Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtigen
Coextrudats, mit einer Kunststoff-Schicht, die Release-Eigenschaften gegenüber
Klebstoffen aufweist, wobei die die Release-Eigenschaften erzeugenden Materialien
innerhalb der Kunststoff-Schicht angeordnet sind.
Aus der Jap. Patentanmeldung 59-122570 ist ein Verfahren bekannt, bei dem eine
Kleberschicht und eine Releaseschicht coextrudiert werden, d. h. sie werden innerhalb
einer Extrusionsdüse vereinigt und verlassen diese Düse als eine Bahn. Auf die Seite
der Kleberschicht wird dann eine Trägerbahn aufkaschiert, die aus einem getrennten
Düsenspalt extrudiert wird.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der
genannten Art aufzuzeigen, mit dem in rationeller Weise im Extrusionsverfahren ein
Verbund aus Bahn, Kleber, Release-Schicht und weiterer Bahn für die Release-Schicht
hergestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß beim Herstellen des
Coextrudats eine erste Bahn (Trägerbahn I) vorgesehen ist, auf deren einer Seite eine
Haftkleberschicht angeordnet wird, auf welche die Kunststoff-Schicht mit den
Release-Eigenschaften folgt, die ihrerseits mit einer zweiten Bahn (Trägerbahn II)
verbunden ist, wobei die Releaseschicht keine wesentliche Migration bzgl. des Klebers
aufweist und die Releasewirkung sich nachträglich, insbesondere bei Lagerung, nur
unwesentlich verändert.
Durch diese Coextrusion wird in einem einzigen Arbeitsgang zumindest der
Grundaufbau des Folienaufbaus hergestellt, wobei sowohl für die Haftkleberschicht als
auch für die Releaseschicht eine Trägerbahn vorgesehen ist.
Ganz wesentlich ist dabei, daß die Eigenschaften der Kleberschicht und der
Releaseschicht so aufeinander abgestimmt sind, daß keine wesentliche gegenseitige
Beeinflussung bei und nach der Coextrusion stattfindet.
Damit wird erreicht, daß die getrennt eingestellten Klebe- bzw. Releaseeigenschaften
weder bei der Herstellung des Folienaufbaues noch bei dessen Lagerung verändert
werden.
Dabei hat es sich als besonders günstig erwiesen, wenn gemäß einer weiteren
Ausgestaltung der Erfindung die Schichten des Coextrudates gleichzeitig coextrudiert
werden.
Damit ist eine besonders rationelle Herstellung des gesamten Schichtaufbaus erreicht.
Bei dem Verfahren gemäß der JP-Anmeldung 59-122570 werden dagegen lediglich
Kleber- und Releaseschicht coextrudiert, während die Trägerbahn für die
Kleberschicht erst abgekühlt werden muß, um dann auf die Kleberschicht aufkaschiert
zu werden, was zwischen zwei Kühlwalzen erfolgt. Die Releaseschicht ist dagegen
selbsttragend ausgebildet und hat mit einer Releaseschicht bei der
Releaseeigenschaften erzeugende Materialien in einer Kunststoffschicht eingebettet
sind, nichts zu tun.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, daß auf wenigstens
eine der Trägerbahnen I oder II die übrigen Schichten aufextrudiert werden.
Es ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung jedoch auch möglich, daß die
Kleberschicht und die Releaseschicht zwischen zwei Bahnen einextrudiert werden.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, daß die Schichten
gleichzeitig im Blasverfahren extrudiert werden.
Es ist jedoch gemäß einer vorteilhaften weiteren Ausgestaltung der Erfindung auch
möglich, daß die Release- und die Kleberschicht im Blasverfahren coextrudiert
werden, wobei die Releaseschicht die innere Schicht bildet, und daß diese beiden
Schichten anschließend flachgelegt werden und auf ihren beiden Außenseiten mit
jeweils einer Trägerschicht für die Kleberschicht verbunden werden.
Nach dem Auftrennen der zusammengelegten Bahnen wird dann auch die
Releaseschicht mit einer Trägerschicht versehen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gegeben, daß die
Kleberschicht, die Releaseschicht und eine Trägerbahn für eine der beiden Schichten
zusammen im Blasverfahren hergestellt werden, wobei die Trägerbahn vorzugsweise
auf der Innenseite vorgesehen ist und der Schichtaufbau anschließend flachgelegt und
beidseitig mit einer weiteren Trägerbahn verbunden wird.
Bei diesen Ausgestaltungen darf nur die Kleberschicht nicht frei auf der Innenseite
angeordnet sein.
Es ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung jedoch auch möglich, daß die
Schichten im Cast-Verfahren als Flachfolie hergestellt werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, daß
als Trägerbahn eine vorgefertigte Bahn vorgesehen ist, auf welche die übrigen
Schichten in einem einzigen Verfahrensschritt aufextrudiert werden.
Insbesondere bei Verwendung einer nicht oder nur schwer mitextrudierbaren Bahn ist
dieses Verfahren besonders günstig, da alle übrigen Schichten in einem einzigen
Arbeitsgang auf die als Trägerbahn dienende Bahn aufgebracht werden können.
Ebenfalls sehr vorteilhaft ist es, wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung der
Erfindung als Trägerbahn eine Kunststoffolie vorgesehen ist, auf welche die übrigen
Schichten in einem einzigen Verfahrensschritt aufextrudiert werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß
wenigstens die Trägerbahn gereckt wird.
Dadurch erhält das Coextrudat günstige Festigkeitswerte.
Weiterhin ist es gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung möglich, daß
der gesamte Folienaufbau gereckt wird.
Dadurch können alle reckbaren Schichten zur Erhöhung der Festigkeitswerte beitragen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch
gekennzeichnet, daß die Kleberschicht und die Releaseschicht so aufeinander
abgestimmt sind, daß eine Herabsetzung der Klebkraft durch die Releasebestandteile
höchstens in einem geringfügigen Umfang erfolgt, da eine wesentliche Migration der
Releasebestandteile in den Kleber vermieden ist.
Die Klebkraftminderung soll gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung,
gemessen nach FINAT-Methoden, unter 20% liegen.
Damit ist gewährleistet, daß die Klebkraft nicht übermäßig absinkt und für den
vorgesehenen Einsatz nicht mehr ausreicht.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung soll die Trennkraft zwischen
Releaseschicht und Kleberschicht zwischen 5 und 50 cN/cm liegen.
Das wird im wesentlichen gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der
Erfindung dadurch erreicht, daß der Aufbau der Releasewirkung beim Extrudieren
nahezu abgeschlossen ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gegeben, daß die
Releasebestandteile unter Verwendung von Siliconpfropf- und/oder blockcopolymeren
hergestellt sind.
Durch diese Releasebestandteile wird die gewünschte niedrige Migration der
Releasebestandteile in die benachbarte Kleberschicht erreicht.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, daß die
Releasewirkung der Releaseschicht in Bezug auf den benachbarten Kleber beim
Extrudieren eingestellt wird.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann auch die Klebkraft der
Kleberschicht auf den späteren Einsatzzweck der Kleberschicht mit der zugehörigen
Trägerbahn eingestellt werden.
Die Klebkraft soll gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung je nach
vorgesehener Anwendung in einem Bereich von 1 bis 20 N/25,4 mm, gemessen nach
AFERA-Methoden, eingestellt werden.
Dabei sind bei sogenannten Schutzfolien 1 bis 4 N/25,4 mm, bei Klebebändern 5 bis
10 N/25,4 mm und bei Permanent-Etiketten < 10 N/25,4 mm vorgesehen.
Als Kleber werden gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung
Acrylatkleber und/oder Schmelzhaftkleber auf Kautschukbasis eingesetzt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden als Kleber
thermoplastische Elastomere, vorzugsweise Styroltypen wie z. B. SBS oder SEBS
verwendet, denen während des Extrusionsprozesses sogenannte Tackifier, wie z. B.
Harze, zur Steuerung der Klebrigkeit zugemischt werden.
Es ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung auch möglich, daß als Kleber
Elastomerlegierungen wie z. B. EPDM/PP verwendet werden, denen während des
Extrusionsprozesses sogenannte Tackifier, wie z. B. Harze, zur Steuerung der
Klebrigkeit zugemischt werden.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt auch darin, daß als Kleber
Metallocen-katalysierte Polyolefine mit einer Dichte von < 0,880 g/cm3 unter Zusatz
von Tackifiern eingesetzt werden, wobei die Tackifier während des
Extrusionsprozesses beigefügt werden.
Ein mehrschichtiger Folienaufbau hat gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der
Erfindung zwei Trägerbahnen, zwischen denen eine Kleberschicht und eine
Releaseschicht angeordnet sind, wobei diese beiden Schichten zu den ihnen
zugewandten Trägerbahnen eine wesentlich höhere Haftung als untereinander
aufweisen.
Kleberschicht und Releaseschicht haben dabei lediglich die entsprechende Funktion
ohne nennenswerte Trageeigenschaften; diese Trageeigenschaften werden
ausschließlich von den beiden Trägerbahnen übernommen.
Eine vorteilhafte weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Folienaufbaues ist
dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Kunststoffolien vorgesehen sind,
zwischen denen eine Kleberschicht und eine weitere Schicht mit Releaseeigenschaften
gegenüber dem Kleber angeordnet sind.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, daß weitere
Schichten vorgesehen sind, die wahlweise beiderseits der Kunststoffolien angeordnet
sind.
Als sehr vorteilhaft hat es sich ergeben, wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung der
Erfindung wenigstens ein Teil des Coextrudat-Aufbaus gereckt ist.
Durch das Recken der Trägerbahn oder des fertigen Coextrudates werden erhebliche
Festigkeitssteigerungen erzielt.
Als sehr vorteilhaft hat es sich auch ergeben, wenn wenigstens eine der Trägerbahnen
aus Papier besteht.
Es ist gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung jedoch auch
möglich, daß wenigstens eine der Trägerbahnen aus Metall besteht.
Wenigstens eine der Trägerbahnen kann gemäß einer weiteren vorteilhaften
Ausgestaltung der Erfindung jedoch auch aus einer vorgefertigten Verbundfolie
bestehen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, daß wenigstens eine
der Trägerbahnen aus einem Vlies besteht.
Die Trägerbahn für die Releaseschicht soll gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung
der Erfindung eine Materialstärke von 20 bis 80 µm aufweisen.
Für die Trägerbahn für die Haftkleberschicht ist dagegen eine Materialstärke von 60
bis 200 µm vorgesehen.
In der Zeichnung ist die Erfindung anhand von zwei Ausführungsbeispielen
veranschaulicht. Dabei zeigen:
Fig. 1 einen schematisch dargestellten Aufbau eines aus vier Schichten
bestehenden Folienaufbaues und
Fig. 2 einen weiteren Folienaufbau aus fünf Lagen, ebenfalls in schematischer
Darstellung.
Mit 1 ist in Fig. 1 ein Folienaufbau bezeichnet, der aus vier Lagen aufgebaut ist und im
Coextrusionsverfahren hergestellt wurde, d. h. alle vier Lagen wurden bereits innerhalb
einer Extrusionsdüse vereinigt.
Auf der einen Seite einer ersten Bahn 2 ist eine Kleberschicht 3 angeordnet, der eine
weitere Schicht 4 mit Release-Eigenschaften gegenüber dem Kleber zugeordnet ist.
Diese Release-Schicht 4 ist ihrerseits mit einer zweiten Bahn 5 (Trägerbahn)
verbunden. Bei dieser Releaseschicht 4 handelt es sich um Kunststoff, dem Mittel mit
Releaseeigenschaften beigefügt sind.
Wenn die beiden Bahnen 2 und 5 aus einem coextrudierbaren Kunststoff bestehen,
können alle vier Schichten gleichzeitig, und zwar sowohl im Blasverfahren als auch im
Cast-Verfahren hergestellt werden.
Es ist aber auch möglich, die Bahn 2 oder die Bahn 5 nachträglich im
Coextrusionsverfahren mit den anderen Schichten zu beschichten.
In Fig. 2 ist ein weiterer Folienaufbau 21 dargestellt, der aus fünf Lagen besteht. Es
handelt sich hierbei um eine Bahn 22, die als Trägerschicht für eine Releaseschicht 24
dient. Dieser Releaseschicht 24 ist eine Kleberschicht 23 zugewandt, welche auf einer
aus Kunststoff hergestellten Bahn 25 verankert ist. Diese als Kernschicht dienende
Bahn 25 weist auf ihrer von der Kleberschicht 23 abgekehrten Seite eine
Oberflächenschicht 26 auf. Eine derartige Oberflächenschicht kann auch auf der als
Trägerschicht für die Releaseschicht dienenden Bahn 22 vorgesehen sein.
Als Trägerschicht für die Releaseschicht können unterschiedliche Kunststoffe zum
Einsatz kommen.
Gute Eigenschaften wurden z. B. erzielt mit LDPE, LLDPE, HDPE, PP, mPE, PETP
und PS jeweils in einer Dicke von 20 bis 40 µm, wobei die eigentliche Releaseschicht
eine Dicke von 5 bis 10 µm aufwies.
Für die den Kleber tragende Bahn wurde mit gutem Erfolg PP, OPP, PE, LDPE,
LLDPE, mPE, PS und PET verwendet, wobei die Materialstärken in Abhängigkeit
vom eingesetzten Material zwischen 60 und 200 µm lagen. Teilweise wurde zur
Verbesserung der Bedruckbarkeit noch eine außenliegende Beschichtung dieser Bahn
vorgesehen.
Teilweise wurden auch die Bahnen in mehrere Einzelschichten aus unterschiedlichen
Materialien aufgeteilt.
Als Kleber wurden erfolgreich extrudierbare, permanent klebrige Kleber auf Basis von
Hotmelts, Schmelzhaftklebern und Polyolefinen mit entsprechenden, klebrigmachenden
Zusätzen eingesetzt.
Beispiel 1
Verwendung von SIS, SBS, SEBS Blockcopolymere mit Schmelzindizes zwischen 8
bis 65 g/10 min bei 200°C und 5 kg. Der Styrolgehalt der Polymeren liegt zwischen 10
und 35%. Die Eigenschaften der Klebstoffschicht werden durch Zugabe von Harzen
und Weichmachern gesteuert, z. B. durch aliphatische Hydrocarbonharze,
Polyterpenharze, hydrolysierte Hydrocarbonharze, aromatische Hydrocarbonharze,
Paraffinwachse, Mikrokristallwachse, Polyisobutylen und Prozessöle.
Flüssige Komponenten werden durch vorgeschaltetes Compoundieren in eine
extrusionsfähige Form gebracht.
Die Extrusionstemperaturen liegen zwischen 100 und 240°C unter gleichzeitiger
Vermeidung von zu hohen Scherkräften.
Beispiel 2
Eine weitere Möglichkeit zur Herstellung der Klebeschicht besteht darin, UV-Acrylate
oder UV-härtende PSA's mittels Schmelzefördertechnik zwischen die coextrudierten
Träger- und Releaseschichten einzubringen.
Die strahlenhärtenden Ausgangsstoffe sind z. B. Acrylatcopolymere mit
festeingebautem Photoinitiator. Die UV-Vernetzung erfolgt durch die polymere
Trägerschicht des Klebers hindurch.
Die Acrylatcopolymere können durch Harze und Weichmacher modifiziert werden,
wobei der Tack der Klebeschicht über die Bestrahlungsdosis geregelt werden kann.
Typische Wellenlängen für die Bestrahlung zur Vernetzung liegen im Bereich
zwischen 250 und 260 nm (UVC).
Typische Verarbeitungstemperaturen der Acrylat-Copolymere liegen zwischen 110 und
150°C.
Bei Verwendung einer Trägerbahn, die im Coextrusionsverfahren beschichtet wird, ist
es möglich, sowohl die Trägerbahn alleine als auch das fertige Coextrudat zu recken
um damit die Festigkeitseigenschaften zu erhöhen.
Wird der gesamte Aufbau als Coextrudat hergestellt, so kann dieses anschließend zur
Erhöhung der Festigkeitswerte ebenfalls gereckt werden.
Bei Verwendung von Trägerbahnen aus Papier, Vlies oder Metall ist ein Recken nur
beschränkt möglich.
Wird dagegen eine vorgefertigte Verbundfolie als Trägerbahn eingesetzt, so ist in
Abhängigkeit vom enthaltenen Material eine Reckung zur Steigerung der Festigkeit im
Allgemeinen möglich.