低温等离子体处理制造技术

本发明专利技术涉及用于将基底的基底表面(2)粘结于粘合剂物质(3)的粘合剂物质表面(4)的方法，其通过如下进行：在低温等离子体发生器中产生低温等离子体，用所述低温等离子体活化基底表面和/或粘合剂物质表面(4)，并且之后将所述基底表面(2)和粘合剂物质表面(4)层叠于彼此之上以形成粘结的复合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】低温等离子体处理本专利技术涉及用于将基底的基底表面粘结于粘合剂的粘合剂表面(粘合表面)的方法，并且还涉及低温等离子体放电结构(configuration)的用途。当使用粘合剂粘附到表面时的根本问题是将这些粘合剂持久地且牢固地施用于基底的表面的问题。这种施用需要压敏粘合剂对表面的特别高的粘附。粘附通常用来表示这样的物理效应，其引起两相相互接触以在它们的界面上基于在那里发生的分子间相互作用而保持在一起。粘附因此决定了粘合剂与基底表面的附接，其可作为“粘性”和粘结力测定。为了在粘合剂的粘附上施加特定的影响，通常将增塑剂和/或粘结力增强树脂(称为“增粘剂”)添加至粘合剂。粘附的简单定义可为“每单位面积的相互作用能”[以mN/m表示]；由于实验限制，如对真实的接触面积缺乏了解，该量是无法测量的。此外，通常描述的是具有“极性”和“非极性”分量(组分)的表面能(SE)。这种简化的模型已经在本领域中建立。该能量及其分量常常通过测量各种测试液体的静态接触角来测量。极性和非极性分量归因于(归属于，assignedto)这些液体的表面张力。被测试表面的表面能的极性和非极性分量由观察到的液滴在测试表面上的接触角确定。这可以例如根据OWKR模型来完成。行业中惯用的替代方法是根据DINISO8296的通过测试墨(ink)进行的测定。在这种讨论的语境中，术语“极性”和“高能量”通常是等同的，如术语“非极性”和“低能量”那样。这背后的发现在于：极性偶极子力与所谓的“色散”或“非极性”相互作用相比是比较强的，后者是在无永久分子偶极子参与的情况下产生的。该界面能量和界面相互作用的模型的基础是如下的构思：极性组分仅与极性组分相互作用，而非极性组分仅与非极性组分相互作用。然而，表面也可在表面能内具有小的或中等的极性分量，而表面能不为“高的”。作为指导，只要SE的极性分量大于3mN/m，则对于本专利技术的目的而言该表面被认为是“极性的”。这大致对应于实际的检测下限。原则上，对于术语如高能量和低能量没有严格的界限。为了讨论的目的，界限设定为38mN/m或38达因/cm(室温)。这是一个水平，高于它的话，例如，表面的可印刷性通常是足够的。为了比较，可考虑纯水的表面张力(＝表面能)，其为约72mN/m(取决于因素(包括温度))。特别是在低能量基底如PE、PP或EPDM上，以及在许多罩面漆(涂层，finishes)上，不仅在使用压敏粘合剂时，而且在使用其它粘合剂或涂层时，在实现令人满意的粘附方面有很大的问题。为了改进粘结强度的基底的物理预处理(例如通过火焰、电晕或等离子体)是常见的，特别是在液体反应性粘合剂的情况下。在这种情况下，物理预处理的功能也可为基底的清洁，例如除去油，或为了扩大有效面积的粗糙化。在物理预处理的语境中，通常使用的术语是表面的“活化”。与例如根据锁钥原理(lock-and-keyprinciple)的化学反应相反，这通常意味着非特异性相互作用。活化通常意味着在涂层的可润湿性、可印刷性或锚定性方面的改善。在自粘带的情况下，将粘附促进剂施用于基底是常见的。然而，这种施用常常是易于出现错误的昂贵且不方便的手动步骤。与通过基底的物理预处理(火焰、电晕、等离子体)而改进压敏粘合剂的粘附相关的成功并不普遍，因为非极性粘合剂例如合成橡胶典型地无法从这种预处理中获益。电晕处理被定义为使用由两个电极之间的高交流电压产生的丝状放电(filamentarydischarges)的表面处理，其中离散的放电通道撞击待处理的表面；在这方面，另见Wagner等，Vacuum，71(2003)，第417至436页。在没有另外的限定的情况下，工艺气体被假定为环境空气。在几乎每种情况中，基底被放置于或者通过电极和对电极之间的放电空间，这被定义为“直接”物理处理。使片形式的基底典型地在电极和接地的辊之间通过。在工业应用中，更特别地，术语“电晕”通常包括介质阻挡放电(DBD)。在此情况中，电极中的至少一个由电介质(换言之绝缘体)组成，或被这样的电介质覆盖或涂覆。在这种情况中，基底也可充当电介质。电晕处理的强度被规定为以[Wmin/m2]表示的“剂量”，此剂量D遵循D＝P/b*v，其中P＝电功率[W]，b＝电极宽度[m]，和v＝片速度[m/分钟]。在几乎每种情况中，基底被放置于或者通过电极和对电极之间的放电空间，这被定义为“直接”物理处理。使片形式的基底典型地在电极和接地的辊之间通过。有时使用的另一个术语是“喷射(ejected)电晕”或“单面电晕”。这不可与大气压等离子体相比，因为高度不规则的放电丝与工艺气体一起被“喷射”，并且不存在稳定的、明确的、有效的处理的可能性。FR2443753公开了一种通过电晕放电进行表面处理的装置。在此情况中，两个电极布置在待处理物体的表面的同一侧上，其中第一电极由多个尖端形成，沿着该尖端提供第二电极的弯曲布置。在两个电极之间施加具有10kHz频率的几kV的交流电压。沿场线的电晕放电影响通过其前方的表面，并导致表面的极化，由此改进压敏粘合剂对通过电晕作用处理的表面的粘附性质。然而，该装置的缺点是难以控制通过电晕作用的表面处理。可通过如下实现对各个种类、形状和厚度的材料的更均匀、强烈的电晕处理：通过根据EP0497996B1选择双针电极(其中各针电极具有其自身的用于加压的通道)而完全避免待处理材料的表面上的电晕作用。在电极的两个尖端之间，产生电晕放电，其离子化流过通道的气体物流，并将其转变为等离子体。然后此等离子体到达待处理的表面，在此其作用特别地为进行增强表面的可润湿性的表面氧化。物理处理的性质(这里)被称为间接的，因为在产生放电的位置处不进行处理。在大气压或接近大气压下处理表面，但可增加放电空间或气体通道中的压力。这里的等离子体是大气压等离子体，其是电活化的、均匀的不处于热平衡的反应性气体，其具有接近于作用区域中环境压力的压力。一般来说，压力比环境压力大0.5巴。作为放电的结果并且作为电场中离子化过程的结果，气体变为活化的，并且在气体成分中产生高激发态。所使用的气体和气体混合物被称为工艺气体。原则上也可将气态物质如硅氧烷、丙烯酸或溶剂或其它成分混合至工艺气体。大气压等离子体的成分可为工艺气体的高激发的原子态、高激发的分子态、离子、电子以及未改变的成分。大气压等离子体不是在真空中产生的，而是通常在空气环境中产生。这意味着如果工艺气体本身不是空气，则流出的等离子体至少含有环境空气的成分。在如上定义的电晕放电的情况中，施加的高电压使得形成具有加速的电子和离子的丝状放电通道。低质量电子特别地以足以破坏大多数分子键的能量以高速度撞击表面。也产生的反应性气体成分的反应性通常是较小的(次要的)效果。然后断裂的键合位点进一步与空气或工艺气体的成分反应。重要的效果是通过电子轰击形成短链降解产物。较高强度的处理也可伴随着材料的显著烧蚀(ablation)。等离子体与基底表面的反应加强了等离子体成分的直接“并入”。替代地，在表面上，可产生激发态或开放的键合位点和自由基(基团)，然后其进一步经历(例如与来自环境空气的大气氧的)二次反应。对于某些气体如惰性气体，没有工艺气体原子或分子化学键合至基底的可能性。在此情况中，基底仅经由二次反应而被活化。因此，主要本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于将基底层(1)的基底表面2粘结于粘合剂(3)的粘合剂表面(4)的方法，其通过如下进行：在低温放电结构中、特别地在大气压下产生低温等离子体，用低温等离子体活化基底表面(2)和/或粘合剂表面(4)，和之后将基底表面(2)和粘合剂表面(4)层叠于彼此之上以形成粘结的组件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.17 DE 102015204753.91.用于将基底层(1)的基底表面2粘结于粘合剂(3)的粘合剂表面(4)的方法，其通过如下进行：在低温放电结构中、特别地在大气压下产生低温等离子体，用低温等离子体活化基底表面(2)和/或粘合剂表面(4)，和之后将基底表面(2)和粘合剂表面(4)层叠于彼此之上以形成粘结的组件。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所使用的粘合剂包括压敏粘合剂。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于所使用的压敏粘合剂包括丙烯酸类粘合剂。4.如权利要求1-3中所述的方法，其特征在于从等离子体放电空间出现的等离子体的温度为至多70℃、优选地至多60℃、更优选地至多50℃。5.如权利要求1-4中所述的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：A库普斯，K凯特泰尔金比舍尔，
申请(专利权)人：德莎欧洲股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE