Drukgevoelige zelfklevende tape

Aanvrager: Novatech International NV
Uitvinders: Kristof Van Havenbergh; Ken Meerbergen; Gunther Dreezen
Octrooinummer: EP4372061
Publicatiedatum: 2024-05-22
 

Novatech International NV heeft een drukgevoelige kleefband gepatenteerd op basis van een kleefbandsamenstelling die uithardt door blootstelling aan UV en nog steeds vochtuithardbaar is. Het patent beschrijft ook de productiemethode en het hechten van substraten met deze innovatieve kleefband.

Er is een breed scala aan hoogwaardige kleefmiddelen beschikbaar, met verschillende eigenschappen en toepassingen in een aantal industrieën, waaronder de auto-industrie, lucht- en ruimtevaart, bouw en biomedische industrie.

Drukgevoelige kleefmiddelen (PSA's) zijn kleefmiddelen die een verbinding vormen wanneer er druk wordt uitgeoefend. PSA's worden vaak gebruikt in de vorm van montagetapes, die meestal PSA-tapes worden genoemd. Deze tapes hebben meestal een hoge directe kleefkracht, waardoor objecten onmiddellijk kunnen worden bevestigd zonder dat een verdere uitharding nodig is. Dit wordt mogelijk gemaakt door de vorming van een fysieke verbinding (d.w.z. fysisorptie) veroorzaakt door elektrostatische krachten zoals waterstofbruggen of elektromagnetische krachten zoals van der Waals krachten. Het aanbrengen van de tape onder hoge druk zal leiden tot een nauwer contact en een betere bevochtiging van het oppervlak, wat de fysische verbinding zal verbeteren. Opgemerkt moet worden dat er meestal geen chemische reactie optreedt tussen de montagetape en de voorwerpen.

Een belangrijk nadeel van de huidige PSA tapes is dat de hechting minder robuust en vaak minder permanent is. Dit maakt een montagetape minder geschikt voor het bevestigen van zware voorwerpen of in buitentoepassingen waar het wordt blootgesteld aan vocht, temperatuur en UV-straling. Het is belangrijk om op te merken dat verbindingen die met montagetape zijn gemaakt onderhevig zijn aan veroudering en na verloop van tijd minder sterk worden. In extreme gevallen kan dit resulteren in het losraken van het object. Daarom wordt montagetape nooit gebruikt om zware voorwerpen te bevestigen zonder een secundair bevestigingsmechanisme.

Vloeibare lijmen hechten voorwerpen aan elkaar door een chemische reactie. Tijdens dit proces verandert de lijm van een vloeibare naar een vaste toestand onder invloed van vocht, temperatuur, UV-licht of andere mechanismen (chemisorptie). Als gevolg van de tijd die nodig is voor de chemische reactie, heeft een montagelijm een beperkte directe kleefkracht, waardoor hij minder gebruiksvriendelijk is. De lijm moet in korte tijd op het oppervlak van het voorwerp of de voorwerpen worden aangebracht en de voorwerpen moeten aan elkaar worden bevestigd voordat de chemische reactie te ver is gevorderd. Pas na een bepaalde uithardingsperiode kan de lijm het gewicht van het object dragen. Tijdens de uithardingsperiode is het essentieel om het object te ondersteunen met tape of mechanische bevestiging. Eenmaal volledig uitgehard biedt deze lijm een aantal voordelen. Dankzij de hoge kleefkracht is de lijm meer dan 10 jaar bestand tegen buitenomstandigheden, waardoor het een ideale keuze is voor toepassingen op lange termijn.

Dual-curable drukgevoelige lijmen combineren de voordelen van PSA's en vloeibare lijmen en bieden gebruikers de voordelen van beide. Ze hebben vaak een hoge hechtsterkte en zijn gemakkelijk aan te brengen. De meeste PSA's met dubbele uitharding combineren UV-straling en thermische uitharding. Voorbeelden van bekende PSA's met dubbele uitharding zijn combinaties van acryl en epoxy. Een voordeel van twee-uithardende PSA's is dat het mogelijk is om de lijm opeenvolgend tot een sterke drukgevoelige toestand te brengen. Zodra de lijm op een substraat is aangebracht, wordt UV-energie toegepast om het proces van cross-linking te versnellen. Dit kan dan verder worden bevorderd door thermische middelen nadat de verbinding is gemaakt. Het belangrijkste nadeel van deze dubbel uithardende PSA's is dat er extra energie of temperatuur moet worden toegevoegd voordat de uitharding is voltooid. De noodzaak van extra energie of warmte vermindert zowel het gebruiksgemak als de toepassingsmogelijkheden van het product aanzienlijk.

Er is een voortdurende behoefte aan alternatieve lijmsamenstellingen met een hoge initiële tack en een permanente, duurzame en langdurige hechting. Er is behoefte aan een kleefmiddelsamenstelling die tweevoudig uithardt op een gebruiksvriendelijke manier, wat betekent dat voor de secundaire uitharding geen verdere energie of verwarming nodig is. Bovendien is er een voortdurende behoefte aan een dergelijke samenstelling die kan worden toegepast als een kleefband met drukgevoelige eigenschappen.

De uitvinding voorziet in een drukgevoelige kleefband, te verkrijgen door UV-uitharding van een kleefbandsamenstelling. Verder betreft de uitvinding een methode voor de productie van een dergelijke kleefband en een proces voor het hechten van substraten met behulp van deze kleefband. De kleefmiddelsamenstellingen waarop de drukgevoelige kleefband van deze uitvinding is gebaseerd, zijn UV-uithardbaar en vochtuithardbaar. De samenstellingen moeten achtereenvolgens worden uitgehard, eerst door UV-uitharding en daarna door vochtuitharding.

Een tweevoudig uithardende kleefmiddelsamenstelling biedt een uitstekende initiële tack en een permanente chemische verbinding na volledige uitharding door daaropvolgende reactie met atmosferisch vocht. Beide uithardingsmechanismen zijn nodig om de gewenste uiteindelijke eigenschappen van het materiaal te verkrijgen. Het is verder essentieel dat de UV-uitharding wordt uitgevoerd vóór de vochtuitharding. Onmiddellijke hechting kan alleen worden bereikt door het UV-uithardingssysteem te activeren, terwijl de secundaire vochtuitharding cruciaal is om de hechtsterkte te verhogen en een permanente verbinding te bereiken.

De uitvinding is gebaseerd op een lijmsamenstelling die zowel UV-actieve componenten als vochtuithardende componenten bevat. De lijmsamenstelling vertoont chemische reactiviteit (crosslinking) bij bestraling met UV-licht, een fenomeen dat wordt toegeschreven aan de aanwezigheid van monomeren en, optioneel, oligomeren met een (meth)acrylaatfunctionaliteit. De onmiddellijke hechting kan alleen worden bereikt door het UV-uithardingssysteem te activeren. Bovendien maakt de samenstelling de vorming van een lijmlaag na UV-uitharding mogelijk, waardoor de initiële UV-uitharding en de daaropvolgende vochtuitharding van elkaar kunnen worden gescheiden, zowel qua tijd als qua gebruikspunt. Bovendien bevat de lijmsamenstelling polymeren met reactieve silylgroepen, die een reactie met atmosferisch vocht mogelijk maken. Voor deze tweede uitharding is geen extra warmte of energie nodig. De secundaire uitharding met vocht is van het grootste belang om de hechtsterkte te verbeteren en een permanente hechting te verkrijgen. Het is daarom van het grootste belang dat de UV-uitharding voorafgaand aan de vochtuitharding wordt uitgevoerd.