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Verfahren zur Herstellung klebstoffabweisender Papiere oder Folien
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hat sich jedoch als nötig erwiesen, damit die beschichteten Trägerbahnen ohne zu Blocken wieder auf- gerollt werden können.
Unter"Blocken"versteht man dabei bekanntlich die Tendenz einer Lage eines beschichteten Ma- terials, mit einer benachbarten Lage auf der Rolle oder im Stapel zu verkleben.
Der Erfindung lag demzufolge die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von klebstoff- abweisenden Papieren oder Folien aufzufinden, bei welchem bei nicht zu hohen Trocknungstemperatu- ren bzw. Erhitzungstemperaturen und mit grossen Durchlaufgeschwindigkeiten gearbeitet werden kann und bei dem sich gegebenenfalls zusätzlich die Verwendung aufwendiger Trocknungsanlagen vermeiden lässt.
Der Erfindung lag die Erkenntnis zugrunde, dass man die Gelierungs-, Vernetzungs-, Polymerisa- tions-und/oder Polykondensationsreaktion der auf einen Träger aufgetragenen Polysiloxane beschleunigen kann, ohne die erwünschte klebstoffabweisende Wirkung der Siliconschicht zu beeinträchtigen, indem man die mit denPolysiloxanen beschichteten Träger nach Entfernung der Lösungsmittel oder Dispersions- medien zu Beginn des Polykondensationsprozesses einer elektrischen Entladung mit frei beweglichen Ladungsträgern aussetzt.
Demzufolge bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung klebstoffabweisender Papiere oder Folien mit einer Polysiloxanschicht, bei dem die Polysiloxane als Lösung, Dispersion oder wässerige Emulsion in Gegenwart eines Katalysators und gegebenenfalls eines Vemetzers auf einen Träger aufgetragen werden, das Lösungsmittel oder Dispersionsmedium durch Trocknen entfernt wird und bei dem man auf den beschichteten Träger eine elektrische Entladung mit frei beweglichen Ladungsträgern einwirken lässt, dadurch gekennzeichnet, dass man die elektrische Entladung auf den beschichteten Träger nach Entfernung des Lösungsmittels oder Dispersionsmediums einwirken lässt und diese Einwirkung vor dem Ende der Polymerisations-und/oder Polykondensationsreaktion abbricht,
und dass man das Material gegebenenfalls während oder nach der Entladung erhitzt.
Durch die Einwirkung einer elektrischen Entladung mit frei beweglichen Ladungsträgern auf das beschichtete Material wird dieGelierungs-, Vernetzungs-, Polymerisations-und/oder Polykondensations- reaktion der eingesetzten Polysiloxane beschleunigt, so dass die Durchlaufzeiten der Papierbahnen durch den Trockner erheblich herabgesetzt werden können, wodurch sich wieder die Herstellungszeit und dadurch auch die Herstellungskosten der klebstoffabweisenden Materialien in erheblichem Masse verringern.
Bei der erfindungsgemäss angewendeten elektrischen Entladung mit frei beweglichen Ladungsträgern handelt es sich vorzugsweise um eine Hochfrequenz-Hochspannungs-Sprühentladung oder um eine sogenannte Corona-Entladung oder um eine Anwendung beider Entladungsarten.
Das Verfahren der Erfindung ist nicht mit der in der Papierindustrie an sich bekannten Vorbehandlung nicht klebender oder schlecht zu verklebender Flächen mit einer Hochfrequenz-Hochspannung Sprühentladung oder einer sogenannten Corona-Entladung zu verwechseln, die beispielsweise in der Zeit- schrift "Adhäsion", 10. Jahrgang [1966J. S. 252 bis 255,255 bis 258 und 398 bis 402, sowie in der Zeitschrift "Neue Verpackung", Bd. 9 [1966], S. 1452 bis 1458 beschrieben werden.
Bei den bekannten Vorbehandlungsverfahren werden vorzugsweise Folien, wie Aluminiumfolien und Kunststoffolien, z. B. Polyäthylenfolien, welche schlecht zu verkleben sind oder schlecht bedruckbar sind, einer Entladung mit frei beweglichen Ladungsträgern, insbesondere einer Hochfrequenz-Hochspannungs-Sprühentladung oder sogenannten Corona-Entladung ausgesetzt, um sie dadurch verklebbar oder bedruckbar zu machen.
Beim Verfahren der Erfindung werden im Gegensatz zu dem bekannten Verfahren Trägermaterialien mit einer noch nicht vollkommen auskondensierten oder auspolymerisierten Siliconbeschichtung einer Entladung mit frei beweglichen Ladungsträgern ausgesetzt, um die Polymerisations-und/oder Polykon- densationsreaktion der eingesetzten Polysiloxane zu beschleunigen. Durch dieses Verfahren wird die klebstoffabweisende Wirkung siliconisierter Träger nicht beeinträchtigt, so dass derartige Papiere auf der beschichteten Seite auch nicht verklebt und bedruckt werden können.
Das Verfahren der Erfindung ist auch nicht mit dem aus der deutschen Auslegeschrift 1257 559 bekannten Verfahren zu verwechseln, bei dem die Trenneigenschaften gehärteter Dimethylpolysiloxane mit Einwirkung einer Glimmentladung oder einer elektrostatischen Entladung gesteuert, d. h. beeinträchtigt werden.
Das Verfahren der Erfindung eignet sich besonders zur Verarbeitung von Papierträgern. Besteht das Trägermaterial aus Folien, so können diese aus den verschiedensten Kunststoffolien bestehen, wie z. B. Polyesterfolien, Polyolefinfolien, wie z. B. Polyäthylenfolien, Celluloseesterfolien, wie z. B. Celluloseacetatfolien u. dgl.
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Die Polymerisations-oder Polykondensationsreaktion der eingesetzten Polysiloxane kann zum Zeit- punkt der Einwirkung einer Entladung mit frei beweglichen Ladungsträgern bereits mehr oder minder in
Gang gekommen sein. Sie darf jedoch noch nicht vollkommen abgeschlossen sein, da sonst die kleb- stoffabweisende Wirkung der auf diese Art und Weise hergestellten, siliconisierten Trägermaterialien beeinträchtigt wird. Dies bedeutet auch, dass die Einwirkung der Entladung mit frei beweglichen La- dungsträgern vor Abschluss der Polymerisations-oder Polykondensationsreaktion der Siliconbeschichtung abgebrochen werden muss, da sonst die oben erwähnten Nachteile auftreten.
Zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung können die gleichen Vorrichtungen verwendet und die gleichen Arbeitsbedingungen angewendet werden, welche sich bei den beschriebenen, bekannten
Vorbehandlungsverfahren als günstig erwiesen haben.
Das Verfahren der Erfindung lässt sich bei Verwendung der verschiedensten bekannten Polysiloxane, wie z. B. von Methylwasserstoffpolysiloxanen, Dimethylpolysiloxanen, Diäthylpolysiloxanen, Methyl- phenylpolysiloxanen, Diphenylpolysiloxanen u. dgl., anwenden.
Die Lösungsmittel oderDispersionsmittel, mit deren Hilfe die Polysiloxane auf die Träger aufgetra- gen werden, werden vor der Einwirkung der Entladung auf die Siliconbeschichtung mindestens zum gröss - ten Teil entfernt. Dies geschieht durch Erhitzen und Abführen der Lösungsmittel- und Dispersionsmittel- dämpfe von den beschichteten Trägern, wobei es für die weitere Durchführung des Verfahrens der Er- findung gleichgültig ist, ob bereits während desEntfernens des Lösungs- oder Dispersionsmittels die Poly- merisations- und/oder Polykondensationsreaktion der Siliconbeschichtung einsetzt oder nicht.
Erhitzungstemperaturen undErhitzungszeit hängen von den verschiedensten Variablen ab, beispielsweise von dem im einzelnen verwendeten Träger, dem verwendeten Polysiloxan und/oder dem Lösungsoder Dispersionsmittel. Erhitzungstemperatur und Erhitzungszeit sollen dabei jedoch so gewählt werden, dass einerseits beispielsweise die papiertechnischen Daten eines Papierträgers nicht wesentlich verändert werden, insbesondere, dass der Papierträger nicht versprödet, und anderseits die Polymerisations- oder Polykondensationsreaktion der Siliconbeschichtung nicht vollständig abgeschlossen wird.
Als zweckmässig haben sich Erhitzungstemperaturen von 50 bis IIOOC, vorzugsweise zwischen 90 und 1000C und insbesondere bei 100 C, erwiesen.
Bei diesenErhitzungstemperaturen geeignete Erhitzungszeiten liegen zwischen 0, 2 und 5 min, vorzugsweise 0, 2 und 1, 5 min. Bei einer Erhitzungstemperatur von beispielsweise 1000C genügen Erhitzungszeiten von 1 min und darunter.
Die Einwirkungsdauer der Entladung mit frei beweglichen Ladungsträgern auf die mit Polysiloxanen beschichteten Träger, die nicht über das Ende der Polymerisations-und/oder Polykondensationsreaktion der Silicone hinaus fortgesetzt werden darf, da sonst die klebstoffabweisende Wirkung der auf diese Art und Weise hergestellten siliconisierten Papiere beeinträchtigt wird, beträgt im Normalfall mindestens 0, 02 sec. Die im Einzelfall angewendeteEinwirkungsdauer der Entladung hängt von dem Polymerisationsgrad ab, der sich beim Entfernen des Lösungsmittels bzw. Dispersionsmittels einstellt und wird so gewählt, dass das beschichtete Material ohne Blockgefahr wieder aufgerollt werden kann.
Bei einer Erhitzungstemperatur von 1000C und einer Erhitzungszeit von 1 min beispielsweise liegt die Einwirkungsdauer der Entladung zweckmässig bei oder oberhalb 0, 04 sec.
Das folgende Beispiel soll das Verfahren der Erfindung näher veranschaulichen.
Beispiel : Es wurden 7 g lineares Dimethylpolysiloxan mit endständigen Hydroxylgruppen und mit einer Viskosität von 25 000 cSt in 100 ml Spezialbenzin 80/1100C dispergiert. Zu der erhaltenen Dispersion wurden 0, 25 g Äthylorthosilicat und 0, 15 g Dibutylzinndilaurat zugegeben.
Die Dispersion wurde mit einem üblichen Filmaufziehgerät in einer Stärke von 90 p auf einen 65 g/m2 Pergamin-Papierträger geringer Saugfähigkeit aufgetragen. Das beschichtete Papier wurde in neun Partien aufgeteilt, die unter verschiedenen Bedingungen getrocknet wurden. Die Papierpartie 1 wurde 15 min lang bei Raumtemperatur getrocknet. Die Papierpartien 2 bis 5 wurden verschieden lang bei einer Temperatur von 1000C getrocknet. Die Papierproben 6 bis 9 wurden verschieden lang bei 1000C getrocknet und anschliessend verschieden lang einer Hochfrequenz-Hochspannungs-Sprühentladung mit folgenden Daten :
600 kV, 1 mA, 75 kHz bei einem Elektrodenabstand von 3 mm ausgesetzt.
Verwendet wurde ein Gerät, wie es zum Vorbehandeln von Polyäthylen verwendet wird und welches im Handel unter der Bezeichnung "Vetaphone-Vorbehandlungsmaschine T 300/3" erhältlich ist. (Hersteller : Deutsche Vetaphone-Gesellschaft für elektronische Geräte mbH., Hamburg.)
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Anschliessend wurden die verschiedenen Papierproben auf ihr Blockverhalten untersucht. Zur Untersuchung des Blockverhaltens wurde die Siliconbeschichtung nach der Trocknung bzw. nach der Trocknung und der anschliessenden Hochfrequenz-Hochspannungs-Sprühentladungsbehandlung mit einem unbeschichteten Pergamin-Papier der gleichen Art, wie es zur Beschichtung verwendet wurde, abgedeckt und 15 min lang einer Belastung von 60 kp/cm2 ausgesetzt.
Nach 15 min wurden die Papierpartien auf ihr Adhäsionsverhalten untersucht.
Die Untersuchungsergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt :
Tabelle
EMI4.1
<tb>
<tb> Nr. <SEP> Trocknung <SEP> Trockenzeit <SEP> Hochfrequenz-Blockprüfung
<tb> HochspannungsSprühentladungsBehandlungszeit
<tb> 1 <SEP> bei <SEP> Zimmertemperatur <SEP> 15 <SEP> min-blockt
<tb> 2 <SEP> bei <SEP> 1000C <SEP> 2 <SEP> min-blockt
<tb> 3 <SEP> bei <SEP> 1000C <SEP> 3 <SEP> min-blockt
<tb> 4 <SEP> bei <SEP> 1000C <SEP> 4 <SEP> min-blockt <SEP> nicht
<tb> 5 <SEP> bei <SEP> 1000C <SEP> 5 <SEP> min-blockt <SEP> nicht
<tb> 6 <SEP> bei <SEP> 1000C <SEP> 3 <SEP> min <SEP> zirka <SEP> 0, <SEP> 02 <SEP> sec <SEP> blockt <SEP> nicht
<tb> 7 <SEP> bei <SEP> 1000C <SEP> 2 <SEP> min <SEP> zirka <SEP> 0, <SEP> 02 <SEP> sec <SEP> blockt <SEP> nicht
<tb> 8 <SEP> bei <SEP> 1000C <SEP> 1 <SEP> min <SEP> zirka <SEP> 0,
<SEP> 02 <SEP> sec <SEP> blockt
<tb> 9 <SEP> bei <SEP> 100 C <SEP> 1min <SEP> zirka <SEP> 0, <SEP> 04 <SEP> sec <SEP> blockt <SEP> nicht
<tb>
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