CZ233393A3

CZ233393A3 - Aqueous separating layer

Info

Publication number: CZ233393A3
Application number: CZ932333A
Authority: CZ
Inventors: Martin Marion Williams; Rodney Joseph Trahan Jr
Original assignee: Rohm & Haas
Priority date: 1992-11-03
Filing date: 1993-11-02
Publication date: 1994-05-18
Also published as: TW248569B; US5284690A; GR3023885T3; KR940011597A; EP0596642A2; NO933935D0; ZA938090B; FI934850A; CN1039890C; DE69311786D1; ES2104071T3; US5413815A; CA2108052A1; FI934850A0; HUT66568A; EP0596642B1; ATE154818T1; HK1000287A1; BR9304142A; EP0596642A3

Description

(57) Je popsána vodná separační vrstva, obsahujíce! polymer a vodný roztok nebo disperzi kvarterní (alkoxykarbonylalkyl)trimethylamoniové soli nebo lojové kvarterní trimethylamoniové soli. Dále je popsáno použití vodné separační vrstvy na vrtsvě tlakově citlivého lepidla na podkladové vrstvě. Vodná separační vrstva dovoluje snadnou separaci tlakově citlivého lepidla od podkladové vrstvy, a to i po dlouhodobém uskladnění a za extrémních podmínek teploty a vlhkosti. Vodná separační vrstva nemigruje do vrstvy tlakově citlivého lepidla a neiterferuje s adhezivními vlastnostmi tlakově citlivého lepidla.

/

VodnýL· pno-s4>ř-edek-se separační vrstvíc

Oblast techniky • . Vynález se týká vodnébe prostředku- se separační vrstvůíp a /použití prostředku-pro tlakově citlivá lepidla.

Dosavadní stav techniky

Tlakově citlivá lepidla mají široké použití jako pojivá pro filmy, fólie a papír pro pásky, štítky a obtisky. Filmy, fólie, papíry pro pásky, štítky a obtisky budou v dalším označovány jako podklad. Lepidlo muže být nanešené na jednu nebo obě strany podkladu. Strana podkladu s lepidlem bude v dalším označována jako strana podkladu s vrstvou lepidla.

Například u pásek je strana podkladu s vrstvou lepidla navíjena tak, že tvoří roli, kde strana podkladu s vrstvou lepidla je v přímém kontaktu s horním povrchem souvislé podkladové vrstvy role, který neobsahuje lepidlo.

Vytváření rolí z podkladu s vrstvou lepidla vnáší na lepidlo další požadavek. Lepidlo musí mít rozdílnou afinitu k oběma stranám podkladu tak, aby lnulo přednostně ke straně podkladu s povlakem bez následujícího transferu na stranu podkladu bez povlaku přilehlé vrstvy při odvíjení.

Existují dvě metody vedoucí k odlišné afinitě lepidla k oběma stranám podkladu, metoda se spodním nátěrem a metoda se separační vrstvou. Při první se pracuje s lepidlem, které nelne k podkladu a používá se k vytvoření vazby lepidla k podkladu základního nátěru. Nejdříve se nanáší základní nátěr na podklad a pak se lepidlo aplikuje na základní nátěr. Při svinování podkladu s vrstvou lepidla lepidlo kontaktuje stranu podkladu bez lepidla, ale nelne k němu. Příklady této metody jsou lepidla z neměkčeného polyvinvlchloridu a akrylová lepidla na bázi vody, nanesena na orientovaný polypropylenový film, kde podkladová strana byla opatřena základním nátěrem zpracováním korona výbojem.

Při metodě separační vrstvy se aplikuje separační vrstva na stranu podkladu neobsahující lepidlo (strana podkladu se separační vrstvou) a na opačnou stranu podkladu se nanáší lepidlo (strana podkladu s vrstvou lepidla”). Separační vrstva má silnou afinit’.; k podkladu, ale slabou afinitu k lepidlu. Separační vrstvy .jsou obvykle používány s lepidly' z přírodního kaučuku na bázi rozpouštědel a blokové kopolymery na orientovaném polypropylenovém filmu.

Separační vrstvy mohou být také nanášeny na samostatný podklad, který je následně aplikován na stranu podkladu s vrstvou lepidla ( aadále papír se separační vrstvou ) .

Strana podkladu, která není pokryta lepidlem, ale materiálem účinkujícím jako separační vrstva , se bude dále označovat jako strana podkladu se separační vrstvou. V určitých případech mohou být obě strany podkladu pokryty lepidlem a papír se separační vrstvou se zvláštním podkladem a separační vrstvou může být použit na jednu nebo obě strany těchto podkladů s vrstvou lepidla. Nadále se bude odkazovat na podklad s oběma stranami, potřenými lepidlem jako podklad s oboustranně naneseným lepidlem a strana nebo strany obsahující papír se separační vrstvou jako na stranu papíru se separační vrstvou. Lepidlo se musí dát čistě oddělit od podkladu nebo papíru se separační vrstvou bez poškození anebo zanechání zbytku lepidla na podkladu nebo papíru.

Aby povlak mohl působit jako separační vrstva, musí splnit několik požadavků. Musí vykazovat nízkou afinitu vůči lepidlu, se kterým je v přímém kontaktu, pokud podklad je svinut do role. Tato nízká afinita musí být zachována dlouhodobě a za podmínek změn a extrémů teploty a vlhkosti. Separační vrstva však nesmí snižovat vazbu mezi podkladem a lepidlem do té míry, že role teleskopuje . Separační vrstva musí být pevně vázána k podkladové straně, aby se neoddělila při použití agresivních lepidel. A nakonec nesmí komponenty separační vrstvy migrovat do lepidla, při čemž by se vlastnosti lepidla poškodily.

Z hlediska bezpečnosti, zdraví a životního prostředí je také žádoucí používání separační vrstvy v prostředí vodném, které neobsahuje rozpouštědlo.

Podstata vynálezu

V souladu s tímto vynálezem je připravena vodná separační vrstva obsahující polymer a vodný roztok nebo disperzi kvarterní (alkoxykarbonylalkyl)trimethylamoniové soli nebo lojové kvarterní

Podle dalšího aspektu tohoto vynálezu je

r.rimethylamoniovó soli připraven výrobek zahrnující podkladovou vrstvu, nejméně jednu vrstvu tlakově citlivého lepidla a vrstvu výše definované vodné separační vrstvy. Vynález je také zaměřen na použití vodné separační vrstvy.

Vodná separační vrstva umožňuje snadnou separaci samolepící vrstvy od podkladové vrstvy, dokonce dlouhodobě a za extrémních podmínek teploty a vlhkosti. Vodná separační vrstva nemig.ruje do vrstvy lepidla a neovlivňuje lepicí vlastnosti lepidla.

Výrobky s tlakově citlivými lepidly, u kterých se tento vynález dá použít, např. pásky, filmy a štítky, se skládají nejméně ze tří komponent:

(1) podklad (2) tlakově citlivé lepidlo (3) separační vrstva na bázi vody, kde budto (1) tlakově citlivé lepidlo se aplikuje na jednu stranu podkladu (strana podkladu s vrstvou lepidla) a separační vrstva se aplikuje na opačnou stranu podkladu (strana podkladu se separační vrstvou ), anebo (2) tlakově citlivé lepidlo se aplikuje na obě strany podkladu (podklad s oboustranně naneseným lepidlem) a separační vrstva je obsažena v separačním papíru, který je následně aplikován na alespoň jednu stranu podkladu s vrstvou lepidla.

Podklady bývají obvykle konvenční materiály jako např. plasty, neměkčený polyvinylchlorid, polyethylen, polypropylen, polyester a jiné substráty, používané u rolí pásek; papír, včetně krepového nebo hladkého a papíry, používané v maskovacích páskách; netkaný materál včetně celulozového apod. Tlouštka podkladu bývá obvykle od asi 20 - 40 m.

Tlakově citlivá lepidla jsou obvykle konvenční materiály jako např. vodní akrylová lepidla; kaučuková lepidla na bázi rozpouštědel včetně cis-1,4-polyisoprenu; blokové kopolymerní lepidla; synthetické kaučuky včetně styren-butadienového kaučuku.

Kvarterní amoniové soli jsou inkorporovány do polymeru v množství od 0.1 hmotnostních % do 50 % vztaženo na suchou hmotnost polymeru, nejlépe od 1 do 10% na suchou hmotnost.

Prostředek se separační vrstvou podle tohoto vynáleze bsahuje ve vodě rozpustný polymer, latexový polymer nebo směs obou.

Příklady ve vodě rozpustných polymerů zahrnují polyakryiáty, polyakrylamidy, polyvinylalkohol, celulozové polymery apod.

Latex” zde znamená ve vodě nerozpustný polymer, který je připravený konvenčními polymeračními technikami, jako např. emulzní polymerací. Latexový polymer používaný v prostředku se separační vrstvou se připravuje známými technikmi emulzní polymerace.

Velké množství monomerů nebo směsi monomerů může být použito k přípravě latexového polymeru. Např. monomery akrylových esterů včetně methylakrylátu, ethylakrylátu, propylakrylátu, isopropylakrylátu, butylakrylátu, isobutylakrylátu, sek.butylakrylátu, terč. butylakrylátu, pentylakrylátu, neopentylakrylátu, hexylakrylátu, heptylakrylátu, oktylakrylátu, isooktylakrylátu, 2-ethylhexylakrylátu, decylakrylátu, isodecylakrylátu, laurylakrylátu, bornylakrylátu, isobornylakrylátu, myristylakrylátu, pentadecylakrylátu, stearylakrylátu a další; methakrylátové monomery včetně methylmethakrylátu, ethylmethakrylátu, propylmethakrylátu, isopropylmethakrylátu, butylmethakrylátu, isobutylmethakrylátu, hexylmethakrylátu, oktylmethakrylátu, isooktylmethakrylátu, decylmethakrylátu, isodecylmethakrylátu, 1aurylmethakrylátu, bornylmethakrylátu, isobornylmethakrylátu, myristylmethakrylátu, pentadecylmethakrylátu, stearylmethakrýlátu apod. Rovněž se používají kyselina akrylová, kyselina methakrylová, kyselina itakonová, kyselina maleinová, kyselina fumarová, styren, substituované styreny, butadien, akrylonitril, ethylen, vinylacetát a akrylamid.

Je výhodné, obsahuje-li ve vodě rozpustný polymer nebo latexový polymer, používaný v prostředcích se separační vrstvou, kyselou funkci. Kyselá funkce může být vnesena do polymeru inkorporací monomerů, obsahujících kyselinu do polymeru. Důležité kyselinu obsahující momomery jsou monomery s karboxylovou funkcí jako např. kyselina akrylová, methakrylová, itakonová, fumarová, citrakonová nebo fosfoethylmethakrylát.

Polymer používaný v prostředku se separační vrstvou podle tohoto vynálezu je s výhodou neionogenně stabilizován. K vhodným neíonogenním stabilizátorům patří alkylfenoxypolyethoxyethanolv s alkyly od sedmi do osmnácti uhlíkových atomů a okolo šesti až šedesáti oxvethylenových jednotek jako např. heptylfenoxypolyethoxyethano Ly , methyloktylf enoxypolyethoxyethanoly, polyethoxyet.hanolové deriváty přes methylen vázaných alkylfenolů; síru obsahující čio nidla připravena kondenzaci šest, až šedesáti mol ethylenoxidu s nonylmerkaptanem, dodecvlmerkaptanem nebo alkylthiofenoly, kde alkylová skupina má šest až šedesát uhlíkových atomů; ethyienoxidové deriváty karboxylových kyselin s dlouhým řetězcem, jako např. kyselina laurová, myristová, palmitová, olejová apod. anebo směsi kyselin jaké se vyskytují v taliovém oleji a obsahující šest až šedesát oxyethvlenových jednotek na molekulu. Analogické ethylenové kondenzáty alkoholů s dlouhým řetězcem jako oktyl-, decyl-, laurylnebo cetylalkholu, ethylenoxidové deriváty etherifikovaných nebo esterifikovaných polyhydroxysloučenin s hydrofobním uhlovodíkovým řetězcem jako např. sorbitanmonostearát se šesti do šedesáti oxyethylenových jednotek; rovněž ethylenoxidové sekce kombinované s jednou nebo více hydrofobními sekcemi propylenoxidu. Používají se také směsi alkylbenzensulfonátů s ethoxylovanými alkylfenoly.

V prostředcích se separační vrstvou podle vynálezu jsou také vhodné alifatické hydroxylované, ethoxylované a propoxylované kvarterní a dikvarterní aminy.

V separačních vrstvách tohoto vynálezu se používá konvenčních nátěrových komponent jako např. pigmentů, pojiv, vehikul, plniv, dispergovadel, povrchově aktivcních látek, shlukovadel, smáčecích prostředků, rheologických módifikátorů, zahušťovadel, zpomalovačů vysychání, odpěnovacích činidel, barviv, vosků, ochranných prostředků, tepelných stabilizátorů, absorbérů ultrafialového světla.

Separační vrstva se aplikuje na podklad nožovým natíráním, válečkovým natíráním nebo tiskem. Po nanesení separační vrstvy na ohebný podklad je sušena zahřátím. Suché hmotnosti separačních _? _ i vrstex- jsou podle vynálezu od 0.01 gramů.m “ do 10 gramů.m v závislosti na volbě podkladu, tlakově citlivého lepidla a nanášeci technice. Přednostně se používá separačních vrstev od 0.1 gramů do 2.0 gramů.m .

Příklady provedení vynálezu

Následující příklady mají i Lustrovat vynález.

Příprava prostředků se separ-icní vrstvou.

Příklon 1:

Prostředky se separační vrstven byly oř: prav-ny smíc-harlo h

íngredientů uvedených Tabulce 1. Separačni vrstvy byly ředěny i

vodou ne 18% pevné hmoty pro separačni vrstvy 1 a 2. Separačni vrstvy oyly pak natírány na krepový podklad 14.515 kg/rys a sušeny 1 minutu pri 129.7 C (175'F) za vzniku přírůstku 1.587 kg/rys.

Tabulka 1

Složka Separačni vrstva 1 Separačni vrstva 2

Voda	0.002 kg°	0.028 kg
vodný amoniumhydroxid	0.0003 kg	-
kvart.lojový trimethyl-	0.00185 kg	0.00185 kg
amoniumchlorid
(27% hmot. ve vodě
Akrylový latexový polymer (45% tuhé hmoty)-	—	—
Akrylový latexový polymer	0.01359 kg⁵	0.01359 kg
(46% tuhé hmoty)3 Ve vodě rozpustný polymer (14% hmot. ve vodě)^	-	0.0278 kg°
Pevné separačni vrstvy	38%	35%
PH	8.5-9	8-9

Arquad T -27W lojový kvarterní trimethylamoniumchlorid od Akzo

Chemicals lne.

RES 68510 akrylový latex s nízkou povrchovou aktivitou, anionicky stabilizovaný, s kyselou funkcí od Rohm and Haas Company 3rES 3112 neionogenně stabilizovaný akrylový latex bez kyselé funkce od Rohm and Haas Company ^RES 8615-3 ve vodě rozpustný polymer s kyselou funkcí od Rohm and Haas Company , , , spolu smíchané před přidáním k latexovému polymeru.

Příklad 2 :

Příprava zkušebních vzorků

Prostředky se separačni vrstvou 1 a 2 byly vyhodnoceny ke zjištění jejích účinnosti ve funkci separačni vrstvy pro tlaxově citlivá lepidla.

. ·. ? o k y o r o z k o, > š o y p ř i ί n n '' o stá:

Proužky (2.54 cm široké a 25 i dlouhé) 'ii· r^; r maskovací pásky byly umístěr.y s tlakově citlivým lepidlem na stranu krepového podkladu se separacní vrstvou, Která byla připravena podle příkladu 1, čímž vznikl zkušební vzorek. Přebytek podkladu byl odstřihnut od zkušebního vzorku. Vzorek byl pak podroben tlaku 0.5 bar k zajištění kompletní adhese mezi lepidlem pásky a separační vrstvou na krepovém podkladu.

Zkušební vzorky byly připraveny budto při pokojové teplotě a neprodleně testovány anebo připraveny a ponechány stárnout tři dny při 84.9 C (180’F) v nahřívací komoře k simulování dlouhého skladování. Vzorky byly zatíženy pomocí 2.54 cm kovové tyče na tlak

0,017 9kg/cm~ (O.281iber na čtver.palec ) , k simulování tlaku v roli komerční pásky.

Readhezní zkušební vzorky:

Proužky (2.54 cm široké a 25.4 cm dlouhé) komerční maskovací pásky se umístí spolu s lepidlem na stranu krepového podkladu se separační vrstvou, připravenou podle příkladu 1 za tvorby zkušebního vzorku. Přebytečný podklad byl odstřihnut. Vzorek byl potom podroben tlaku 0.5 bar k zajištění dokonalé adheze mezi lepidlem maskovací pásky a separační páskou na krepovém podkladu. Zkušební vzorky byly budto připraveny při pokojové teplotě a ihned testovány anebo připraveny a ponechány stárnout 3 dny při teplotě 84.9 Ό ve vyhřívací komoře k simulaci dlouhdobéno skladování. Zkušební vzorky ve vyhřívací komoře byly zatíženy pomocí 2.54 cm kovové tyče na tlak O.O197kg/cm“ (0.28 liber na čtver.palec) k simulování tlaku vyskytujícího se na roli konvenční pásky.

část maskovací pásky byla potom ručně oddělena od části se separační vrstvou. Maskovací páska pak byla podle standardu PSTC uaustěna na panel z nekorodu.j í c i ocele.

Př i k i ad 3

Testováni adheze prostředků se separační vrstvou:

Adhezní vlastnosti zkušebních vzorků bvj y vyhodnocovány oomoci

T-testu na '.v: 1 upován í na zkušebním strojí lustrem ! model 1011). es ty by y měřeny oři po kojeve teplotě y^Ai rychlosti 30.4<ícm/mi n . v '? !. r* cl·¹ * U lt?. ;’ij 6 ; 'Λ Oli i ř\ 3 - .

Tabulka 2

Separace /kg/cm(unce/palec)/ počáteční po stárnutí

Separační vrstva 1

0.0636 (5.7)

Separační vrstva 2

0.0938 (8.4)

0.1373 (12.3) 0.1362 (12.2)

Obě separační vrstvy fungovaly dobře při testech ihned po aplikaci na lepidlo ve srovnání s funkcí typických tlakově citlivých lepidel bez separační vrstvy. Vzrůst separace po třídenním stárnutí při 84.9°C (180°F) ve vyhřívací komoře k simulování dlouhodobého skladování byl také přijatelný.

Příklad 4:

Readhezní testy separačních vrstev:

Readhezní vlastnosti testovaných vzorků byly vyhodnoceny za použití 180° , 90’ odlupovacího testu a 90° Quick-Stick testu v souladu s PSTC standardy. Výsledky jsou uvedeny v Tabulce 3.

Tabulka 3

Readheze /kg/cm (unce na palec)/

180'	90 počát.	90’ Quick-Stick
	počát.	po stár.	po stár.	počát.	po stár.
sep.vrstva 1	0.327	0.292	0.212	0.201	0.124	0.11 3
	(29.3)	(26.2)	(19.0)	(18.0)	(11.0)	(10.1)
sep.vrstva 2	0 .363	0.308	0.236	0.21 3	0.142	0.121
	(32.5)	(27.6)	(21.1)	(19.1)	(12.7)	(10.8)

Obě separační vrstvy fungoval;·' dobře při testovaní hned po aplikaci na tlakově citlivé lepidlo ve srovnání s chováním typických tlakově citlivých lepidel bez aplikace separační vrstvy. Readheze po třídenním stárnutí při 84.9 C ( 130'C) ve vyhřívací komoře simulaci dlouhého skladování ukázala přijatelný pokles, svědčícím o,

ι.· 1: ’ ím , re s ;>a ^r,;v’ n i 'Tstv;·· v pn i s t a t d rvnigroval’·· a ·ϊ·ΐν· negativné při Lnavost (.lakově citlivých lepidel a .jej Let? reafihez i vn las tnost i .

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Vodná separační vrstva vyznačující se tím, že obsahuje polymer a vodný roztok nebo disperzi kvarterni (alkoxykarbonylalkyl)trimethylamoniové soli nebo lojové kvarterni trimethylamoniové soli.
2. Vodná separační vrstva podle nároku 1, kde kyselá funkce je karboxylová kyselina.
3. Použití polymeru a vodného roztoku nebo disperze kvartení (alkoxykarbonylalkyl)trimethylamoniové soli nebo lojové kvarterni trimethylamoniové soli jako vodné separační vrstvy.
4. Výrobek obsahující podkladovou vrstvu, nejméně jednu vrstvu tlakově citlivého lepidla a vodnou separační vrstvu definovanou v nárocích 1 a 2, ve které vrstva tlakově citlivého lepidla je připojena k nejméně jedné straně podkladové vrstvy a vodná separační vrstva je v kontaktu s vrstvou tlakově citlivého lepidla.
5. Výrobek podle nároku 4, kde vrstva tlakově citlivého lepidla je připojena k oběma stranám podkladové vrstvy a nejméně jedna vodná separační vrstva je ve styku s nejméně jednou z vrstev tlakově citlivého lepidla.