lowest gray color.

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Abstract

Haftklebeband, insbesondere zur Herstellung oder Verklebung von optischen Flüssigkristall-Datenanzeigen (LCDs), aufweisend eine Trägerfolie und zwei Haftklebeschichten, wobei die Trägerfolie transluzente Eigenschaften aufweist und zwischen der Trägerfolie und zumindest einer der Haftklebeschichten eine metallische Schicht und eine weiß eingefärbte Schicht vorgesehen sind.

Description

Beschreibung
Doppelseitige Haftklebebänder zur Herstellung von LC-Displays mit lichtreflektierenden und absorbierenden Eigenschaften
Die Erfindung betrifft doppelseitige Haftklebebänder mit mehrschichtigen Trägeraufbauten und mit lichtreflektierenden und absorbierenden Eigenschaften zur Herstellung von Flüssigkristall-Datenanzeigen (Liquid Crystal-Displays, LCDs).
Haftklebebänder sind im Zeitalter der Industrialisierung weit verbreitete Verarbeitungshilfsmittel. Insbesondere für den Einsatz in der Computerindustrie werden an Haftklebebänder sehr hohe Anforderungen gestellt. Neben einem geringen Ausgasungsverhalten sollten die Haftklebebänder in einem weiten Temperaturbereich einsetzbar sein und bestimmte optische Eigenschaften erfüllen.
Ein Einsatzgebiet sind LC-Displays, die für Computer, Fernsehgeräte, Laptops, PDA's, Mobiltelefone, Digitalkameras etc. benötigt werden.
Zur Herstellung von LC-Displays werden LEDs als Lichtquelle mit dem LCD-Glas verklebt. Hierfür werden häufig schwarze doppelseitige Haftklebebänder eingesetzt. Durch die schwarze Einfärbung soll erreicht werden, dass im Bereich des doppelseitigen Haftklebebandes kein Licht von innen nach außen und umgekehrt dringt. Es existieren bereits viele Konzepte, solch eine Schwarzfärbung zu erreichen. Auf der anderen Seite möchte man die Lichteffizienz des rückseitigen Lichtmoduls erhöhen, so dass bevorzugt doppelseitige Klebebänder eingesetzt werden, die auf einer Seite schwarz sind (lichtabsorbierend) und auf der anderen Seite lichtreflektierend.
Zur Herstellung der schwarzen Seite existieren ebenfalls viele Konzepte.
Ein Konzept zur Herstellung von schwarzen doppelseitigen Haftklebebändern besteht in der Einfärbung der Trägermaterials. In der Elektronik-Industrie werden sehr bevorzugt doppelseitige Haftklebebänder mit Polyesterfilm-Trägern (PET) eingesetzt, da diese sich sehr gut stanzen lassen. Die PET-Träger kann man beispielsweise mit Ruß oder schwarzen Farbpigmenten einfärben, um eine Absorption des Lichtes zu erreichen. Der Nachteil dieses Konzeptes ist die geringe Absorption des Lichtes. In sehr dünnen Trägerschichten lassen sich nur eine relativ geringe Anzahl Ruß- oder anderer schwarzer Pigmentpartikel einbringen, mit der Folge, dass keine vollständige Absorption des Lichtes erreicht wird. Mit dem Auge und auch mit intensiveren Lichtquellen (Lichtstärke größer 600 Candela) kann dann die mangelnde Absorption ermittelt werden.
Ein weiteres Konzept zur Herstellung von schwarzen doppelseitigen Haftklebebändern betrifft die Herstellung eines zweischichtigen Trägermaterials mittels Coextrusion. Trägerfolien werden in der Regel über Extrusion hergestellt. Durch die Coextrusion wird neben dem konventionellen Trägermaterial eine zweite, schwarze Schicht coextrudiert, die die Funktion der Lichtabsorption erfüllt. Auch dieses Konzept weist verschiedene Nachteile auf. Z. B. müssen für die Extrusion Antiblockmittel eingesetzt werden, die dann im Produkt zu den so genannten Pinholes führen. Diese Pinholes sind optische Störstellen (Lichtdurchtritt an diesen Löchern) und beeinflussen negativ die Funktionsweise im LCD.
Ein weiteres Problem sind die Schichtdicken, da die zwei Schichten zunächst einzeln in der Düse ausgeformt werden und sich somit insgesamt nur relativ dicke Trägerschichten realisieren lassen, mit der Folge, dass die Folie relativ dick und unflexibel wird und sich somit an die zu verklebenden Flächen nur noch schlecht anpasst. Zudem muss die schwarze Schicht ebenfalls relativ dick sein, da ansonsten keine vollständige Absorption realisiert werden kann. Ein weiterer Nachteil besteht in den veränderten mechanischen Eigenschaften des Trägermaterials, da die schwarze Schicht andere mechanische Eigenschaften als das ursprüngliche Trägermaterial (z. B. reines PET) aufweist. Ein weiterer Nachteil für die zweischichtige Version des Trägermaterials ist die unterschiedliche Verankerung der Klebemasse auf dem coextrudierten Trägermaterial. In diesen Fall ist immer eine Schwachstelle im doppelseitigen Klebeband enthalten.
In einem weiteren Konzept wird eine schwarze Farblackschicht auf das Trägermaterial beschichtet. Dies kann einseitig oder doppelseitig auf dem Träger erfolgen. Auch dieses Konzept weist verschiedene Nachteile auf. Zum einen entstehen auch hier leicht Fehlstellen (Pinholes), die durch Antiblockmittel während des Folienextrusionsprozesses eingetragen werden. Diese sind für die Anwendung im LC-Display nicht akzeptabel. Weiterhin entsprechen die maximalen Absorptionseigenschaften nicht den Anforderungen, da nur relativ dünne Lackschichten aufgetragen werden können. Auch ist man in den Schichtdicken nach oben begrenzt, da sich ansonsten die mechanischen Eigenschaften des Trägermaterials verändern würden.
Bei der Entwicklung von LC-Displays entwickelt sich ein Trend. Zum einen sollen die LC-Displays leichter und flacher werden, und es besteht ein stark steigender Bedarf für immer größere Displays mit immer höherer Auflösung.
Aus diesem Grund wurde das Design der Displays geändert, und die Lichtquelle rückt entsprechend immer näher an das LCD-Panel, mit der Konsequenz, dass die Gefahr steigt, dass immer mehr Licht nach außen in die Randzone des LCD Panels eindringt („blind area") (vgl. Fig. 1). Mit dieser Entwicklung steigen somit auch die Anforderungen an die Abschattungseigenschaften (black out Eigenschaften) des doppelseitigen Klebebandes, und es besteht der Bedarf nach neuen Konzepten zur Herstellung von schwarzen Klebebändern.
Auf der anderen Seite des doppelseitigen Haftklebebandes sollte dieses reflektierend sein. Dazu sind doppelseitige Haftklebebänder bekannt, die auf einer Seite eine weiße oder eine metallische Schicht und einen schwarze lichtabsorbierende Schicht auf der anderen Seite aufweisen.
Dieses Konzept besitzt aber auch Nachteile, da - wenn der Blickwinkel in das LC-Display ca. 45° beträgt - Lichtdiffusionen wahrgenommen werden, die durch die starke Reflexion des Lichtes entstehen. Um dies zu vermeiden - aber dennoch die Lichtausbeute zu erhöhen - wird eine graue reflektierende Schicht benötigt.
Fig. 1 zeigt das Konzept für ein doppelseitiges Klebeband mit einer grauen Schicht zur
Absorption und einer Schicht zur Reflexion gemäß dem Stande der Technik; dabei bedeuten
1 LCD-Glas 4 Lichtquelle (LED)
2 doppelseitiges grau-weißes 5 Lichtstrahlen Klebeband 6 doppelseitiges Klebeband
3 Haftklebemasse 7 Lichtleiter 8 Reflektionsfolie 11 weiße reflektierende Seite
9 LCD-Gehäuse 12 sichtbarer Bereich
10 graue absorbierende 13 „blinder" Bereich Klebebandseite
Einige Konzepte zur Herstellung von grauen Klebebändern sind in der Literatur ebenfalls bekannt.
So ist z.B. das einfachste Verfahren, graue Farbpartikel der Klebemasse beizumischen oder eine Trägerseite grau zu lackieren. Diese Verfahren sind aber relativ aufwendig, da es relativ schwierig ist, über die geeignete Farbpartikelzusammensetzung den richtigen Farbton zu treffen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein doppelseitiges Haftklebeband zur Verfügung zu stellen, welches auf die vorgenannten Verfahren verzichtet und in der Lage ist, Licht vollständig zu absorbieren und dabei eine Reflexion von Licht mittels einer grauen Farbseite ermöglicht.
Im Rahmen dieser Erfindung wurde überraschender Weise gefunden, dass dies in hervorragender Weise durch den Füllgrad der Trägerfolie mit weißen Farbpartikeln in Kombination mit einer metallisierten und weiß lackierten Rückseite erzielt werden kann.
Der Hauptanspruch betrifft dementsprechend ein Haftklebeband, insbesondere zur Herstellung oder Verklebung von optischen Flüssigkristall-Datenanzeigen (LCDs), aufweisend eine Trägerfolie und zwei Haftklebeschichten, wobei die Trägerfolie transluzente Eigenschaften aufweist und zwischen der Trägerfolie und zumindest einer der Haftklebeschichten eine metallische Schicht und eine weiß eingefärbte Schicht vorgesehen sind.
Unter Transluzenz oder auch transluzenten Eigenschaften versteht man die lichtdurchscheinende Eigenschaft (im Vergleich zur Transparenz, die die Durchsichtigkeit beschreibt). Transluzente Körper erscheinen trüb, können aber im Kontakt mit einem Substrat klar erscheinen (Kontaktklarheit). Im Sinne dieser Erfindung werden die Trägerfolien insbesondere als transluzent bezeichnet, wenn sie eine Transmission, gemessen nach Messmethode A, im Bereich zwischen minimal 5 % und maximal 95 %, insbesondere zwischen 50 und 70 % aufweisen.
Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte und/oder besonders geeignete Ausführungsformen der Erfindung. Beispielhaft seien doppelseitige Haftklebebänder genannt, die auf einem ein- oder mehrschichtigen Trägermaterial und zwei identischen oder unterschiedlichen Haftklebemassen bestehen.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform gemäß Fig. 2 besteht das erfindungsgemäße Haftklebeband aus einer mit weißen Farbpigmenten gefüllten transluzenten Trägerfolienschicht (a), wobei durch den Füllgrad an weißen Pigmenten die Transluzenz variabel eingestellt werden kann, einer weißen Lackschicht (c), einer metallischen Schicht (d) und zwei Haftklebeschichten (b) und (b1), wobei die Haftklebemassen identisch sein oder sich voneinander unterscheiden können.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besitzt das erfindungsgemäße Haftklebeband den in Fig. 3 dargestellten Produktaufbau, bei welchem das Haftklebeband aus einer - wie oben in der Transluzenz variabel einstellbaren - mit weißen Farbpigmenten gefüllten transluzenten Trägerfolienschicht, einer weißen Primerschicht (e), einer metallischen Schicht (d) und zwei Haftklebeschichten (b) und (b'), wobei die Haftklebemassen wiederum identisch sein oder sich voneinander unterscheiden können.
Die Erfindung soll im Folgenden näher erläutert werden:
Die Trägerfolie (a) ist bevorzugt zwischen 5 und 250 μm, mehr bevorzugt zwischen 8 und
50 μm, äußerst bevorzugt zwischen 12 und 36 μm dick. Der Füllgrad an weißen
Pigmenten kann variabel gewählt werden, so dass unterschiedliche Grade an
Transluzenz resultieren und die Trägerfolie durch die unterschiedlich starke Weißfärbung in unterschiedlichen Grautönen erscheint.
Die Schicht (e) ist eine weiße Primerschicht. Die Schichtdicke liegt vorteilhaft zwischen 1 und 15 μm: bevorzugt zwischen 3 und 10 μm.
Die Haftklebemasseschichten (b) und (b') besitzen bevorzugt eine Dicke von jeweils 5 μm bis 250 μm, unabhängig voneinander. Die Schichten können auch gleich dick ausgestaltet sein.
Die Schichtdicke der Schicht (d) liegt bevorzugt zwischen 0,01 μm und 5 μm. In besonders bevorzugter Vorgehensweise wird zur Erzeugung der metallischen Schicht
Aluminium oder Silber auf die Trägerfolie (a) gedampft.
Die Lackschichten (c) sind lichtreflektierend und gleichzeitig lichtabsorbierend und weiß.
Die Schichtdicke der Schicht (c) liegt bevorzugt zwischen 1 μm und 15 μm . Im Sinne der
Schicht (c) können auch mehrere, übereinander liegende Lackschichten vorgesehen sein.
Die einzelnen Schichten (b), (b1), (c), (d) und (e) innerhalb des doppelseitigen Haftklebebandes können im Hinblick auf die Schichtdicke unterschiedlich ausgestaltet sein, vorteilhaft können aber auch einige oder alle dieser Schichten gleich dick vorliegen. So können z.B. unterschiedlich dicke oder gleich dicke Haftklebemassenschichten (b) und (b1) aufgetragen werden.
Trägerfolie (a)
Als Folienträger können prinzipiell alle filmischen Polymerträger eingesetzt werden, die weiß gefärbt werden können (während und/oder nach ihrer Herstellung) und eine Lichttransluzenz besitzen. So lassen sich z.B. Polyethylen, Polypropylen, Polyimid, Polyester, Polyamid, Polymethacrylat, etc. einsetzen. In einer besonders bevorzugten Vorgehensweise werden Polyesterfolien eingesetzt, äußerst bevorzugt PET-Folien (Polyethylenterephthalat). Die Folien können entspannt vorliegen oder eine oder mehrere Vorzugsrichtungen aufweisen. Vorzugsrichtungen werden erzielt durch Streckung in eine oder in zwei Richtungen.
Weiterhin sind bis zu 12 μm dicke, insbesondere genau 12 μm dicke PET Folien sehr bevorzugt, da diese sehr gute klebtechnische Eigenschaften für das doppelseitige Klebeband zu lassen, da hier die Folie sehr flexibel ist und sich gut den Oberflächenrauhigkeiten der zu verklebenden Substrate anpassen kann. Zudem bewegt sich bei Einfärbung des PET die Transluzenz in einem ausgewogenen Rahmen, der für die für die Erfindung genutzte Funktion sehr vorteilhaft ist.
Zur Verbesserung der Verankerung ist es sehr vorteilhaft, die Folien vorzubehandeln. Die Folien können geätzt sein (z.B. mit Trichloressigäure oder Trifluoressigsäure), mit Corona oder Plasma vorbehandelt sein oder mit einem Primer (z.B. Saran) ausgestattet sein. Des Weiteren enthält die Folie weiße Farbpigmente oder weiße farbtragende Partikel. Es eignen sich die dem Fachmann geläufigen Pigmente oder Partikel. Beispiele sind z.B. alle gängigen Titandioxidpartikel oder Bariumsulfatpartikel zur Weißfärbung. Die Pigmente oder Partikel sollten aber immer kleiner im Durchmesser sein als die letztendlich vorliegende Schichtdicke der Trägerfolie. Der Grad der Weißfärbung wird durch die Schichtdicke der Folie und die Transmission gesteuert. Die Lichttransmission der weißen Folie sollte bevorzugt bei maximal 95 % und minimal bei 50 % liegen, um eine anschließende Graufärbung der Seite zu erzielen.
Der optimale Füllgrad mit weißen Farbpartikeln hängt von der chemischen Zusammensetzung und der gesamten Schichtdicke der Folie ab. Optimale Einfärbungen lassen sich mit 2 bis 20 Gew.-% Partikelanteilen bezogen auf das Folienmaterial erzielen.
Primerschicht (e)
Die Primerschicht (e) erfüllt verschiedene Funktionen. Eine Funktion ist die zusätzliche Absorption des Außenlichtes. Daher sollte in einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung, die sich diese Funktion insbesondere zu Nutzen macht, für das doppelseitige Haftklebeband die Transmission in einem Wellenlängenbereich von 300 - 800 nm bei < 0,5 % mehr bevorzugt bei < 0,1 %, äußerst bevorzugt bei < 0,01 % liegen. In einer weiteren Funktion erfüllt die Primerschicht (e) die Lichtreflektion. Die Lichtreflektion sollte nach Prüfmethode c bevorzugt größer 65 % liegen. In einer weiteren Funktion verbessert die Primerschicht (e) die Verankerung der Haftklebernasse (b) bzw. (b1) auf der Trägerfolie (a).
In einer sehr bevorzugten Auslegung wird erfindungsgemäß eine weiße Primerschicht eingesetzt.
Primer können als 100 % Systeme, aus Lösung oder aus Dispersion beschichtet werden. In der Regel bestehen Primer aus einer haftvermittelnden Matrix, die besonders bevorzugt mit einer reaktiven Komponente abgemischt wird. Im Rahmen dieser Erfindung sind dem Primer weiße Farbpigmente oder weiße farbtragende Substanzen beigemischt. Als haftvermittlende Matrix lassen sich beispielsweise Polyester, Polyurethane, Polyacrylate, Silikone und Polymethacrylate einsetzen. Als Reaktivkomponente können z.B. di- oder multifunktionelle Isocyanate, di- oder multifunktionelle Aziridine, di- oder multifunktionelle Hydrazine, di- oder multifunktionelle Oxazolidine und multifunktionelle aromatische Dicarbonsäureanhydride eingesetzt werden. Die reaktiven Komponenten werden derart gewählt, dass eine Reaktion mit der Haftklebernasse (b) und (b1) stattfinden kann. Beispiele für multifunktionelle Aziridine sind Crosslinker CX-100™ der Fa. ICI, XAMA™ 7, XAMA™ 2, und XAMA™ 22Q der Firma Ichemco, und für multifunktionelle Isocyanate die Desmodur Serie der Firma Lanxess sowie Curing Agent W, W3, WS5, D, 100D, RF-AE der Fa. Ichemco. Bi- oder multifunktionelle Oxazolidine sind kommerziell erhältlich und dem Handelsnamen EPOROS von Nippon Shokubai; ebenso Hydrazine und aromatische Dicarbonsäureanhydride.
Zur Verdünnung der bi- oder multifunktionellen Reaktivkomponenten werden bevorzugt z.B. wässrige Polyacrylat-Dispersion, wie z. B. Neocryl A-45™ der Fa. Zeneca, oder SK 1800 der Fa. Nippon Shokubai eingesetzt.
Die Dispersion bindet den Reaktiv-Primer ein und erleichtert somit die Handhabung der Beschichtung des Substrates als Ausstrich oder mit Hilfe der Transfer-Technik. Insbesondere für Primerdispersionen kann es von Vorteil sein, wenn weitere Additive eingesetzt werden, z.B. zur Verbesserung der Beschichtbarkeit durch Verringerung des Aufschäumens oder Zusätze zur Verbesserung der Stabilität oder der Haltbarkeit von Dispersionen. Hier kann auf die dem Fachmann dafür bekannten Additive zurückgegriffen werden.
Zur Verdünnung der bi- oder multifunktionellen Reaktivkomponenten werden in einer weiteren vorteilhaften Variante lösungsmittel basierende haftvermittelnde Matrizes eingesetzt. Kommerzielle Beispiele hierfür sind z.B. Primer Unisol 11 der Fa. Ichemco, oder NX 350 und NX 380 der Fa. Nippon Shokubai.
In einer sehr bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden der haftvermittelnden Komponente und/oder der Reaktivkomponente Titandioxid oder Bariumsulfat als farbtragende Partikel zugemischt. Durch diese Additivierung wird bei sehr hohem Additivierungsgehalt (insbesondere > 20 Gew.-%), neben der Funktion der vollständigen Lichtabsortion zusätzlich eine Lichtreflektion bewirkt. Für die optimale Einfärbung der Primerschicht (e) ist die Partikelgrößenverteilung der weißen Farbpigmente von großer Bedeutung. So sollten die Partikel zumindest kleiner als die Gesamtschichtdicke der Primerschicht (e) sein. Bevorzugt werden Partikel mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 50 nm bis 5 μm, mehr bevorzugt zwischen 100 nm und 3 μm, äußerst bevorzugt zwischen 200 nm und 1 μm eingesetzt. Solche Größenqualitäten lassen sich z.B. durch gezielte Vermahlung in Kugelmühlen mit anschließender gezielter Siebung erzielen. Für die Qualität der Einfärbung ist weiterhin eine homogene Verteilung der Farbpartikel in der Primermatrix sehr vorteilhaft. Hierfür wird bevorzugt ein intensiver Mischprozess eingesetzt, der in einer optimalen Vorgehensweise eine Vermischung mittels eines Ultraturrax (Hochleistungshomogenisator) beinhaltet. Mit diesem Schritt können dann die Farbpartikel nochmals aufgeschlossen und in der Primermatrix homogenisiert werden.
Lackschicht (c)
Die Lackschicht (c) erfüllt verschiedene Funktionen. Eine Funktion der Farbschicht ist die zusätzliche Absorption des Außenlichtes. Daher sollte in einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung, die sich diese Funktion insbesondere zu Nutzen macht, für das doppelseitige Haftklebeband die Transmission in einem Wellenlängenbereich von 300 bis 800 nm bei < 0,5 %, mehr bevorzugt bei < 0,1 %, äußerst bevorzugt bei < 0,01 % liegen.
Weiterhin erfüllt die Lackschicht (c) die Funktion der Lichtreflektion. Die Lichtreflektion sollte nach Prüfmethode c bevorzugt größer 65 % liegen. Sehr bevorzugt wird dies mit einer weißen Lackschicht erreicht.
Lacke können als 100 % Systeme, aus Lösung oder aus Dispersion beschichtet werden. Lacke bestehen aus einer aushärtenden Bindermatrix (bevorzugt thermisch aushärtendes System, aber auch strahlenhärtendes System) und weißen Farbpigmenten und werden dann mit einem Druckwerk (z.B. im Flexodruck) aufgebracht. Um eine genügende Blickdichtigkeit zu erreichen, kann die Aufbringung auch in mehreren Schritten erfolgen, so dass mehrere Schichten Druckfarbe aufgebracht werden. Weiterhin kann die Farbe auch mit einem Rasterwalzenauftragswerk aufgebracht werden. Hiermit lassen sich in einem Schritt höhere Schichtdicken an Farbe aufbringen. Die Lacke können z.B. auf Polyestem, Polyurethanen, Polyacrylaten und/oder Polymethacrylaten basieren. Weiterhin können weitere, bekannte Lackadditive zugesetzt sein. Der Lack beinhaltet bevorzugt des weiteren eine vernetzende Komponente, die insbesondere zur Aushärtung dient. Sie kann entweder über Strahlenhärtung aktiviert werden (Elektronenstrahl-Härtung, z.B. mittels di- oder multifunktioneller vinylischer Verbindungen; UV-Härtung, z.B. entweder mittels UV-Photokationenerzeugern, insbesondere in Verbindung mit di- oder multifunktionellen Epoxiden, oder mittels UV- Radikalerzeugern nach Typ Norrish-I oder Norrish-Il, insbesondere in Verbindung mit dioder multifunktionellen vinylischen Verbindungen, wie z.B. Acrylaten oder Methacrylaten) oder durch thermisch aktivierbare Verbindungen, wie z.B. di- oder multifunktionellen Isocyanaten, di- oder multifunktionelle Epoxiden, und/oder di- oder multifunktionelle Hydroxiden, je nach Abhängigkeit von der Basismatrix des Lackes. In einer sehr zu bevorzugenden erfinderischen Vorgehensweise werden als farbtragende Partikel Titandioxid oder Bariumsulfat zu dem Lack, der die Lackschicht bildet, gemischt. Durch diese Additivierung wird bei sehr hohem Additivierungsgehalt ( insbesondere > 20 Gew.-%), neben der Funktion der vollständigen Lichtabsortion zusätzlich eine Lichtreflektion bewirkt. Für die optimale Einfärbung der Lackschicht (c) ist die Partikelgrößenverteilung der weißen Farbpigmente von großer Bedeutung. So sollten die Partikel zumindest kleiner als die Gesamtschichtdicke der Lackschicht (c) sein. Bevorzugt werden Partikel mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 50 nm bis 5 μm, mehr bevorzugt zwischen 100 nm und 3 μm, äußerst bevorzugt zwischen 200 nm und 1 μm eingesetzt. Zur Erlangung solcher Größenqualitäten siehe weiter oben.
Metallische Schicht (d)
Für die Herstellung einer insbesondere hochreflektierenden und lichtabsorbierenden Seite kann ein silberfarbener Lack auf die Folienschicht (a) aufgetragen werden und/oder die Folienschicht (a) einseitig oder beidseitig mit einem Metall, z.B. Aluminium oder Silber, bedampft werden. Für die Variante mit silberfarbenem Lack wird eine Bindermatrix mit silbernen Farbpigmenten abgemischt. Als Bindermatrix eignen sich z.B. Polyurethane oder Polyester, die einen hohen Brechungsindex und eine hohe Transparenz aufweisen. Die Farbpigmente können aber auch in einer Polyacrylat- oder Polymethacrylatmatrix eingebunden und dann als Lack ausgehärtet werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Folienschicht (a) beidseitig mit Aluminium oder Silber bedampft. Um besonders hervorragende reflektierende Eigenschaften zu erreichen, sollte der Sputterprozeß zur Bedampfung so gesteuert werden, dass das Aluminium oder Silber sehr gleichmäßig aufgetragen ist, um eine optimale Reflektion zu erzielen (Vermeidung von Streueffekten). Weiterhin wird in einer sehr bevorzugten Ausführung die PET-Folie mit Plasma oder Corona vorbehandelt, bevor mit Aluminium oder Silber bedampft wird. Durch den Einsatz der reflektierenden Schicht (b) wird zum einen gezielt das Licht reflektiert, und zum anderen die Transmission des Lichtes durch das Trägermaterial vermindert bzw. vermieden. Zudem werden Oberflächenrauhigkeiten der Trägerfolie kompensiert.
Haftklebemassen (b) und (b')
Die Haftklebemassen (b) und (b1) sind in einer bevorzugten Ausführungsform auf beiden Seiten des Haftklebebandes identisch. Es kann aber in einer speziellen Ausführungsform auch von Vorteil sein, wenn sich die Haftklebemassen (b) und (b1) voneinander unterscheiden, insbesondere durch ihre Schichtdicke und/oder ihre chemische Zusammensetzung. So lassen sich auf diesem Weg z.B. unterschiedliche haftklebrige Eigenschaften einstellen. Als Haftklebemassensysteme für das erfinderische doppelseitige Haftklebeband werden bevorzugt Acrylat-, Naturkautschuk-, Synthesekautschuk-, Silikon- oder EVA-Kleber eingesetzt. Die Haftklebemasse weist bevorzugt eine hohe Transparenz auf oder ist gegebenenfalls weiß eingefärbt. Weiterhin lassen sich die weiteren, dem Fachmann bekannten Haftklebemassen verarbeiten, wie sie z.B im "Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology" von Donatas Satas (van Nostrand, New York 1989) aufgeführt sind.
Für Naturkautschukklebemassen wird der Naturkautschuk bevorzugt bis zu einem Molekulargewicht (Gewichtsmittel) nicht unter etwa 100.000 Dalton, bevorzugt nicht unter 500.000 Dalton gemahlen und additiviert.
Bei Kautschuk/Synthesekautschuk als Ausgangsmaterial für den Kleber sind weite Variationsmöglichkeiten gegeben. Eingesetzt werden können Naturkautschuke oder Synthesekautschuke oder beliebige Blends aus Naturkautschuken und/oder Synthesekautschuken, wobei der Naturkautschuk oder die Naturkautschuke grundsätzlich aus allen erhältlichen Qualitäten wie zum Beispiel Crepe-, RSS-, ADS-, TSR- oder CV-Typen, je nach benötigtem Reinheits- und Viskositätsniveau, und der Synthese kautsch u k oder die Synthesekautschuke aus der Gruppe der statistisch copolymerisierten Styrol-Butadien-Kautschuke (SBR), der Butadien-Kautschuke (BR), der synthetischen Polyisoprene (IR), der Butyl-Kautschuke (NR), der halogenierten Butyl- Kautschuke (XIIR), der Acrylatkautschuke (ACM), der Etylen-Vinylacetat-Copolymeren (EVA) und der Polyurethane und/oder deren Blends gewählt werden können. Weiterhin vorzugsweise können den Kautschuken zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit thermoplastische Elastomere mit einem Gewichtsanteil von 10 bis 50 Gew.-% zugesetzt werden, und zwar bezogen auf den Gesamtelastomeranteil. Stellvertretend genannt seien an dieser Stelle vor allem die besonders verträglichen Styrol-Isopren-Styrol- (SIS) und Styrol-Butadien-Styrol (SBS) -Typen.
In einer erfinderisch bevorzugten Ausführungsform werden
(Meth)acrylathaftklebemassen eingesetzt.
Erfindungsgemäß eingesetzte (Meth)Acrylathaftklebemassen, welche durch radikalische Polymerisation erhältlich sind, basieren bevorzugt zu mindestens 50 Gew.-% auf zumindest einem acrylischen Monomer aus der Gruppe der Verbindungen der folgenden allgemeinen Formel:
Dabei ist der Rest R1 = H oder CH3; und der Rest R2 ist H oder CH3 oder wird gewählt aus der Gruppe beinhaltend die verzweigten und unverzweigten, gesättigten Alkylgruppen mit 1 - 30 Kohlenstoffatomen.
Die Monomere werden bevorzugt dermaßen gewählt, dass die resultierenden Polymere bei Raumtemperatur oder höheren Temperaturen als Haftklebemassen eingesetzt werden können, insbesondere derart, dass die resultierenden Polymere haftklebende Eigenschaften entsprechend des „Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology" von Donatas Satas (van Nostrand, New York 1989) besitzen.
In einer weiteren erfinderischen Ausführungsform wird die Comonomerzusammensetzung derart gewählt, dass sich die Haftklebemassen als hitzeaktivierbare Haftklebemassen einsetzen lassen.
Die Polymere lassen sich bevorzugt durch Polymerisation einer Monomermischung gewinnen, welche sich aus Acrylsäureestem und/oder Methacrylsäureestem und/oder deren freien Säuren mit der Formel CH2 = CH(R1)(COOR2) zusammensetzt, wobei R1 = H oder CH3 und R2 eine Alkylkette mit 1 - 20 C-Atomen oder H ist.
Die Molmassen Mw (Gewichtsmittel) der eingesetzten Polyacrylate betragen bevorzugt Mw ≥ 200.000 g/mol.
In einer sehr bevorzugten Weise werden Acryl- oder Methacrylmomonere eingesetzt, die aus Acryl- und Methacrylsäureester mit Alkylgruppen aus 4 bis 14 C-Atomen bestehen, bevorzugt 4 bis 9 C-Atomen umfassen. Spezifische Beispiele, ohne sich durch diese Aufzählung einschränken zu wollen, sind Methacrylat, Methyl methacrylat, Ethylacrylat, n- Butylacrylat, n-Butyl methacrylat, n-Pentylacrylat, n-Hexylacrylat, n-Heptylacrylat, n- Octylacrylat, n-Octyl methacrylat, n-Nonylacrylat, Laurylacrylat, Stearylacrylat, Behenylacrylat, und deren verzweigten Isomere, wie z.B. Isobutylacrylat, 2- Ethylhexylacrylat, 2-Ethylhexyl methacrylat, Isooctylacrylat, Isooctyl methacrylat.
Weitere einzusetzende Verbindungsklassen sind monofunktionelle Acrγlate bzw. Methacrylate von überbrückten Cycloalkylalkoholen, bestehend aus zumindest 6 C-Atomen. Die Cycloalkylalkohole können auch substituiert sein, z.B. durch C-1-6- Alkylgruppen, Halogenatomen oder Cyanogruppen. Spezifische Beispiele sind Cyclohexylmethacrylate, Isobornylacrylat, Isobomylmethacrylate und 3,5-Dimethyl- adamantylacrylat.
In einer vorteilhaften Vorgehensweise werden Monomere eingesetzt, die polare Gruppen wie Carboxylreste, Sulfon- und Phosphonsäure, Hydroxyreste, Lactam und Lactan, N-substituiertes Amid, N-substituiertes Amin, Carbamat-, Epoxy-, Thiol-, Alkoxy-, Cyanreste, Ether oder ähnliches tragen.
Moderate basische Monomere sind z.B. N,N-Dialkylsubstituierte Amide, wie z.B. N1N- Dimethylacrylamid, N.N-Dimethylmethylmethacrylamid, N-tert.-Butylacrylamid, N- Vinylpyrrolidon, N-Vinyllactam, Dimethylaminoethylmethacrylat, Dimethylamino- ethylacrylat, Diethylaminoethylmethacrylat, Diethylaminoethylacrylat, NMethylol- methacrylamid, N-(Buthoxymethyl)methacrylamid, N-Methylolacrylamid, N(Ethoxy- methyl)acrylamid, N-Isopropylacrylamid, wobei diese Aufzählung nicht abschließend zu verstehen ist.
Weitere bevorzugte Beispiele sind Hydroxyethylacrylat, Hydroxypropylacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, Hydroxypropylmethacrylat, Allylalkohol, Maleinsäureanhydrid, Itaconsäureanhydrid, Itaconsäure, Glyceridylmethacrylat, Phenoxyethylacrlylat, Phenoxyethylmethacrylat, 2 -Butoxyethylmethacrylat, 2-Butoxyethylacrylat, Cyano- ethylmethacrylat, Cyanoethylacrylat, Glycerylmethacrylat, 6-Hydroxyhexylmethacrylat, Vinylessigsäure, Tetrahydrofufurylacrlyat, ß-Acryloyloxypropionsäure, Trichloracrylsäure, Fumarsäure, Crotonsäure, Aconitsäure, Dimethylacrylsäure, wobei diese Aufzählung nicht abschließend zu verstehen ist.
In einer weiteren sehr bevorzugten Vorgehensweise werden als Monomere Vinylester, Vinylether, Vinylhalogenide, Vinylidenhalogenide, Vinylverbindungen mit aromatischen Cyclen und Heterocyclen in α-Stellung eingesetzt. Auch hier seien nicht ausschließlich einige Beispiele genannt: Vinylacetat, Vinylformamid, Vinylpyridin, Ethylvinylether, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid und Acrylonitril.
Weiterhin werden in einer vorteilhaften Vorgehensweise Photoinitiatoren mit einer copolymerisierbaren Doppelbindung eingesetzt. Als Photoinitiatoren sind Norrish-I- und Norrish-Il-Photoinitiatoren geeignet. Beispiele sind z.B. Benzoinacrylat und ein acryliertes Benzophenon der Fa. UCB (Ebecryl P 36®) Im Prinzip können alle dem Fachmann bekannten Photoinitiatoren copolymerisiert werden, die das Polymer über einen Radikalmechnismus unter UV-Bestrahlung vernetzen können. Ein Überblick über mögliche einsetzbare Photoinitiatoren die mit einer Doppelbindung funktionalisiert werden können, wird in Fouassier: „Photoinititation, Photopolymerization and Photocuring: Fundamentals and Applications", Hanser- Verlag, München 1995, gegeben. Ergänzend wird Carroy et al. in "Chemistry and Technology of UV and EB Formulation for Coatings, Inks and Paints", Oldring (Hrsg.), 1994, SITA, London eingesetzt.
In einer weiteren bevorzugten Vorgehensweise werden zu den beschriebenen Comonomeren Monomere hinzugesetzt, die eine hohe statische Glasübergangstemperatur besitzen. Als Komponenten eigenen sich aromatische Vinylverbindungen, wie z.B. Styrol, wobei bevorzugt die aromatischen Kerne aus C4 bis Cis-Bausteinen bestehen und auch Heteroatome enthalten können. Besonders bevorzugte Beispiele sind 4-Vinylpyridin, N-Vinylphthalimid, Methylstyrol, 3,4- Dimethoxystyrol, 4-Vinylbenzoesäure, Benzylacrylat, Benzylmethacrylat, Phenylacrylat, Phenylmethacrylat, t-Butylphenylacrylat, t-Butylphenylmethacrylat, 4-Biphenylacrylat und -methacrylat, 2-Naphthylacrylat und -methacrylat sowie Mischungen aus vorgenannten Monomeren, wobei diese Aufzählung nicht abschließend zu verstehen ist.
Durch die Erhöhung des aromatischen Anteils steigt der Brechungsindex der Haftklebemasse an, und die Streuung zwischen LCD-Glas und Haftklebemasse z.B. durch Fremdlicht wird minimiert.
Zur Weiterentwicklung können den Haftklebemassen Harze beigemischt sein. Als zuzusetzende klebrigmachende Harze sind die vorbekannten und in der Literatur beschriebenen Klebharze einsetzbar. Genannt seien stellvertretend die Pinen-, Inden- und Kolophoniumharze, deren disproportionierte, hydrierte, polymerisierte, veresterte Derivate und Salze, die aliphatischen und aromatischen Kohlenwasserstoffharze, Terpenharze und Terpenphenolharze sowie C5-, C9- sowie andere Kohlenwasserstoffharze. Beliebige Kombinationen dieser und weiterer Harze können eingesetzt werden, um die Eigenschaften der resultierenden Klebmasse wunschgemäß einzustellen. Im allgemeinen lassen sich alle mit dem entsprechenden Polyacrγlat kompatiblen (löslichen) Harze einsetzen, insbesondere sei verwiesen auf alle aliphatischen, aromatischen, alkylaromatischen Kohlenwasserstoffharze,
Kohlenwasserstoffharze auf Basis reiner Monomere, hydrierte Kohlenwasserstoffharze, funktionelle Kohlenwasserstoffharze sowie Naturharze. Auf die Darstellung des Wissensstandes im "Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology" von Donatas Satas (van Nostrand, 1989) sei ausdrücklich hingewiesen.
Auch hier werden zur Verbesserung der Transparenz bevorzugt transparente und sehr gut mit dem Polymer verträgliche Harze eingesetzt. Hydrierte oder teilhydrierte Harze weisen häufig diese Eigenschaften auf.
Weiterhin können optional Weichmacher (Plastifizierungsmittel), weitere Füllstoffe (wie z.B. Fasern, Ruß, Zinkoxid, Kreide, Voll- oder Hohlglaskugeln, Mikrokugeln aus anderen Materialien, Kieselsäure, Silikate), Keimbildner, elektrisch leitfähige Materialien, wie z.B. konjugierte Polymere, dotierte konjugierte Polymere, Metallpigmente, Metallpartikel, Metallsalze, Graphit, Blähmittel, Compoundierungsmittel und/oder Alterungsschutzmittel, z.B. in Form von primären und sekundären Antioxidantien oder in Form von Lichtschutzmitteln zugesetzt sein.
In einer weiteren günstigen Ausführungsform der Erfindung enthält die Haftklebemasse (b1) lichtreflektierende Partikel, wie z.B. weiße Farbpigmente (Titandioxid oder Bariumsulfat) als Füllstoff.
Zusätzlich können Vernetzer und Promotoren zur Vernetzung beigemischt werden. Geeignete Vernetzer für die Elektronenstrahlvemetzung und UV-Vernetzung sind beispielsweise bi- oder multifunktionelle Acrylate, bi- oder multifunktionelle Isocyanate (auch in blockierter Form) oder bi- oder multifunktionelle Epoxide. Weiterhin können auch thermisch aktivierbare Vernetzer, wie z.B. Lewis-Säure, Metallchelate oder multifunktionelle Isocyanate zugesetzt sein.
Zu einer optionalen Vernetzung mit UV-Licht können den Haftklebemassen UV-absorbierende Photoinitiatoren zugesetzt werden. Nützliche Photoinitiatoren, welche sehr gut zu verwenden sind, sind Benzoinether, wie z. B. Benzoinmethylether und Benzoinisopropylether, substituierte Acetophenone, wie z. B. 2,2-Diethoxyacetophenon (erhältlich als Irgacure 651® von Fa. Ciba Geigy), 2,2-Dimethoxy-2-phenyl-1- phenylethanon, Dimethoxyhydroxyacetophenon, substituierte α-Ketole, wie z. B. 2-Methoxy-2-hydroxypropiophenon, aromatische Sulfonylchloride, wie z. B. 2-Naphthyl sulfonylchlorid, und photoaktive Oxime, wie z. B. 1-Phenyl-1,2-propandion-2-(O- ethoxycarbonyl)oxim.
Die oben erwähnten und weitere einsetzbare Photoinititatioren und andere vom Typ Norrish-I oder Norrish-Il können folgende Reste enthalten: Benzophenon-, Acetophenon-, Benzil-, Benzoin-, Hydroxyalkylphenon-, Phenylcyclohexylketon-, Anthrachinon-, Trimethylbenzoylphosphinoxid-, Methylthiophenylmorpholinketon-, Aminoketon-, Azo- benzoin-, Thioxanthon-, Hexarylbisimidazol-, Triazin-, oder Fluorenon, wobei jeder dieser Reste zusätzlich mit einem oder mehreren Halogenatomen und/oder einer oder mehreren Alkyloxygruppen und/oder einer oder mehreren Aminogruppen oder Hydroxygruppen substituiert sein kann. Ein repräsentativer Überblick wird von Fouassier: "Photoinititation, Photopolymerization and Photocuring: Fundamentals and Applications", Hanser-Verlag, München 1995, gegeben. Ergänzend kann Carroy et al. in "Chemistry and Technology of UV and EB Formulation for Coatings, Inks and Paints", Oldring (Hrsg.), 1994, SITA, London herangezogen werden.
Herstellverfahren für die Acrylathaftklebemassen
Zur Polymerisation werden die Monomere vorteilhaft dermaßen gewählt, dass die resultierenden Polymere bei Raumtemperatur oder höheren Temperaturen als Haftklebemassen eingesetzt werden können, insbesondere derart, dass die resultierenden Polymere haftklebende Eigenschaften entsprechend des „Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology" von Donatas Satas (van Nostrand, New York 1989) besitzen.
Zur Erzielung einer für Haftklebemassen bevorzugten Glasübergangstemperatur TG der Polymere von TG < 25 0C werden entsprechend dem vorstehend gesagten die Monomere sehr bevorzugt derart ausgesucht und die mengenmäßige Zusammensetzung der Monomermischung vorteilhaft derart gewählt, dass sich nach einer Gleichung (G1) analog zur Fox-Gleichung (G1) (vgl. T.G. Fox, Bull. Am. Phys. Soc. 1 (1956) 123) der gewünschte TG-Wert für das Polymer ergibt.
τ„ 4 τ,„ (Gl) n ' G,n Hierin repräsentiert n die Laufzahl über die eingesetzten Monomere, Wn den Massenanteil des jeweiligen Monomers n (Gew.-%) und TG,n die jeweilige Glasübergangstemperatur des Homopolymers aus den jeweiligen Monomeren n in K.
Zur Herstellung der Poly(meth)acrylathaftklebemassen werden vorteilhaft konventionelle radikalische Polymerisationen durchgeführt. Für die radikalisch verlaufenden Polymerisationen werden bevorzugt Initiatorsysteme eingesetzt, die zusätzlich weitere radikalische Initiatoren zur Polymerisation enthalten, insbesondere thermisch zerfallende radikalbildende Azo- oder Peroxo-Initiatoren. Prinzipiell eignen sich jedoch alle für Acrylate dem Fachmann geläufigen, üblichen Initiatoren. Die Produktion von C- zentrierten Radikalen ist im Houben Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Vol. E 19a, S. 60 - 147 beschrieben. Diese Methoden werden in bevorzugter Weise in Analogie angewendet.
Beispiele für Radikalquellen sind Peroxide, Hydroperoxide und Azoverbindungen, als einige nicht ausschließliche Beispiele für typische Radikalinitiatoren seien hier genannt Kaliumperoxodisulfat, Dibenzoylperoxid, Cumolhydroperoxid, Cyclohexanonperoxid, Di-t-butylperoxid, Azodiisosäurebutyronitril, Cyclohexylsulfonylacetylperoxid, Diisopropyl- percarbonat, t-Butylperoktoat, Benzpinacol. In einer sehr bevorzugten Auslegung wird als radikalischer Initiator 1 ,1'-Azo-bis-(cyclohexancarbonsäurenitril) (Vazo 88™ der Fa. DuPont) oder Azodisobutyronitril (AIBN) verwendet.
Die mittleren Molekulargewichte Mw der bei der radikalischen Polymerisation entstehenden Haftklebemassen werden sehr bevorzugt derart gewählt, dass sie in einem Bereich von 200.000 bis 4.000.000 g/mol liegen; insbesondere werden Haftklebemassen mit mittleren Molekulargewichten Mw von 400.000 bis 1.400.000 g/mol hergestellt. Die Bestimmung des mittleren Molekulargewichtes erfolgt über Größenausschluss- chromatographie (GPC) oder Matrix-unterstützte Laser-Desorption/Ionisations- Massenspektrometrie (MALDI-MS).
Die Polymerisation kann in Substanz, in Gegenwart eines oder mehrerer organischer Lösungsmittel, in Gegenwart von Wasser oder in Gemischen aus organischen Lösungsmitteln und Wasser durchgeführt werden. Es wird dabei angestrebt, die verwendete Lösungsmittelmenge so gering wie möglich zu halten. Geeignete organische Lösungsmittel sind reine Alkane (z.B. Hexan, Heptan, Octan, Isooctan), aromatische Kohlenwasserstoffe (z.B. Benzol, Toluol, XyIoI), Ester (z.B. Essigsäureethylester, Essigsäurepropyl-, -butyl- oder -hexylester), halogenierte Kohlenwasserstoffe (z.B. Chlorbenzol), Alkanole (z.B. Methanol, Ethanol, Ethylenglycol,
Ethylenglycolmonomethylether) und Ether (z.B. Diethylether, Dibutylether) oder Gemische davon. Die wässrigen Polymerisationsreaktionen können mit einem mit Wasser mischbaren oder hydrophilen Colösungsmittel versetzt werden, um zu gewährleisten, dass das Reaktionsgemisch während des Monomerumsatzes in Form einer homogenen Phase vorliegt. Vorteilhaft verwendbare Colösungsmittel für die vorliegende Erfindung werden gewählt aus der folgenden Gruppe, bestehend aus aliphatischen Alkoholen, Glycolen, Ethern, Glycolethem, Pyrrolidinen, N- Alkylpyrrolidinonen, N-Alkylpyrrolidonen, Polyethylenglycolen, Polypropylenglycolen, Amiden, Carbonsäuren und Salzen davon, Estern, Organosulfiden, Sulfoxiden, Sulfonen, Alkoholderivaten, Hydroxyetherderivaten, Aminoalkoholen, Ketonen und dergleichen, sowie Derivaten und Gemischen davon.
Die Polymerisationszeit beträgt - je nach Umsatz und Temperatur - zwischen 2 und 72 Stunden. Je höher die Reaktionstemperatur gewählt werden kann, das heißt, je höher die thermische Stabilität des Reaktionsgemisches ist, desto geringer kann die Reaktionsdauer gewählt werden.
Zur Initiierung der Polymerisation ist für die thermisch zerfallenden Initiatoren der Eintrag von Wärme essentiell. Die Polymerisation kann für die thermisch zerfallenden Initiatoren durch Erwärmen auf 50 bis 160 0C, je nach Initiatortyp, initiiert werden.
Für die Herstellung kann es auch von Vorteil sein, die (Meth)acrylathaftklebemassen in Substanz zu polymerisieren. Hier eignet sich insbesondere die Präpolymerisationstechnik. Die Polymerisation wird mit UV-Licht iniitiert, aber nur zu einem geringen Umsatz ca. 10 - 30 % geführt. Anschließend kann dieser Polymersirup z.B. in Folien eingeschweißt werden (im einfachsten Fall Eiswürfel) und dann in Wasser zu hohem Umsatz durchpolymerisiert. Diese Pellets lassen sich dann als Acrylatschmelzkleber einsetzen, wobei für den Aufschmelzvorgang besonders bevorzugt Folienmaterialien eingesetzt werden, die mit dem Polyacrylat kompatibel sind. Auch für diese Präparationsmethode lassen sich die thermisch-leitfähigen Materialzusätze vor oder nach der Polymerisation zusetzen. Ein anderes vorteilhaftes Herstellungsverfahren für die Poly(meth)acrylat- haftklebemassen ist die anionische Polymerisation. Hier werden als Reaktionsmedium bevorzugt inerte Lösungsmittel verwendet, wie z.B. aliphatische und cycloaliphatische Kohlenwasserstoffe, oder auch aromatische Kohlenwasserstoffe.
Das lebende Polymer wird in diesem Fall im allgemeinen durch die Struktur PL(A)-Me repräsentiert, wobei Me ein Metall der Gruppe I, wie z.B. Lithium, Natrium oder Kalium, und PL(A) ein wachsendes Polymer aus den Acrylatmonomeren ist. Die Molmasse des herzustellenden Polymers wird durch das Verhältnis von Initiatorkonzentration zu Monomerkonzentration kontrolliert. Als geeignete Polymerisationsinitiatoren eignen sich z.B. n-Propyllithium, n-Butyllithium, sec-Butyllithium, 2-Naphthyllithium, Cyclohexyl- lithium oder Octyllithium, wobei diese Aufzählung nicht den Anspruch auf Vollständigkeit besitzt. Ferner sind Initiatoren auf Basis von Samarium-Komplexen zur Polymerisation von Acrylaten bekannt (Macromolecules, 1995, 28, 7886) und hier einsetzbar.
Weiterhin lassen sich auch difunktionelle Initiatoren einsetzen, wie beispielsweise 1 ,1 ,4,4-Tetraphenyl-1,4-dilithiobutan oder 1 ,1 ,4,4-Tetraphenyl-1,4-dilithioisobutan. Coinitiatoren lassen sich ebenfalls einsetzen. Geeignete Coinitiatoren sind unter anderem Lithiumhalogenide, Alkalimetallalkoxide oder Alkylaluminium-Verbindungen. In einer sehr bevorzugten Version sind die Liganden und Coinitiatoren so gewählt, dass Acrylatmonomere, wie z.B. n-Butylacrylat und 2-Ethylhexylacrylat, direkt polymerisiert werden können und nicht im Polymer durch eine Umesterung mit dem entsprechenden Alkohol generiert werden müssen.
Zur Herstellung von Poly(meth)acrylathaftklebemassen mit einer engen Molekulargewichtsverteilung eignen sich auch kontrollierte radikalische Polymerisationsmethoden. Zur Polymerisation wird dann bevorzugt ein Kontrollreagenz der allgemeinen Formel eingesetzt:
worin R und R1 unabhängig voneinander gewählt oder gleich sind und
- verzweigte und unverzweigte d- bis Ci8-Alkylreste; C3- bis Ci8-Alkenylreste; C3- bis Cis-Alkinylreste;
Cr bis Cis-Alkxoyreste
- durch zumindest eine OH-Gruppe oder ein Halogenatom oder einen Silylether substituierte d- bis Ci8-Alkylreste; C3- bis Ci8-Alkenylreste; C3- bis Cis- Alkinylreste;
C2-Ci8-Hetero-Alkylreste mit mindestens einem O-Atom und/oder einer NR*- Gruppe in der Kohlenstoffkette, wobei R* ein beliebiger (insbesondere organischer) Rest sein kann,
- mit zumindest einer Estergruppe, Amingruppe, Carbonatgruppe, Cyanogruppe, Isocyanogruppe und/oder Epoxidgruppe und/oder mit Schwefel substituierte Cr Cis-Alkylreste, C3-Ci8-Alkenylreste, C3-Ci8-Alkinylreste; C3-Ci2-Cycloalkylreste
- C6-Ci8- Aryl- oder Benzylreste
- Wasserstoff darstellen.
Kontrollreagenzien des Typs (I) bestehen bevorzugt aus folgenden Verbindungen:
Halogenatome sind hierbei bevorzugt F, Cl, Br oder I, mehr bevorzugt Cl und Br. Als
Alkyl-, Alkenyl- und Alkinylreste in den verschiedenen Substituenten eignen sich hervorragend sowohl lineare als auch verzweigte Ketten.
Beispiele für Alkylreste, welche 1 bis 18 Kohlenstoffatome enthalten, sind Methyl, Ethyl,
Propyl, Isopropyl, Butyl, Isobutyl, t-Butyl, Pentyl, 2-Pentyl, Hexyl, Heptyl, Octyl, 2-
Ethylhexyl, t-Octyl, Nonyl, Decyl, Undecyl, Tridecyl, Tetradecyl, Hexadecyl und
Octadecyl.
Beispiele für Alkenylreste mit 3 bis 18 Kohlenstoffatomen sind Propenyl, 2-Butenyl, 3-
Butenyl, Isobutenyl, n-2,4-Pentadienyl, 3-Methyl-2-butenyl, n-2-Octenyl, n-2-Dodecenyl,
Isododecenyl und Oleyl.
Beispiele für Alkinyl mit 3 bis 18 Kohlenstoffatomen sind Propinyl, 2-Butinyl, 3-Butinyl, n-2-Octinyl und n-2-Octadecinyl.
Beispiele für Hydroxy-substituierte Alkylreste sind Hydroxypropyl, Hydroxybutyl oder
Hydroxyhexyl.
Beispiele für Halogen-substituierte Alkylreste sind Dichlorobutyl, Monobromobutyl oder
Trichlorohexyl. Ein geeigneter C2-Ci8-Hetero-Alkylrest mit mindestens einem O-Atom in der
Kohlenstoffkette ist beispielsweise -CH2-CH2-O-CH2-CH3.
Als C3-Ci2-Cycloalkylreste dienen beispielsweise Cyclopropyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl oder Trimethylcyclohexyl.
Als C6-Ci8-Arylreste dienen beispielsweise Phenyl, Naphthyl, Benzyl, 4-tert.-Butylbenzyl- oder weitere substituierte Phenyl, wie z.B. Ethyl, Toluol, XyIoI, Mesitylen, Isopropylbenzol,
Dichlorobenzol oder Bromtoluol.
Die vorstehenden Auflistungen dienen nur als Beispiele für die jeweiligen
Verbindungsgruppen und besitzen keinen Anspruch auf Vollständigkeit.
Weiterhin sind auch Verbindungen der folgenden Typen als Kontrollreagenzien einsetzbar
(IM) (IV)
wobei R2 ebenfalls unabhängig von R und R1 aus der oben aufgeführten Gruppe für diese Reste gewählt werden kann.
Beim konventionellen ,RAFT-Prozeß' wird zumeist nur bis zu geringen Umsätzen polymerisiert (WO 98/01478 A1), um möglichst enge Molekulargewichtsverteilungen zu realisieren. Durch die geringen Umsätze lassen sich diese Polymere aber nicht als Haftklebemassen und insbesondere nicht als Schmelzhaftkleber einsetzen, da der hohe Anteil an Restmonomeren die klebtechnischen Eigenschaften negativ beeinflusst, die Restmonomere im Aufkonzentrationsprozess das Lösemittelrecyclat verunreinigen und die entsprechenden Selbstklebebänder ein sehr hohes Ausgasungsverhalten zeigen würden. Um diesen Nachteil niedriger Umsätze zu umgehen, wird in einer besonders bevorzugten Vorgehensweise die Polymerisation mehrfach initiiert. Als weitere kontrollierte radikalische Polymerisationsmethode können Nitroxid-gesteuerte Polymerisationen durchgeführt werden. Zur Radikalstabilisierung werden in günstiger Vorgehensweise Nitroxide des Typs (Va) oder (Vb) eingesetzt:
(Va) (Vb)
wobei R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10 unabhängig voneinander folgende Verbindungen oder Atome bedeuten: i) Halogenide, wie z.B. Chlor, Brom oder lod ii) lineare, verzweigte, cyclische und heterocyclische Kohlenwasserstoffe mit 1 bis
20 Kohlenstoffatomen, die gesättigt, ungesättigt oder aromatisch sein können, iii) Ester -COOR11, Alkoxide -OR12 und/oder Phosphonate -PO(OR13J2, wobei R11, R12 oder R13 für Reste aus der Gruppe ii) stehen.
Verbindungen der (Va) oder (Vb) können auch an Polymerketten jeglicher Art gebunden sein (vorrangig in dem Sinne, dass zumindest einer der oben genannten Reste eine derartige Polymerkette darstellt) und somit zum Aufbau von Polyacrylathaftklebemassen genutzt werden.
Mehr bevorzugt werden kontrollierte Regler für die Polymerisation von Verbindungen des Typs gewählt:
• 2,2,5,5-Tetramethyl-1-pyrrolidinyloxyl (PROXYL), 3-Carbamoyl-PROXYL, 2,2-dimethyl-4,5-cyclohexyl-PROXYL, 3-oxo-PROXYL, 3-Hydroxylimine-PROXYL, 3-Aminomethyl-PROXYL, 3-Methoxy-PROXYL, 3-t-Butyl-PROXYL, 3,4-Di-t-butyl- PROXYL
• 2,2,6,6-Tetramethyl-piperidin-1-oxyl (TEMPO), 4-Benzoyloxy-TEMPO, 4-Methoxy- TEMPO, 4-Chloro-TEMPO, 4-Hydroxy-TEMPO, 4-Oxo-TEMPO, 4-Amino-TEMPO, 2,2,6,6,-Tetraethyl-1 -piperidinyloxyl, 2,2,6-Trimethyl-6-ethyl-1 -piperidinyloxyl
• N-tert.-Butyl-1-phenyl-2-methyl propyl Nitroxid
• N-tert.-Butyl-1-(2-naphtyl)-2-methyl propyl Nitroxid • N-tert.-Butyl-1-diethylphosphono-2,2-dimethyl propyl Nitroxid
• N-tert.-Butyl-1-dibenzylphosphono-2,2-dimethyl propyl Nitroxid
• N-(1-Phenyl-2-methyl propyl)-1-diethylphosphono-1-methyl ethyl Nitroxid
• Di-t-Butylnitroxid
• Diphenyl nitroxid
• t-Butyl-t-amyl Nitroxid
Eine Reihe weiterer Polymerisationsmethoden, nach denen die Haftklebemassen in alternativer Vorgehensweise hergestellt werden können, lassen sich aus dem Stand der Technik wählen:
US 4,581,429 A offenbart ein kontrolliert radikalisches Polymerisationsverfahren, das als Initiator eine Verbindung der Formel R'R"N-O-Y anwendet, worin Y eine freie radikalische Spezies ist, die ungesättigte Monomere polymerisieren kann. Die Reaktionen weisen aber im allgemeinen geringe Umsätze auf. Besonders problematisch ist die Polymerisation von Acrylaten, die nur zu sehr geringen Ausbeuten und Molmassen abläuft. WO 98/13392 A1 beschreibt offenkettige Alkoxyaminverbindungen, die ein symmetrisches Substitutionsmuster aufweisen. EP 735 052 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung thermoplastischer Elastomere mit engen Molmassenverteilungen. WO 96/24620 A1 beschreibt ein Polymerisationsverfahren, bei dem sehr spezielle Radikalverbindungen wie z. B. phosphorhaltige Nitroxide, die auf Imidazolidin basieren, eingesetzt werden. WO 98/44008 A1 offenbart spezielle Nitroxyle, die auf Morpholinen, Piperazinonen und Piperazindionen basieren. DE 199 49 352 A1 beschreibt heterozyklische Alkoxyamine als Regulatoren in kontrolliert radikalischen Polymerisationen. Entsprechende Weiterentwicklungen der Alkoxyamine bzw. der korrespondierenden freien Nitroxide verbessern die Effizienz zur Herstellung von Polyacrylaten (Hawker, Beitrag zur Hauptversammlung der American Chemical Society, Frühjahr 1997; Husemann, Beitrag zum IUPAC World-Polymer Meeting 1998, Gold Coast).
Als weitere kontrollierte Polymerisationsmethode läßt sich in vorteilhafter Weise zur Synthese der Polyacrylathaftklebemassen die Atom Transfer Radical Polymerization (ATRP) einsetzen, wobei als Initiator bevorzugt monofunktionelle oder difunktionelle sekundäre oder tertiäre Halogenide und zur Abstraktion des(r) Halogenids(e) Cu-, Ni-, Fe-, Pd-, Pt-, Ru-, Os-, Rh-, Co-, Ir-, Ag- oder Au-Komplexe (EP 0 824 111 A1 ; EP 826 698 A1; EP 824 110 A1 ; EP 841 346 A1 ; EP 850 957 A1) eingesetzt werden. Die unterschiedlichen Möglichkeiten der ATRP sind ferner in den Schriften US 5,945,491 A, US 5,854,364 A und US 5,789,487 A beschrieben.
Beschichtungsverfahren, Ausrüstung des Trägermaterials
Zur Herstellung wird in einer bevorzugten Vorgehensweise die Haftklebemasse aus Lösung auf das Trägermaterial beschichtet. Zur Steigerung der Verankerung der Haftklebemasse können optional die Schichten (a) und/oder (b) vorbehandelt werden. So kann z.B. mit Corona oder mit Plasma vorbehandelt werden, es kann aus der Schmelze oder aus Lösung ein Primer aufgetragen werden oder es kann chemisch geätzt werden. Für die Beschichtung der Haftklebemasse aus Lösung wird über Wärmezufuhr z.B. in einem Trockenkanal das Lösemittel entfernt und gegebenenfalls die Vernetzungsreaktion initiiert.
Die oben beschriebenen Polymere können weiterhin auch als Hotmelt-Systeme (also aus der Schmelze) beschichtet werden. Für das Herstellungsverfahren kann es daher erforderlich sein, das Lösemittel von der Haftklebemasse zu entfernen. Hier können im Prinzip alle dem Fachmann bekannten Verfahren eingesetzt werden. Ein sehr bevorzugtes Verfahren ist die Aufkonzentration über einen Ein- oder Doppelschneckenextruder. Der Doppelschneckenextruder kann gleich- oder gegenläufig betrieben werden. Das Lösemittel oder Wasser wird bevorzugt über mehrere Vakuumstufen abdestilliert. Zudem wird je nach Destillationstemperatur des Lösemittels gegengeheizt. Die Restlösemittelanteile betragen bevorzugt < 1 %, mehr bevorzugt < 0,5 % und sehr bevorzugt < 0,2 %.
Weiterhin kann der Doppelschneckenextruder auch zum Kompoundieren mit dem Ruß genutzt werden. Auf diesem Weg lässt sich der Ruß sehr fein verteilt in der Haftklebematrix verteilen.
Der Hotmelt wird sehr bevorzugt aus der Schmelze weiterverarbeitet.
Zur Beschichtung als Hotmelt können unterschiedliche Beschichtungsverfahren herangezogen werden. In einer Ausführung werden die Haftklebemassen über ein Walzenbeschichtungsverfahren beschichtet. Unterschiedliche Walzenbeschichtungs- verfahren sind im „Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology" von Donatas Satas (van Nostrand, New York 1989) beschrieben. In einer weiteren Ausführung wird über eine Schmelzdüse beschichtet. In einem weiteren bevorzugten Verfahren wird durch Extrusion beschichtet. Die Extrusionsbeschichtung wird bevorzugt mit einer Extrusionsdüse vorgenommen. Die verwendeten Extrusionsdüsen können vorteilhaft aus einer der drei folgenden Kategorien stammen: T-Düse, Fischschwanz-Düse und Bügel- Düse. Die einzelnen Typen unterscheiden sich durch die Gestalt ihres Fließkanals. Durch die Beschichtung können die Haftklebemassen auch eine Orientierung erfahren.
Weiterhin kann es erforderlich sein, dass die Haftklebemasse vernetzt wird. In einer bevorzugten Ausführung wird mit Elektronen- und/oder UV-Strahlung vernetzt.
Zur UV-Vernetzung wird mittels kurzwelliger ultravioletter Bestrahlung in einem Wellenlängenbereich von 200 bis 400 nm, je nach verwendetem UV-Photoinitiator, bestrahlt, insbesondere unter Verwendung von Quecksilber-Hochdruck- oder -Mitteldruck-Lampen bei einer Leistung von 80 bis 240 W/cm. Die Bestrahlungsintensität wird der jeweiligen Quantenausbeute des UV-Photoinitiators und dem einzustellenden Vernetzungsgrad angepasst.
Weiterhin werden die Haftklebemassen in einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung mit Elektronenstrahlen vernetzt. Typische Bestrahlungsvorrichtungen, die vorteilhaft eingesetzt werden, sind Linearkathodensysteme, Scannersysteme bzw. Segmentkathodensysteme, sofern es sich um Elektronenstrahlbeschleuniger handelt. Eine ausführliche Beschreibung des Stands der Technik und die wichtigsten Verfahrensparameter findet man bei Skelhome, Electron Beam Processing, in Chemistry and Technology of UV and EB formulation for Coatings, Inks and Paints, Vol. 1, 1991, SITA, London. Die typischen Beschleunigungsspannungen liegen im Bereich zwischen 50 kV und 500 kV, vorzugsweise 80 kV und 300 kV. Die angewandten Streudosen bewegen sich zwischen 5 und 150 kGy, insbesondere zwischen 20 und 100 kGy. Es können auch beide Vernetzungsverfahren angewendet werden oder andere Verfahren, die hochenergetische Bestrahlung ermöglichen.
Weiterhin ist Gegenstand der Erfindung die Verwendung der erfinderischen doppelseitigen Haftklebebänder zur Verklebung oder Herstellung von optischen Flüssigkristall-Datenanzeigen (LCDs), die Verwendung von LCD-Gläsern sowie Flüssigkristall-Datenanzeigen und Geräte mit Flüssigkristall-Datenanzeigen, welche ein erfindungsgemäßes Haftklebeband in ihrem Produktaufbau aufweisen. Für die Verwendung als Haftklebeband können die doppelseitigen Haftklebebänder mit einem oder zwei Trennfolien und/oder Trennpapieren abgedeckt sein. Bevorzugt werden silikonisierte oder fluorierte Folien oder Papiere, wie z.B. Glassine, HPDE oder LDPE gecoatete Papiere eingesetzt, die wiederum mit einer Releaseschicht basierend auf Silikonen oder fluorierten Polymeren versehen sind. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden als Abdeckung silikonisierte PET Folien eingesetzt. Insbesondere vorteilhaft sind die erfindungsgemäßen Haftklebebänder zur Verklebung von Leuchtdioden (Light Emitting Diode, LED) als Lichtquelle mit dem LCD-Modul geeignet.
Beispiele
Die Erfindung wird im Folgenden beschrieben, ohne sich durch die Wahl der Beispiele unnötig beschränken zu wollen.
Folgende Prüfmethoden wurden angewendet.
Prüfmethoden
A... TransmjssiQ n
Die Transmission wurde im Wellenlängenbereich von 190 bis 900 nm mit einem Uvikon 923 der Fa. Biotek Kontron gemessen. Die Messung wird bei 23 0C durchgeführt. Die Absolute Transmission wird als Wert bei 550 nm in % angegeben, bezogen auf die vollständige Lichtabsorption (Transmission 0 % = kein Lichtdurchlass; Transmission 100 % = vollständiger Lichtdurchlass).
B. Pjnholes
Eine handelsübliche sehr starke Lichtquelle (z.B. Overheadprojektor Typ Liesegangtrainer 400 KC Typ 649, Halogenlampe 36 V, 400 W) wird komplett lichtdicht mit einer Maske abgedeckt. Diese Maske enthält in der Mitte eine kreisrunde Öffnung mit einem Durchmesser von 5 cm. Auf diese kreisrunde Öffnung wird das doppelseitige LCD- Klebeband aufgelegt. In vollständig abgedunkelter Umgebung wird dann die Anzahl der Pinholes elektronisch oder visuell ausgezählt. Diese sind bei eingeschalteter Lichtquelle als durchscheinende Punkte erkennbar.
C...Reflekt|on
Der Reflektionstest wird nach DIN Norm 5036 Teil 3, DIN 5033 Teil 3 und DIN 5033 Teil 4 durchgeführt. Als Messgerät wurde eine Ulbrichtsche Kugel Typ. LMT (50 cm Durchmesser) eingesetzt in Verbindung mit einem Digitalem Anzeigegerät TYP LMT Tau- p-Meter. Die integralen Messungen erfolgen mit einer Lichtquelle entsprechend Normlicht A und V(A)- angepasstem Si-Photoelement. Es wurde gegen eine Glas-Referenzprobe gemessen. Der Reflektionsgrad wird als Summe aus gerichteten und gestreuten Lichtanteilen in % angegeben.
Polymer 1
Ein für radikalische Polymerisationen konventioneller 200 L-Reaktor wurde mit 2400 g Acrylsäure, 64 kg 2-Ethylhexylacrylat, 6,4 kg N-Isopropylacrylamid und 53,3 kg Aceton/Isopropanol (95:5) befüllt. Nach 45 Minuten Durchleiten mit Stickstoffgas unter Rühren wurde der Reaktor auf 58 0C hochgeheizt und 40 g 2,21-Azoisobuttersäurenitril (AIBN) hinzugegeben. Anschließend wurde das äußere Heizbad auf 75 °C erwärmt und die Reaktion konstant bei dieser Außentemperatur durchgeführt. Nach 1 h Reaktionszeit wurde wiederum 40 g AIBN hinzugegeben. Nach 5 h und 10 h wurde mit jeweils 15 kg Aceton/Isopropanol (95:5) verdünnt. Nach 6 und 8 h wurden jeweils 100 g Dicyclohexylperoxydicarbonat (Perkadox 16®, Fa. Akzo Nobel) gelöst in jeweils 800 g Aceton hinzugegeben. Die Reaktion wurde nach 24 h Reaktionszeit abgebrochen und auf Raumtemperatur abgekühlt. Die Lösung wird mit 0,3 Gew.-% Aluminiumchelat (3 %-ige Lösung in Isopropanol) abgemischt und sofort auf einen 50 μm silikonisierten PET-Liner flächig aufgetragen. Nach Trocken bei 120 0C für 10 Minuten betrug der Masseauftrag 50 g/m2.
Primermasse 1
In einem Fass werden 100 Teile Primer Unisol 11 der Fa. Ichemco mit 10 Teilen eines multifunktionellen Isocyanates Curing Agent D (der Fa. .Ichemco) und 25 Teilen
Titandioxid ( < 5 μm, 99,9+, hauptsächlich Rutil-Struktur) mit einem Rührer für 1 h intensiv vermischt. Anschließend wird mit einem Ultraturrax das Gemisch noch weiter homogenisiert (für ca. 30 Minuten). Die Primermasse 1 wird unmittelbar danach beschichtet. Lack i
In einem Farbenmischer von Red Devil werden 42 Teile Acrydic A-910 (stickstoffhaltiges Acrylharz mit einem Feststoffanteil von 50 % von Dainippon Ink and Chemicals), 80 Teile Titanweiss JR603 (Teikoku Kako Co. Ltd.), 6 Teile XyIoI, 6 Teile Toluol, 6 Teile Methylethylketon für 30 Minuten dispergiert. Anschließend wird in einem Ultraturrax weiter homogenisiert.
Weiße Folienherstellung:
Fojje.a):.
Ein Polyethylenterephthalatcopolymer wurde mit 10 Gewichts-% Titandioxid (durchschnittlicher Durchmesser 0,25 μm) in einem Kneter für 2 h bei 180 °C gemischt und unter Vakuum getrocknet. Anschließend wurde in einem Einschneckenextruder das Folienmaterial durch eine Breitschlitzdüse (T-Form, 300 μm Schlitzspalt) mit 280 °C extrudiert. Der Film wird auf eine verspiegelte Kühlwalze aufgetragen. Anschließend wird durch Temperierung auf 90 bis 95 °C 3,5fach in Längsrichtung gestreckt. Anschließend wird der Film in eine Spannvorrichtung gefahren. Dort wird mit Hilfe von Klammern bei Temperaturen zwischen 100 °C und 110 °C 4fach in der Querrichtung gereckt. Anschließend wird noch einmal 10 s bei 210 °C nachgetempert. Die weiße PET-Folie besitzt eine Gesamtdicke von 36 μm. Die Transmission der Folie nach Testmethode A beträgt 55 %.
Fpjje.b):
Ein Polyethylenterephthalatcopolymer wurde mit 5 Gewichts-% Titandioxid (durchschnittlicher Durchmesser 0,25 μm) in einem Kneter für 2 h bei 180 °C gemischt und unter Vakuum getrocknet. Anschließend wurde in einem Einschneckenextruder das Folienmaterial durch eine Breitschlitzdüse (T-Form, 300 μm Schlitzspalt) mit 280 °C extrudiert. Der Film wird auf eine verspiegelte Kühlwalze aufgetragen. Anschließend wird durch Temperierung auf 90 bis 95 °C 3,5fach in Längsrichtung gestreckt. Anschließend wird der Film in eine Spannvorrichtung gefahren. Dort wird mit Hilfe von Klammern bei Temperaturen zwischen 100 °C und 110 °C 4fach in der Querrichtung gereckt. Anschließend wird noch einmal 10 s bei 210°C nachgetempert. Die weiße PET-Folie besitzt eine Gesamtdicke von 36 μm. Die Transmission der Folie nach Testmethode A beträgt 70 %. FpJje_(AJ:Bedampfuπq)j.
Die weißen PET-Folien a) und b) werden einseitig mit Aluminium bedampft, bis eine vollflächige Aluminiumschicht aufgetragen war [ es entstehen die alumiuniusierten Folien a*) aus a) bzw. b*) aus b)]. Die Folie wurde in einer Breite von 300 mm nach dem Sputtering-Verfahren bedampft. Hier wird positiv geladenes, ionisiertes Argongas in eine Hochvakuumkammer geleitet. Die geladenen Ionen treffen dann auf eine negativ geladene AI-Platte und lösen auf molekularer Ebene Aluminiumpartikel ab, die sich dann auf den Polyesterfilm, der über die Platte geführt wird, ablagern.
Folie (Farblackierung):
BejspjeMj.
Die einseitig mit Aluminium metallisierte Folie a*) wird auf der AI-Seite mit der weißen Primermasse 1 flächig beschichtet und bei 120 °C 30 Minuten getrocknet. Die mit dem weißen Primer beschichtete Seite ist vollständig und gleichmäßig weiß. Der Masseauftrag beträgt etwa 10 g/m2. Anschließend wird im Kaschierverfahren mit dem Polymer 1 beidseitig mit 50 g/m2 beschichtet.
BeispjeJ.2.:.
Die einseitig mit Aluminium metallisierte Folie b*) wird auf der AI-Seite mit der weißen Primermasse 1 flächig beschichtet und bei 120 °C 30 Minuten getrocknet. Die mit dem weißen Primer beschichtete Seite ist vollständig und gleichmäßig weiß. Der Masseauftrag beträgt etwa 10 g/m2. Anschließend wird im Kaschierverfahren mit dem Polymer 1 beidseitig mit 50 g/m2 beschichtet.
Beispjel.3.:.
Die einseitig mit Aluminium metallisierte Folie a*) wird auf der AI-Seite mit dem weißen Lack 1 flächig beschichtet und bei 120 0C 30 Minuten getrocknet. Die mit dem weißen Lack beschichtete Seite ist vollständig und gleichmäßig weiß. Der Masseauftrag beträgt etwa 10 g/m2. Anschließend wird im Kaschierverfahren mit dem Polymer 1 beidseitig mit 50 g/m2 beschichtet.
BeispjeJ.4.:.
Die einseitig mit Aluminium metallisierte Folie b*) wird auf der AI-Seite mit dem weißen
Lack 1 flächig beschichtet und bei 120 °C 30 Minuten getrocknet. Die mit dem weißen Lack beschichtete Seite ist vollständig und gleichmäßig weiß. Der Masseauftrag beträgt etwa 10 g/m2. Anschließend wird im Kaschierverfahren mit dem Polymer 1 beidseitig mit 50 g/m2 beschichtet.
Ergebnisse
Die Beispiele 1 bis 4 wurden nach den Prüfmethoden A, B und C ausgetestet. Die Prüfmethode A gibt Auskunft über die gesamte Transmission des doppelseitigen Klebebandes und somit Informationen über den Lichtabsorbtionsgrad. Die Testmethode B ermittelt, ob die Folie optische Fehlstellen enthält. Die Reflektion (Test C) darf dagegen Werte von 65 % nicht überschreiten, da ansonsten die graue Seite zu stark reflektierend ist und zu weiß erscheinen würde. Die Ergebnisse für die erfinderischen Beispiele sind in Tabelle 1 dargestellt.
Den Ergebnissen aus Tabelle 1 kann entnommen werden, dass die Beispiele 1 bis 4 hervorragende Lichtabsorbtionseigenschaften besitzen. Weiterhin belegen die Beispiele 1 bis 4, dass die Reflektion und damit die Abstufung der weiß/metallischen Schattierung durch den Füllstoffgehalt gesteuert werden kann. Die weiße Folie mit dem geringsten Füllstoffgehalt und der dünnsten Schichtdicke reflektiert am wenigsten und besitzt die graueste Färbung. Dagegen belegen die Beispiel 1 und 2, dass die Folie a*) mit dem höchsten weißen Partikelanteil die geringste Graufärbung besitzt.

Claims

Patentansprüche
1. Haftklebeband, insbesondere zur Herstellung oder Verklebung von optischen Flüssigkristall-Datenanzeigen (LCDs), aufweisend eine Trägerfolie und zwei Haftklebeschichten, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerfolie transluzente Eigenschaften aufweist und zwischen der Trägerfolie und zumindest einer der Haftklebeschichten eine metallische Schicht und eine weiß eingefärbte Schicht vorgesehen sind.
2. Haftklebeband nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Transluzenz der Trägerfolie durch die Anwesenheit weißer Pigmente in der Folie bewirkt wird, insbesondere durch einen Gewichtsanteil von 2 bis 20 Gew.-% im Folienmaterial.
3. Haftklebeband nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerfolie eine Lichttransmission von 50 bis 95 % aufweist.
4. Haftklebeband nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die weiß eingefärbte Schicht eine Primerschicht ist.
5. Haftklebeband nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die weiß eingefärbte Schicht eine Lackschicht ist.
6. Haftklebeband nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Schicht zwischen der Trägerfolie und der weiß eingefärbten Schicht angeordnet ist.
7. Haftklebeband nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haftklebeschicht auf der der metallischen Schicht abgewandten Seite der Trägerfolie transparent ist.
8. Verwendung eines Haftklebebandes nach einem der vorangehenden Ansprüche zur Herstellung oder zur Verklebung von optischen Flüssigkristall-Datenanzeigen.
9. Verwendung nach Anspruch 11 zur Verklebung von LCD-Gläsern.
10. Flüssigkristall-Datenanzeige-Gerät aufweisend ein Haftklebeband nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 10.
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