DE10138423A1 - Kaschierklebemassen mit Barriereeigenschaften gegenüber Gasen und Dämpfen - Google Patents
Kaschierklebemassen mit Barriereeigenschaften gegenüber Gasen und DämpfenInfo
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Abstract
Die Erfindung stellt eine Kaschierklebemasse aus anorganisch kondensierbaren bzw. kondensierten, ggf. organisch härtbaren Silanen und einem mineralischen, plättchenförmigen, modifizierten Füllstoff bereit, der in die Kaschierklebemasse entweder anorganisch einkondensierbar und/oder organisch einpolymerisierbar und/oder durch Ionenbindung einbindbar ist. Mit dieser Kaschierklebemasse lassen sich kaschierte Verbundsysteme mit verbesserter Barrierewirkung gegenüber Gasen oder Dämpfen erhalten.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Kaschierklebemassen auf der
Basis von anorganisch-organischen Hybrid-Polymeren mit kovalent
gebundenen, organomodifizierten Füllstoffen zur Verbesserung der
Barrierewirkung z. B. gegenüber Gasen und Dämpfen.
Anorganisch-organische Hybridpolymere, die ein Netzwerk von
hydrolysierten, kondensierten Silanen enthalten, sind unter dem
Namen ORMOCERe® bekannt (ORMOCERe® ist eine eingetragene Marke
der Fraunhofer Gesellschaft für angewandte Forschung). Die
Silicium-Atome solcher Polymere können teilweise durch andere
Metalle wie Titan, Aluminium, Zirkon o. ä. ersetzt sein. Die als
Ausgangsmaterialien eingesetzten Silane sowie die ggf. weiterhin
eingesetzten Metallverbindungen enthalten hydrolysierbare
Gruppen wie Alkoxide, Halogenide, Hydroxygruppen o. ä. Zumindest
die oder ein Teil der Silane weisen weiterhin organische Gruppen
auf, die entweder als Netzwerkwandler und/oder als
Netzwerkbildner fungieren können. Beispiele für Netzwerkwandler
sind Alkyl- oder Arylgruppen, während die Netzwerkbildner in der
Regel organisch polymerisierbare Gruppen enthalten wie z. B.
Vinylgruppen, Glycidylgruppen, (Meth)Acrylatgruppen o. ä. Das
Netzwerk wird durch Hydrolyse und Kondensation der anorganisch
reaktiven Gruppen erzeugt; sofern Netzwerkbildner vorhanden
sind, kann es durch organische Polymerisation der organisch
reaktiven Gruppen verstärkt sein. Das anorganische Netzwerk
verleiht den Polymeren Eigenschaften wie Härte oder thermische
Stabilität; das organische Netzwerk ist z. B. für die elastischen
Eigenschaften verantwortlich. Auch Eigenschaften wie z. B. der
thermische Ausdehnungskoeffizient werden durch das Verhältnis
von anorganischem zu organischem Vernetzungsgrad beeinflußt.
Nachstehend werden die oben beschriebenen Polymere häufig als
"anorganisch-organische Hybridpolymere" bezeichnet.
Beschichtungsmaterialien auf ORMOCER®-Basis sind bekannt, siehe
z. B. S. Amberg-Schwab, M. Hoffmann, H. Bader, Kunststoffe 86
(1996) 660-664, S. Amberg-Schwab, M. Hoffmann, H. Bader, M.
Gessler, J. of Sol-Gel Sci. Technol. 1/2, 141 (1998) oder M.
Hoffmann, S. Amberg-Schwab, Barrier Properties of Inorganic
Polymers, Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 519, 309 (1998).
Die Beschichtungen werden hergestellt, indem die
Ausgangsmaterialien mit Hilfe eines Sol-Gel-Verfahrens in einem
Lösungsmittel gelöst und hydrolysiert werden, wobei die Silane
untereinander und ggf. unter Einbau weiterer Metall-Kationen
und/oder anderer Komponenten kondensieren. Anschließend wird bei
Bedarf durch Zusatz weiteren Lösungsmittels oder durch Abdampfen
eines Teils des Lösungsmittels die gewünschte Viskosität des
Materials eingestellt, um eine gute Verarbeitbarkeit zu
gewährleisten. Wenn die Schicht erzeugt ist, wird überschüssiges
Lösungsmittel durch Trocknen oder Erwärmen entfernt. Sofern das
Material organisch polymerisierbare Gruppen enthält, werden
diese meist erst nach dem Beschichtungsschritt zur
Polymerisation gebracht. Durch Entfernen des Lösungsmittels und
ggf. durch die organische Polymerisation erhält die Beschichtung
die erforderliche und gewünschte Härte. So werden Beschichtungen
aus den genannten Polymeren häufig als kratzfeste Topcoats oder
Überschichtungen sensiblerer Zwischenschichten verwendet.
Beschichtungsmaterialien können sehr gute Barriere-Eigenschaften
gegenüber Gasen und Dämpfen aufweisen. Auf SiOx-bedampftem BOPP
(biaxial orientiertem Polypropylen) konnten z. B.
Sauerstoffbarrierewerte von <0,05 cm3/m2*d (DIN 53380, 23°C, 50%
r. F.) erreicht werden; auf BOPP ohne SiOx-Bedampfung werden Werte
von ca. 25 cm3/m2*d (DIN 53380, 23°C, 50% r. F.) erreicht
(unbeschichtete BOPP-Referenzfolie: 1600 cm3/m2*d). Für
Wasserdampf liegen die Barrierewerte für bedampfte Polymerfolien
ebenfalls im Hochbarrierebereich. Für unbedampfte Polymerfolien,
z. B. PET oder BOPP, ist durch die Verwendung von ORMOCER®-
Schichten ein geringerer Effekt bzgl. der Wasserdampfbarriere
meßbar.
Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, verschiedene
Beschichtungsmaterialien, darunter solche auf ORMOCER®-Basis, zur
Erzeugung oder Verbesserung von Barriere-Wirkungen mit
geeigneten zusätzlichen Schichten oder mit ggf. funktionell
modifizierten Füllstoffen zu versehen. So beschreiben die
US-Patentschrift 4,944,964 und die EP-Anmeldung mit der
Veröffentlichungs-Nr. 185893 einen Lack aus
Kieselsäureheteropolykondensat, einem plättchen- oder
lamellenförmigen Füllstoff, einem Lösungsmittel sowie ggf. einem
üblichen synthetischen Harz, der insbesondere Glasoberflächen
vor Korrosion schützen soll. Der Füllstoff kann aus Glas oder
Feinglimmer bestehen. Füllstoffhaltige ORMOCER®-Komposite für
Beschichtungen mit Sperreigenschaften gegenüber Wasserdampf
nennt die WO 93/25 605. Als Füllstoffe werden Luzenac Talk, Glass
Fasern, Tone, calzinierte Tone, Aerosil u. ä. genannt. Die
US 6,013,128 beschreibt die Einbettung von ausgewählten
Schichtsilikaten in wäßrige, ionische Polysilikatlösungen zur
Herstellung von Barriere-Beschichtungen. Die US 4,528,235
beschreibt HDPE- oder PA-Filme, die mit plättchenförmigen
Partikeln gefüllt sind. In der WO 97/27 244 ist ein Polyimid-
Pulver mit fein dispergierten Smectit-Bestandteilen offenbart.
Plättchenförmige mineralische Füllstoffe, darunter
Schichtsilikate, werden bei Polymeren und Polymerbeschichtungen
seit langem zur Verbesserung der Sperreigenschaften gegenüber
Gasen und Dämpfen eingesetzt (siehe z. B. WO 98/24 839). Die
verbesserte Sperr-Wirkung beruht hierbei auf einer Verlängerung
der Permeationswege durch die für Gas und Dampf undurchlässigen
Füllstoffe. Die Füllstoffe werden dabei in der Regel
delaminiert, um sie fein verteilt in eine Matrix einbringen zu
können. Dies kann beispielsweise mit Hilfe der Techniken
erfolgen, wie sie in den Druckschriften WO 93/04 118,
US 5,578,672, US 5,514,734, US 5,747,560 und WO 89/00 545
beschrieben sind. Es ist dabei Stand der Technik, durch
vorherige Modifizierung eine Anpassung der hydrophilen und daher
intrinsisch nicht mit Polymeren mischbaren Schichtsilikate an
die hydrophobere Polymermatrix zu erzielen.
Fig. 1 zeigt schematisch die reaktiven Zentren von
Schichtsilikaten, worin mit 1 Schichtzwischenräume zum
Intercalieren bezeichnet werden und 2 austauschbare Kationen in
den Zwischenschichten und auf den äußeren Oberflächen anzeigt.
Mit 3 sind Metallionen unterschiedlicher Valenz bezeichnet und
mit 4 Al-OH und Si-OH-Gruppen an den Kanten. Die Bezugsziffer 5
steht für Lewis-saure Zentren, 6 für Zentren mit austauschbaren
Anionen und 7 für verbrückte Hydroxylgruppen.
Es gibt eine Reihe von Techniken, mit denen die erwähnte
Modifizierung bewirkt werden kann. Eine dieser Techniken
arbeitet mit der sogenannten "Pfropfreaktion", siehe
"Tonminerale und Tone", K. Jasmund; G. Lagaly, Steinkopff-
Verlag, Darmstadt, 1993. Hierbei erzielt man eine kovalente
Anbindung des Modifizierungsreagens' an die Schichtsilikate
durch die Reaktion der Hydroxylfunktionen des Schichtsilikates
z. B. mit Silanen oder Isocyanaten. Da Schichtsilikate an den
Basisflächen chemisch aber nahezu inert sind, erfolgt die
"Pfropfreaktion" nur an den Kanten der Schichtsilikate. Tragen
die angehefteten Moleküle weitere funktionelle Gruppen, kann
durch diese eine kovalente Anbindungen an eine Polymermatrix
erzielt werden.
Ein technisch sehr wichtiges Verfahren zur Modifizierung von
plättchenförmigen mineralischen Füllstoffen ist die sogenannte
"Onium"-Methode, bei der quarternäre Ammoniumionen (aber auch
z. B. Phosphonium-, Sulfoniumionen oder andere Kationen) mit
unterschiedlichen organischen Substituenten gegen Kationen in
den Zwischenschichten und an den Basisflächen der
Schichtsilikate ausgetauscht werden. Die Ionenbindung der
angehefteten kationischen Verbindungen ist so fest, daß ein
Ablösen der organischen Kationen in den meisten Fällen nicht zu
erwarten ist. Dieses Verfahren ist für Schichtsilikate sehr
geeignet.
Fig. 2 zeigt schematisch die Hydrophobierung von Ton mit einer
kationischen Organoverbindung. R1 soll dabei einen funktionellen
oder nicht funktionellen Rest darstellen. Auch R2 ist ein
organischer Rest mit oder ohne funktionelle Gruppen, der aber
zusätzlich den Schichtabstand zwischen den anorganischen
Schichten aufweiten kann.
Unter "anionischen" Tonen versteht man mit dem oben als "Onium"-
Methode beschriebenen Verfahren modifizierte Schichtsilikate und
verwandte, plättchenförmige Füllstoffe. Dabei trägt das
Modifizierungsreagens neben der kationischen "Onium"-
Funktionalität eine weitere, negativ geladene Gruppe, z. B.
Sulfonsäure (siehe z. B. WO 99/35 186). Diese zusätzliche
Funktionalität bewirkt eine verbesserte Delamination der
modifizierten Schichtsilikate aufgrund elektrostatischer
Abstoßung der einzelnen modifizierten Schichten.
Die Modifizierung nach der "Onium"-Methode bewirkt zum einen
eine Hydrophobierung der Basisflächen (siehe Fig. 2), zum
anderen wird eine Aufweitung der Schichten erzielt, die ein
Eindringen von Polymermolekülen in die Zwischenschichten
erleichtert und schließlich eine Delamination des
Schichtsilikates in der Polymermatrix ermöglicht. Dieser Vorgang
ist in Fig. 3 zu sehen, die die Aufweitung der Schichtabstände
von Na-Montmorillonit nach Modifizierung mit einer kationischen
Organo-Verbindung zeigt (der Schichtabstand ds im Na-
Montmorillonit kann dabei von 1,03 nm auf 1,20-1,80 nm
vergrößert werden). Dies sorgt für eine optimale Verteilung der
einzelnen Schichtlamellen im Polymer. Durch die Wahl weiterer
geeigneter funktioneller Gruppen kann dabei auch eine
Wechselwirkung mit Polymeren bzw. sogar eine kovalente Anbindung
erzielt werden.
Nachstehend sind Veröffentlichungen genannt, die sich mit dem
Einbau von modifizierten Schichtsilikaten in Kunststoffe
befassen: Aus quellbaren Smectiten hergestellte Nanokomposite,
die sich für eine Reihe von Matrices eignen, sind in der WO 99/07 790
beschrieben. Eine hydrophile Gruppe wird mit dem Ton
verknüpft, eine reaktive Gruppe mit der Polymermatrix. Die EP 747322 A1
beschreibt die Verwendung von Ammonium-Derivaten zum
Quellen von Schichtsilikaten. Hochmolekulare Polymere dringen in
den gequollenen Ton ein und werden über OH-Gruppen ebenfalls an
die Schichtsilikate gebunden. Gemäß der WO 99/35 185 wird ein
Nanocomposit durch Modifizierung von Tonen mit ω-Aminosäure und
anschließende Umsetzung mit Caprolactam erzeugt. Die WO 99/35 186
beschreibt einen "anionischen" Ton, der durch
ammoniumfunktionelle Verbindungen mit zusätzlicher anionischer
Gruppe modifiziert wird.
Übliche Kaschierkleber sind bekannt. Allerdings besitzen diese
keine besondere Barrierefunktion: Sollen Hochbarriereverbünde
erzeugt werden, so wird die Barriere üblicherweise mit Hilfe von
anderen Schichten aufgebaut.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kaschierkleber-
Zusammensetzung auf Basis eines anorganisch-organischen
Hybridpolymeren wie in der Einleitung definiert mit verbesserter
Barrierewirkung gegenüber Gasen und Dämpfen bereitzustellen.
Weiterhin umfaßt die Aufgabe die Bereitstellung eines Verfahrens
zum Verkleben von Verbundmaterialien mit einer solchen
Kaschierklebermasse sowie mit dieser Masse hergestellter
Verbundmaterialien.
Diese Aufgabe wird durch die Bereitstellung von
Kaschierklebemassen gemäß Anspruch 1, einem Verfahren gemäß
Anspruch 17, einem Verbundmaterial gemäß Anspruch 22 sowie einem
Verfahren zum Laminieren von Verbundsystemen nach Anspruch 20
gelöst.
Erfindungsgemäß konnte festgestellt werden, daß an sich bekannte
Beschichtungsmaterialien auf Basis anorganisch-organischer
Hybridpolymere auch als Kaschierklebemassen mit besonders guten
Barriereeigenschaften verwendbar sind, wenn in das - an sich
bekannte - anorganisch-organische Polymernetzwerk modifizierte
Füllstoffe kovalent oder auch ionisch eingebunden sind. Gut
geeignet als derart modifizierte Füllstoffe sind
Schichtsilikate, z. B. Hectorite, Montmorillonite oder
Vermiculite, da diese sich nach der Modifizierung homogen in das
anorganisch-organische Netzwerk einbauen lassen. Durch die
Kristallinität der Schichtsilikate und den kovalenten Einbau in
die anorganisch-organischen Polymer-Matrices wird die
Durchlässigkeit von Gasen und Dämpfen durch die Masse stark
behindert, so daß sie als Barrierefüllstoffe anzusehen sind.
Die Modifikation und der Einbau der Füllstoffe kann auf
unterschiedliche Weise erfolgen:
In einer ersten Ausgestaltung der Erfindung wird die Modifizierung mit Reagentien vorgenommen, die Funktionalitäten zu einer kovalenten Anbindung über anorganische Kondensationsreaktionen an die umgebende Matrix zur Verfügung stellen können, z. B. mit Alkoxysilylfunktionalitäten. Wird die Onium-Methode angewendet, können hierfür beispielsweise ammonium-funktionelle Alkoxysilane eingesetzt werden, beispielsweise Di-, Tri- oder Tetraalkylammonium-silylalkyl halogenide mit Alkoxysilangruppen.
In einer ersten Ausgestaltung der Erfindung wird die Modifizierung mit Reagentien vorgenommen, die Funktionalitäten zu einer kovalenten Anbindung über anorganische Kondensationsreaktionen an die umgebende Matrix zur Verfügung stellen können, z. B. mit Alkoxysilylfunktionalitäten. Wird die Onium-Methode angewendet, können hierfür beispielsweise ammonium-funktionelle Alkoxysilane eingesetzt werden, beispielsweise Di-, Tri- oder Tetraalkylammonium-silylalkyl halogenide mit Alkoxysilangruppen.
In einer zweiten Ausgestaltung kann in besonders bevorzugter
Weise eine Gruppe der "Onium"-Verbindung zusätzlich eine
organisch polymerisierbare Gruppe enthalten, z. B. kann ein
Ammoniumion eine (Meth-)Acrylat-, oder Vinylgruppe enthalten.
Ein Beispiel für ein ammonium-funktionelles Alkoxysilan mit
organisch polymerisierbarer Gruppe ist die Verbindung "Z6032",
deren Strukturformel in Fig. 6a angegeben ist.
Als eine dritte Alternative kann die Modifizierung auch über
Reagentien erfolgen, die über keine Silylreste verfügen. So
können, z. B. nach der Onium"-Methode, hierfür rein organische
Verbindungen eingesetzt werden, die über organisch
polymerisierbare Gruppen verfügen. Beispiele hierfür sind Ester
der Methacrylsäure mit Trimethyl-2-hydroxyethyl-ammoniumchlorid
(käuflich als Pleximon 730, UV-härtbar) oder N,N-N-Trimethyl-N-
(10-undecenyl)-ammoniumbromid oder die entsprechende Glycidyl-
Verbindung.
Mit den drei vorgenannten Ausgestaltungen lassen sich Füllstoffe
erhalten, die entweder anorganisch (über Kondensationsreaktion)
und/oder organisch (über organische Polymerisationsreaktionen)
kovalent in das Netzwerk des Kaschierklebers eingebunden werden.
Fig. 4 zeigt schematisch die Delamination und Vernetzung eines
derartigen Barrierefüllstoffs in das Matrixmaterial durch
kovalente Einbindung.
Darüberhinaus können die modifizierten Füllstoffe, insbesondere
Schichtsilikate, als vierte Möglichkeiten einer weiteren
Ausgestaltung zusätzlich mit ungeladenen Alkoxysilanen
umgesetzt werden. Vor allem dann, wenn das modifizierende Agens
selbst keine organisch vernetzbaren Gruppen trägt, können auf
diese Weise anschließend weitere organofunktionelle Gruppen (wie
z. B. Epoxide, Acrylate etc.) durch Kondensationsreaktionen an
die genannten Modifizierungsreagentien angeknüpft werden.
Dadurch wird ein weiterer Zugang zu modifizierten Füllstoffen,
insbesondere Schichtsilikaten mit organofunktionellen Gruppen
ermöglicht, die im Zuge des Sol-Gel-Prozesses ausschließlich
oder zusätzlich kovalent an das organische Netzwerk der Matrix
angebunden werden können.
Alternativ ist es fünftens auch möglich, die modifizierten
Füllstoffe über Ionenbindungen in die anorganisch-organische
Polymermatrix einzuarbeiten, und zwar dann, wenn die
Polymermatrix geladene Ausgangsmaterialien, z. B. geladene Silane
wie Ammoniumsilane, enthält. Die Füllstoffe werden zu diesem
Zweck z. B. mit zwitterionischen Substanzen wie Aminosäuren oder
Aminosulfonsäuren umgesetzt, wobei es hierbei aus sterischen
Gründen bevorzugt ist, längerkettige ω-Aminosäuren wie z. B.
12-Aminolaurylsäure oder p-substituierte Aromaten wie Sulfanilsäure
zu verwenden. Der Füllstoff erhält auf diese Weise überschüssige
Ladungen (hier z. B. negative Ladungen durch die
Carboxylatgruppen), die mit den Ammoniumgruppen der
Polymermatrix in ionische Wechselwirkung treten. Dieses Prinzip
ist auch mit umgekehrten Ladungsverhältnissen möglich, z. B. bei
Einsatz einer Polymermatrix, die anionisch geladene Silane
enthält wie silansubstituiertes EDTA (z. B.
N-(Trialkoxysilylpropyl)ethylendiamin-triessigsäure
trinatriumsalz.
In einer sechsten Ausgestaltung der Erfindung können die
Füllstoffe mit silanfreien organischen Ammoniumverbindungen
umgesetzt werden, z. B. mit einem längerkettigen primären
Ammoniumsalz wie Octadecyl-ammoniumchlorid. Werden solche
Füllstoffe in Polymermatrices mit gleichsinnig geladenen Silanen
eingearbeitet, werden die Silane über eine
Ionenaustauschreaktion an die funktionellen Gruppen der
Füllstoffe gebunden. Mit diesem Verfahren ist es möglich,
lagerstabile Schichtsilikate zu erzeugen, die mit wenig oder
nicht reaktiven Ammoniumverbindungen modifiziert sind. Beim
Einbringen in die Polymermatrix verdrängen die
Ammonium-Funktionalitäten, die in der Matrix enthalten sind, die
zur Modifizierung verwendeten Ammonium-Reagenzien, d. h., es wird
ein Ionenaustausch durchgeführt.
Die Menge an modifiziertem Schichtsilikat kann in geeigneter
Weise gewählt werden. Günstig sind etwa 0,25-15 Gew.-%, bezogen
auf das Gesamtgewicht der Kaschierklebemasse ohne evtl.
vorhandene Lösungsmittel. Bevorzugt sind häufig 0,5-5 Gew.-%.
Die Beschichtungsmasse wird hergestellt, indem die
Ausgangsverbindungen, also Silane und ggf. weitere
hydrolysierbare Metallverbindungen, ggf. in Gegenwart weiterer
Zusätze, der sogenannten Sol-Gel-Bildung unterworfen, also mit
Hilfe von Wasser oder einem anderen hydrolysierenden Agens und
ggf. Katalysator in an sich bekannter Weise zumindest teilweise
hydroylsiert und anorganisch kondensiert werden. Der
Barrierefüllstoff kann dem Reaktionsgemisch bereits oder während
dieser Umsetzung zugegeben werden; er kann aber auch erst nach
abgeschlossener (Teil-)Hydrolyse und (-)Kondensation in das
entstandene Sol eingearbeitet werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die erfindungsgemäße
Kaschierklebemasse frei oder im wesentlichen frei von
niedrigsiedendem Lösemittel, besitzt aber trotzdem die
erforderliche Stabilität und Viskosität bzw. ausreichende
Verklebungseigenschaften. Zum Zeitpunkt der Zusammenführung der
zwei zu verklebenden Folien sollte die Klebemasse nämlich
einerseits ausreichend klebrig sein, sollte aber andererseits in
einer Vielzahl von Fällen möglichst wenig Lösemittel enthalten,
da dieses nach dem Kaschieren der Folien im wesentlichen im
Folienverbund verbleiben könnte, z. B. wenn kein zusätzlicher
Trocknungsschritt nach Aufbringen der Kaschierklebemasse auf die
zu verklebenden Substrate und vor dem Verkleben vorgenommen
werden soll. Die Anwesenheit von Lösemittel im Folienlaminat ist
von Nachteil, da es aus dem Kaschierkleber migrieren und zur
Enthaftung führen kann, was die Verbundhaftungseigenschaften
negativ beeinflußt. In speziellen Fällen können Lösemittel
außerdem eine Gefahr für das Packgut darstellen, beispielsweise,
wenn die kaschierten Folien im Lebensmittelbereich eingesetzt
werden sollen. Und schließlich kann der Restlösemittelgehalt im
Folienverbund hinderlich für eine möglichst quantitative
Vernetzung der organischen Komponenten der Kaschierklebemasse
sein; dies wirkt sich wiederum verschlechternd auf die
Barrierewerte aus.
Für diese Ausgestaltung der Erfindung werden die
Ausgangsbestandteile für die Kaschiermassen vor oder nach Zugabe
der modifizierten Barrierefüllstoffe wie oben beschrieben
hydrolysiert und kondensiert, worauf das niedersiedende
Lösemittel, das im Zuge der Sol-Gel-Bildung zugegeben worden war
und/oder anfiel, ganz oder zumindest zu einem wesentliche Anteil
entfernt wird. Dies kann beispielsweise durch Abdestillation von
Lösemittel in Form eines Azeotrops erfolgen.
Um die jeweils erforderliche Kaschierkleberviskosität bzw.
ausreichende Verklebungseigenschaften einzustellen und um die
Systeme stabil zu halten, können ggf. sogenannte
Reaktivlösemittel zugegeben werden, d. h. Substanzen, die
einerseits die Viskosität und/oder Stabilität des Sols bzw. Gels
beeinflussen, andererseits selbst in den Verbund der
Kaschierklebemasse eingebunden werden können. In den bevorzugten
Fällen, in denen die Kaschierklebemasse nach dem Kaschieren
durch organische Vernetzung (z. B. thermisch oder photochemisch)
ausgehärtet wird, sind hierfür insbesondere flüssige, nieder
bis hochviskose organische Monomere oder Oligopolymere mit
organisch polymerisierbaren Gruppen geeignet, z. B. Epoxide,
Polyepoxide, Acrylate, Mehrfachacrylate oder Methacrylate.
Alternativ oder zusätzlich zur Zugabe von Reaktivlösemittel kann
die erforderliche Stabilität, Viskosität oder Klebrigkeit durch
das Vorhandensein oder die nachträgliche Zugabe von flüssigen,
nieder- bis hochviskosen Silanen bewirkt werden, die organisch
polymerisierbare Gruppen wie Acrylate oder Methacrylate oder
Polyepoxide aufweisen. Diese Silane können als Monomere, ggf.
aber auch als Vorpolymere, z. B. mit niedrigem
Polymerisationsgrad, zugesetzt werden.
Der Zusatz von Reaktivlösemittel und/oder von organisch
polymerisierbaren Silanen hat den Vorteil, daß die
Klebrigkeit/Viskosität der Kaschierklebemasse bzw. ihre
Stabilität mit Hilfe von Komponenten bewirkt wird, die durch
Vernetzung selbst Bestandteil des Polymeren werden und daher zu
einem späteren Zeitpunkt, z. B. bei einer möglicherweise zu
erfolgenden Nachbehandlung der kaschierten Folien durch Erwärmen
zum Zwecke einer organischen Vernetzung, oder über die
Lebensdauer der kaschierten Folie hinweg nicht migrieren können.
Denn bei der organischen Vernetzung werden keine weiteren
Lösemittel mehr gebildet. Außerdem kann durch die zusätzliche
Bereitstellung von organisch polymerisierenden Gruppen ein
höherer Vernetzungsgrad und damit eine verbesserte Festigkeit
erzielt werden.
Es ist empfehlenswert, daß in der erfindungsgemäßen
Kaschierklebemasse zum Zeitpunkt des Kaschierprozesses selbst
die anorganische Vernetzung der vorhandenen Komponenten
weitgehend abgeschlossen ist bzw. nur noch sehr wenig oder gar
keine vernetzbaren Silanolgruppen mehr vorliegen. Dies gilt vor
allem für solche Kaschierklebemassen, die nach dem Kaschieren
der Folien oder dgl. organisch vernetzt werden sollen, und ganz
besonders dann, wenn diese Vernetzung thermisch erfolgen soll.
Denn bei unvollständiger anorganischer Reaktion setzt sich der
Ablauf des Sol-Gel-Prozesses (der organische Hydrolyse-
/Vernetzungsprozeß) während der thermischen Behandlung im
Trockenkanal fort, und reaktionsbedingt werden weiterer Alkohol
bzw. weiteres Wasser gebildet, was zu den oben beschriebenen
Nachteilen führt. Ggf. kann eine anorganische Nachvernetzung
allerdings auch noch nach dem Aufbringen der Kaschiermasse
erfolgen; wesentlich ist aber, daß die Bedingungen dann so
gewählt sind, daß zum Zeitpunkt der Verklebung
Kondensationsreaktionen nicht mehr in einem solchen Umfang
stattfinden, daß eine störende Menge an Lösungsmittel (je nach
hydrolysierbaren Gruppen z. B. Wasser, Säure, Alkohol)
freigesetzt wird. Gut geeignet als Bestandteile der
Ausgangsmaterialien für Kaschierklebemassen, deren anorganische
Vernetzung vor dem Kaschierprozeß weitgehend abgeschlossen
werden kann, sind Silane mit wenigen Alkoxygruppen wie
Dialkoxysilane oder Monoalkoxysilane, oder vorvernetzte
Tetramethoxy- oder Tetraethoxysilan-Einheiten, wobei ein Teil
dieser Silane mindestens eine organisch vernetzbare Gruppe
tragen kann. Zur Sol-Gel-Bildung, also der anorganischen
Polymerisation über Hydrolyse- und Kondensationsreaktionen,
können diesen ggf. die üblichen Hydrolyse- bzw.
Kondensationskatalysatoren zugegeben werden. Anschließend kann
der oben beschriebene Lösemittelaustausch (Wasser/Alkohol gegen
Reaktivlösemittel) erfolgen. Die Barrierefüllstoffe werden
vorzugsweise nach vollständiger oder teilweiser Kondensation der
anorganischen Komponenten zugesetzt; in geeigneten Fällen kann
von dieser Abfolge jedoch auch abgewichen werden. Die Füllstoffe
werden in diesen Ausgestaltungen der Erfindung vorzugsweise
kovalent in die hybride Matrix eingebunden und dann entweder
über anorganische Gruppen und/oder über organische Reste
vernetzt, wobei letzteres zusammen mit der Vernetzung der
übrigen organischen Komponenten erfolgt, also in der Regel erst
nach dem Auftragen der Kaschierklebemasse und Kaschieren der
Folien. Die anorganische Vorvernetzung führt im allgemeinen
nicht zu einer Verkürzung der Topfzeit bzw. Erhöhung der
Viskosität.
Nach dem Aufbringen der Kaschierklebemassen und vor dem
Laminieren kann möglicherweise noch vorhandenes Lösemittel
entfernt werden, beispielsweise durch Erwärmen.
Eine organische, thermisch oder photochemisch induzierte
Vernetzung kann bei Vorhandensein entsprechender organischer
Gruppen in der Kaschierklebemasse nach deren Aufbringen auf die
zu verklebenden Substratoberflächen erfolgen, wobei thermische
Vernetzungen unabhängig von der Ausgestaltung des Substrats und
photochemische Vernetzungen z. B. dann möglich sind, wenn
mindestens eine der zu kaschierenden Folien für die Wellenlänge
des die Reaktion bewirkenden Lichts (z. B. UV) durchlässig ist.
Bei der Vernetzung wird ein die Kaschiermasse verfestigendes
organisches Netzwerk aufgebaut, ohne daß Lösemittel in
erwähnenswertem Umfang entsteht. Die Kaschierklebemasse kann
ggf. geeignete, im Stand der Technik bekannte Katalysatoren für
die Vernetzungsreaktion aufweisen.
In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung werden als
Komponenten der Kaschierklebemasse Mehrfachsilane mit mindestens
zwei organisch polymerisierbaren Gruppen eingesetzt, die in
Abwesenheit von Alkohol oder Wasser und vorzugsweise weitgehend
von sonstigem Lösungsmittel mit modifiziertem Barrierefüllstoff
versetzt werden, der mit den organisch polymerisierbaren Gruppen
der Silane copolymerisieren kann. Beispielsweise können hierfür
Mehrfach(meth)acrylatsilane zusammen mit
(meth)acrylatmodifiziertem Füllstoff eingesetzt werden. Um
solchen Massen eine geeignete Viskosität für das Kaschieren zu
verleihen, können sie ggf. erwärmt werden. Die organische
Vernetzung nach dem Kaschieren erfolgt wie oben beschrieben.
Synthese von mit den erfindungsgemäßen Matrices kompatiblen
Schichtsilikaten:
100 ml einer wäßrigen Dispersion von 0.8 g aufgereinigtem Na- Montmorillonit (SWy-2, Source Clay Repository, IEC = 76,4 MEQ) wurden mit a) 0,99 g (1,53 mmol) Z-6032, 42% in Methanol (Hersteller: Dow Corning, Formel siehe Fig. 6a) verdünnt mit 20 ml Methanol oder b) mit 1,86 g (1,53 mmol) N,N-Didecyl-N-methyl- (trimethoxysilylpropyl)-ammoniumchlorid, 42% in Methanol (Hersteller: ABCR, Formel siehe Fig. 6b) verdünnt mit 20 ml Methanol; oder (C) mit 1,27 g (1,53 mmol) Octadecyldimethyl-(3- trimethoxysilylpropyl)ammoniumchlorid, 60% in Methanol (Hersteller: ABCR, Formel siehe Fig. 6c) verdünnt mit 20 ml Methanol, umgesetzt.
100 ml einer wäßrigen Dispersion von 0.8 g aufgereinigtem Na- Montmorillonit (SWy-2, Source Clay Repository, IEC = 76,4 MEQ) wurden mit a) 0,99 g (1,53 mmol) Z-6032, 42% in Methanol (Hersteller: Dow Corning, Formel siehe Fig. 6a) verdünnt mit 20 ml Methanol oder b) mit 1,86 g (1,53 mmol) N,N-Didecyl-N-methyl- (trimethoxysilylpropyl)-ammoniumchlorid, 42% in Methanol (Hersteller: ABCR, Formel siehe Fig. 6b) verdünnt mit 20 ml Methanol; oder (C) mit 1,27 g (1,53 mmol) Octadecyldimethyl-(3- trimethoxysilylpropyl)ammoniumchlorid, 60% in Methanol (Hersteller: ABCR, Formel siehe Fig. 6c) verdünnt mit 20 ml Methanol, umgesetzt.
Hierdurch erfolgt eine organische Modifizierung des Schicht
silikats, das dabei mit Alkoxy-Funktionalitäten versehen wird,
die eine kovalente anorganische Anbindung des modifizierten
Schichtsilikats an die Lackmatrix im Sol-Gel-Prozeß ermöglichen.
Im Fall von Modifizierungsreagenz gemäß Fig. 6a erfolgt
zusätzlich die Bereitstellung einer organischen Funktionalität,
die neben der anorganischen Einbindung über die
Alkoxysilyl-Funktion im Zuge einer photochemischen Aushärtung
auch eine kovalente Anbindung in das organische Netzwerk
erlaubt. Das hergestellte modifizierte Schichtsilikat wird
abfiltriert. Der Filterkuchen wird mit 400 ml Wasser mit einer
Temperatur von 40°C bis zur Salzfreiheit gewaschen (Überprüfung
des Filtrats mit AgNO3-Lösung). Im Folgenden wäscht man mit 40 ml
Methanol nach und zieht den Filterkuchen im
Wasserstrahlvakuum trocken. Der Filterkuchen wird anschließend
gefriergetrocknet und kleingemörsert.
0-45 Molprozente TMOS, 30-50 Molprozente GLYMO werden
zusammen mit 5-20 Molprozenten Aluminium-sec-butylat und/oder
5-20 Zirkon-n-propylat, komplexiert mit jeweils 0.5-1.5
Equivalenten Triethanolamin oder Acetessigsäureethylester
zusammengewogen und mit Wasser unter Säure- oder Basenkatalyse
hydrolysiert. Nach Ablauf der Hydrolysereaktion wird in mehreren
Schritten vorhandenes Lösungsmittel (Alkohole und Wasser)
entfernt. Zum Erhalt der Verarbeitbarkeit werden je nach
Anforderung zwischen 0 und 50 Gew.-% eines thermisch
einvernetzbaren Reaktivlösungsmittels (z. B. ein Polyepoxid)
oder eines mono- oder dialkoxyfunktionellen Silans zugegeben. Zu
dieser Formulierung werden im folgenden 0,25-10 Gew.-%
modifizierter Barrierefüllstoff zugegeben. Die Dispergierung
erfolgt mit Ultraschall.
40-70 Molprozente eines UV-vernetzbaren Silans, z. B. Z-6032
(Hersteller: DOW Corning), 20-40 Molprozente TMOS und 0-40
Molprozente eines Metallalkoholates, z. B. Aluminium-sec-butylat,
wahlweise vorkomplexiert mit 0.5-1.5 Equivalenten
Triethanolamin oder Acetessigsäureethylester, werden mit 0.5-1.2
Equivalenten Wasser unter Säure- oder Basenkatalyse
hydrolysiert. Nach Ablauf der Hydrolyse-Reaktion entfernt man in
mehreren Schritten vorhandenes Lösungsmittel. Zum Erhalt der
Verarbeitbarkeit werden je nach Anforderung zwischen 0 bis 50 Gew.-%
eines mittels UV-einvernetzbaren Reaktivlösungsmittels
(z. B. eines Mono- oder Mehrfachacrylats) oder eines mono- oder
dialkoxyfunktionellen, mittels UV-Licht einvernetzbaren Silans
zugegeben.
Zum so gebildeten Lack werden im folgenden 0,25-10 Gew.-%
eines modifizierten Barrierefüllstoffs zugegeben. Die
Dispergierung erfolgt mit Ultraschall. Vor der Aushärtung setzt
man einen UV-Starter zu.
4,07 g (26,7 mmol; 35 Mol.%) TMOS,
8,13 g (34,4 mmol; 45 Mol.%) GLYMO werden mit einem Vorkomplexat von
1,88 g (7,6 mmol; 10 Mol %) Aluminium-sec-butylat,
3,43 g (7,6 mmol; 10 Mol.%) Zirkon-n-propylat (72,9%) und
2,85 g (19,1 mmol; 1.25 Equivalenten) Triethanolamin zusammengewogen.
8,13 g (34,4 mmol; 45 Mol.%) GLYMO werden mit einem Vorkomplexat von
1,88 g (7,6 mmol; 10 Mol %) Aluminium-sec-butylat,
3,43 g (7,6 mmol; 10 Mol.%) Zirkon-n-propylat (72,9%) und
2,85 g (19,1 mmol; 1.25 Equivalenten) Triethanolamin zusammengewogen.
Die Hydrolyse erfolgt schrittweise mit insgesamt 9,64 g (534,8
mmol) 0,1 n HCl.
Nach Ablauf der Hydrolysereaktion wird in mehreren Schritten
vorhandenes Lösungsmittel (Alkohole und Wasser) entfernt, bis
ein Feststoffgehalt von 60% erreicht ist. Sodann setzt man der
Masse 4,08 g (20 mmol) Glycerindiglycidylether zu.
Zur Lack-Formulierung werden im folgenden 0,25 Gew.-% nach
Beispiel 1(c) modifiziertes Schichtsilikat zugegeben. Die
Dispergierung erfolgt mit Ultraschall.
Die Sauerstoffsperreigenschaften (nach DIN 53380 Teil 3, 23°C,
0% RF) einer mit dieser Kaschierklebemasse beschichteten
Polypropylen-Folie (50 µm), (als Topcoat) sind in Fig. 5
dargestellt. Die Einheit ist logarithmisch in cm3/m3 d bar
angegeben. Der Verbesserungsfaktor der Sperreigenschaften betrug
47%.
6,19 g (7,7 mmol; 50 Mol.%) Z-6032 (Hersteller: DOW Corning) und
1,17 g (7,7 mmol; 50 Mol.%) TMOS werden vollstöchiometrisch mit
0,1 n HCl hydrolysiert. Nach Ablauf der Hydrolyse-Reaktion
entfernt man in mehreren Schritten vorhandenes Lösungsmittel
(Alkohol, Wasser). Sodann setzt man der Masse 4,56 g (20 mmol)
Glycerindimethacrylat zu.
Zum gebildeten Lack werden im folgenden 1,5 Gew.-% nach Beispiel
1(a) modifiziertes Schichtsilikat zugegeben. Die Dispergierung
erfolgt mit Ultraschall. Vor der Aushärtung setzt man 1 Gew.-%
eines UV-Starters (z. B. Irgacure 184) zu.
Die Sauerstoffsperreigenschaften (nach DIN 53380 Teil 3, 23°C,
0% RF) einer mit dieser Kaschierklebemasse beschichteten
Polypropylen-Folie (50 µm), (als Topcoat) sind in Fig. 5
dargestellt. Die Einheit ist logarithmisch in cm3/m3 d bar
angegeben. Der Verbesserungsfaktor der Sperreigenschaften betrug
37%.
Der in der Fig. 5 links gezeigte Balken zeigt die
Sperrschichteigenschaft einer unbeschichteten, 50 µm dicken
Polypropylenfolie für Sauerstoff als Blindwert. Im
danebenliegenden Feld "thermisch härtbar" ist die
Sauerstoffsperreigenschaft von Kaschierklebemassen des Beispiels
4 auf dieser Folie gezeigt, und zwar links ohne das wie dort
beschrieben eingearbeitete Schichtsilikat, rechts mit
Schichtsilikat in der dort angegebenen Menge. Das rechte Feld
"UV-härtbar" zeigt diese Eigenschaft von Kaschierklebemassen des
Beispiels 5 auf derselben Folie, und zwar wiederum links ohne
Schichtsilikat, rechts mit Schichtsilikat in der angegebenen
Menge.
Claims (22)
1. Kaschierklebemasse, erhältlich aus oder unter Verwendung von:
- A) mindestens einem Silan der Formeln (I), (II) oder (III)
XaRbSiR1 4-a-b (I)
[P]+ [XaRbSiR2 4-a-b]- (II)
[XaRbSiR3 4-a-b]+ [Q]- (III)
worin
X eine hydrolysierbare Gruppe ist,
R ggf. substituiertes Alkyl, Alkenyl, Aryl, Alkylaryl oder Arylalkyl ist,
R1 ein organischer Rest ist, der über Kohlenstoff an das Silicium gebunden ist und eine Gruppe trägt, die organische Polymerisationsreaktionen eingehen kann,
R2 ein organischer Rest ist, der eine negative Ladung trägt,
R3 ein organischer Rest ist, der eine positive Ladung trägt
[P]+ ein anorganisches oder organisches Kation ist,
[Q]- ein anorganisches oder organisches Anion ist,
a eine ganze Zahl von 1 bis 3 ist und,
b eine ganze Zahl von 0 bis 2 ist,
mindestens im Falle der Formeln (II) und (III) a+b 3 bedeutet,
durch zumindest teilweise Hydrolyse und Kondensation der an dem/den Silan(en) vorhandenen anorganisch reaktiven Gruppen dadurch gekennzeichnet, daß die Masse - B) mindestens einen mineralischen, plättchenförmigen, modifizierten Füllstoff aufweist, der in die Kaschierklebemasse entweder anorganisch einkondensierbar und/oder organisch einpolymerisierbar und/oder durch Ionenbindung einbindbar ist, oder der in die Kaschierklebemasse entweder anorganisch einkondensiert und/oder organisch einpolymerisiert und/oder durch Ionenbindung eingebunden ist.
2. Kaschierklebemasse nach Anspruch 1, worin die Indices der
Silane der Formeln (I) bis (III) die folgende Bedeutung
haben:
X ist Wasserstoff, Halogen, Hydroxy, eine ggf. substituierte Alkoxy-, Acyloxy-, Alkylcarbonyl- oder Alkoxycarbonylgruppe mit vorzugsweise 1-10 Kohlenstoffatomen in der Alkyl- oder Acylgruppe, NR4 mit R4 gleich Wasserstoff, ggf. substituiertes Alkyl mit vorzugsweise 1-10 Kohlenstoffatomen oder ggf. substituiertes Aryl,
R ist eine ggf. substituierte Alkyl-, Alkenyl-, Aryl-, Alkylaryl- oder Arylalkylgruppe mit 1 bis 10, vorzugsweise 1 bis 6 Alkylkohlenstoffen,
R1 trägt mindestens eine Amino-, Epoxid-, Vinyl- oder (Meth-)Acrylatgruppe,
R2 ist ein carboxylatgruppenhaltiger organischer Rest,
R3 ist ein ammoniumgruppenhaltiger organischer Rest
[P]+ ist Ammonium oder ein Natrium- oder Kallumion,
[Q]- ist R5COO- mit R5 gleich Niederalkyl, vorzugsweise Methyl oder C2-C4-Alkyl, oder ein Halogenanion, vorzugsweise Bromid oder Chlorid.
X ist Wasserstoff, Halogen, Hydroxy, eine ggf. substituierte Alkoxy-, Acyloxy-, Alkylcarbonyl- oder Alkoxycarbonylgruppe mit vorzugsweise 1-10 Kohlenstoffatomen in der Alkyl- oder Acylgruppe, NR4 mit R4 gleich Wasserstoff, ggf. substituiertes Alkyl mit vorzugsweise 1-10 Kohlenstoffatomen oder ggf. substituiertes Aryl,
R ist eine ggf. substituierte Alkyl-, Alkenyl-, Aryl-, Alkylaryl- oder Arylalkylgruppe mit 1 bis 10, vorzugsweise 1 bis 6 Alkylkohlenstoffen,
R1 trägt mindestens eine Amino-, Epoxid-, Vinyl- oder (Meth-)Acrylatgruppe,
R2 ist ein carboxylatgruppenhaltiger organischer Rest,
R3 ist ein ammoniumgruppenhaltiger organischer Rest
[P]+ ist Ammonium oder ein Natrium- oder Kallumion,
[Q]- ist R5COO- mit R5 gleich Niederalkyl, vorzugsweise Methyl oder C2-C4-Alkyl, oder ein Halogenanion, vorzugsweise Bromid oder Chlorid.
3. Kaschierklebemasse nach Anspruch 1 oder 2 unter Verwendung
mindestens eines Silans der Formel (I) mit a+b gleich 3.
4. Kaschierklebemasse nach Anspruch 2 und 3, worin die Amino-,
Epoxid-, Vinyl- oder (Meth-)Acrylatgruppe(n) von R1 durch
eine Gruppe mit einer Kettenlänge von mindestens 4 Atomen
vom Siliciumatom getrennt ist/sind.
5. Kaschierklebemasse nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hydrolyse und Kondensation
des oder der Silane der Formeln (I), (II) oder (III) in
Gegenwart und unter zumindest teilweiser
Hydrolyse/Einkondensierung mindestens eines zusätzlichen
Silans der Formel VI erfolgt:
Si (OR)4
worin R die in Anspruch 1 für Formeln (I) bis (III) genannte Bedeutung besitzt und vorzugsweise Methyl oder Ethyl, ganz besonders bevorzugt Ethyl ist.
Si (OR)4
worin R die in Anspruch 1 für Formeln (I) bis (III) genannte Bedeutung besitzt und vorzugsweise Methyl oder Ethyl, ganz besonders bevorzugt Ethyl ist.
6. Kaschierklebemasse nach einem der voranstehenden Ansprüche,
erhalten unter dem weiteren Zusatz mindestens einer
Metallverbindung der Formel (IV)
M(OR)n, (IV)
worin M ein Alkoxiverbindungen bildendes Hauptgruppen- oder Übergangsmetall ist und vorzugsweise ausgewählt ist unter Ge, Sn, Pb, Ti und Zr, wobei n 4 bedeutet, oder vorzugsweise ausgewählt ist unter B und Al, wobei n 3 bedeutet, und
R die gleiche Bedeutung wie in den Formeln (I) bis (III) des Anspruch 1 hat,
oder ein Komplex-Derivat der Metallverbindung der Formel (IV), wobei ein Teil oder alle Gruppen OR ersetzt sind durch einen oder mehrere Liganden L, die stärker an das Metall M gebunden werden als die Gruppe (OR).
M(OR)n, (IV)
worin M ein Alkoxiverbindungen bildendes Hauptgruppen- oder Übergangsmetall ist und vorzugsweise ausgewählt ist unter Ge, Sn, Pb, Ti und Zr, wobei n 4 bedeutet, oder vorzugsweise ausgewählt ist unter B und Al, wobei n 3 bedeutet, und
R die gleiche Bedeutung wie in den Formeln (I) bis (III) des Anspruch 1 hat,
oder ein Komplex-Derivat der Metallverbindung der Formel (IV), wobei ein Teil oder alle Gruppen OR ersetzt sind durch einen oder mehrere Liganden L, die stärker an das Metall M gebunden werden als die Gruppe (OR).
7. Kaschierklebemasse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
dass das Komplex-Derivat der Metallverbindung der Formel (IV)
ausgewählt ist unter Verbindungen mit der Formel (V)
(RO)mMLn, (V)
worin
M gleich Ti, Zr oder Al ist,
R C1-C6-Alkyl ist,
L ausgewählt ist unter
wobei R wie in Formel (I) definiert ist,
m eine ganze Zahl von 1 bis 3 ist und
n eine ganze Zahl von 1 bis 3 ist.
(RO)mMLn, (V)
worin
M gleich Ti, Zr oder Al ist,
R C1-C6-Alkyl ist,
L ausgewählt ist unter
wobei R wie in Formel (I) definiert ist,
m eine ganze Zahl von 1 bis 3 ist und
n eine ganze Zahl von 1 bis 3 ist.
8. Kaschierklebemasse nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der mineralische Füllstoff ein
modifiziertes Schichtsilikat ist.
9. Kaschierklebemasse nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der mineralische Füllstoff mit
organisch modifizierten Silanen, organisch modifizierten
Isocyanaten oder organischen Onium-Verbindungen, vorzugsweise
Ammonium- oder Phosphoniumverbindungen, modifiziert ist, und
daß der Füllstoff anorganisch in die Kaschierklebemasse
einkondensierbar oder einkondensiert ist.
10. Kaschierklebemasse nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der mineralische Füllstoff in
einer Menge von 0,25-10 Gew.-%, vorzugsweise von 0,5-5 Gew.-%,
bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung ohne
Lösungsmittel, vorhanden ist.
11. Kaschierklebemasse nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kaschierklebemasse zusätzlich
- A) mindestens eine monomere oder teilpolymerisierte, nieder bis hochviskose, organisch (weiter-)polymerisierbare Substanz aufweist.
12. Kaschierklebemasse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die organisch polymerisierbare Substanz ausgewählt ist
unter monomeren oder niedermolekularen Polyacrylaten,
Polymethacrylaten, Polyepoxiden, Polyvinylalkoholen,
Copolymeren der vorgenannten Polymere und Styrol-
Allylalkohol-Copolymeren oder Mischungen der vorgenannten
Polymere.
13. Kaschierklebemasse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die organisch polymerisierbare Substanz weiterhin durch
eine oder mehrere Silangruppen modifiziert ist, die in das
Netzwerk mit dem kondensierten Silan der Formel (I)
einkondensierbar oder einkondensiert ist.
14. Kaschierklebemasse nach einem der voranstehenden Ansprüche,
insbesondere nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der
modifizierte Füllstoff organische Gruppen trägt, die mit
organischen Gruppen der organisch reaktiven Substanz (C)
und/oder mit Gruppen R1 des Silans der Formel (I)
copolymerisierbar sind.
15. Kaschierklebemasse nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff mit
zwitterionischen organischen Substanzen modifiziert ist und
daß die Kaschierklebemasse unter Verwendung von Silanen der
Formeln (II) oder (III) wie in Anspruch 1 definiert
erhältlich ist.
16. Kaschierklebemasse nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß sie vollständig oder im
wesentlichen durchkondensiert ist.
17. Verfahren zum Herstellen einer Kaschierklebemasse nach einem
der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens ein Silan der Formel (I) (II oder III), ggf. in
Gegenwart weiterer Silane und/oder Verbindungen der Formel
(IV) oder (V), oder Prekondensate der genannten Verbindungen,
ggf. in Gegenwart weiterer Bestandteile, zumindest teilweise
hydrolysiert und anorganisch kondensiert wird, dadurch
gekennzeichnet, daß der modifizierte Füllstoff vor, während
oder nach der Hydrolyse/Kondensation zugesetzt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß nach
Abschluß der Kondensation niedersiedendes Lösemittel entfernt
wird.
19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet,
daß der Mischung vor, während oder nach der (Teil)Hydrolyse
und (-)Kondensation und ggf. nach Entfernen von
niedersiedendem Lösemittel eine nieder- bis hochviskos
flüssige, mit Bestandteilen der Masse reaktionsfähige
Substanz (C) zugegeben wird.
20. Verfahren zum Herstellen kaschierter Verbundsysteme, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Kaschierklebemasse wie in einem der
Ansprüche 1 bis 15 definiert auf mindestens eine der zu
verklebenden Oberflächen der zu kaschierenden Teile
aufgebracht wird, zuvor oder sodann ggf. vorhandenes
Lösungsmittel entfernt wird, und schließlich die zu
verbindenden Teile miteinander kaschiert werden.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die
organische Reaktionen eingehende(n) Gruppe(n) R1 des Silans
der Formel (I) und/oder die organisch reaktive Substanz (C),
ggf. unter Einbringung weiterer Bestandteile, nach dem
Aufbringen der Kaschierklebemasse auf die zu verklebenden
Oberflächen und vor oder nach dem Kaschieren thermisch oder
photochemisch polymerisiert oder copolymerisiert wird/werden.
22. Kaschiertes Verbundsystem, umfassend mindestens zwei
miteinander kaschierte, insbesondere flächige Gegenstände,
dadurch gekennzeichnet, daß die zu kaschierenden Teile mit
Hilfe einer Kaschierklebemasse gemäß einem der Ansprüche 1
bis 15 verbunden sind, die gegebenenfalls thermisch oder
photochemisch polymerisiert wurde.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE10138423A DE10138423A1 (de) | 2000-12-22 | 2001-08-06 | Kaschierklebemassen mit Barriereeigenschaften gegenüber Gasen und Dämpfen |
DE50107818T DE50107818D1 (de) | 2000-12-22 | 2001-12-21 | Kaschierklebemassen mit Barriereeigenschaften gegenüber Gasen und Dämpfen |
ES01130724T ES2250293T3 (es) | 2000-12-22 | 2001-12-21 | Composiciones para capas adhesivas con propiedades de barrera para gases y vapores. |
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EP01130724A EP1217052B1 (de) | 2000-12-22 | 2001-12-21 | Kaschierklebemassen mit Barriereeigenschaften gegenüber Gasen und Dämpfen |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009018518A1 (de) | 2009-04-24 | 2010-10-28 | Tesa Se | Transparente Barrierelaminate |
-
2001
- 2001-08-06 DE DE10138423A patent/DE10138423A1/de not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102009018518A1 (de) | 2009-04-24 | 2010-10-28 | Tesa Se | Transparente Barrierelaminate |
WO2010121905A1 (de) | 2009-04-24 | 2010-10-28 | Tesa Se | Transparente barrierelaminate |
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